4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ЭКОЛОГИЯ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

4.1.Парниковый эффект

Втечение последних десятилетий ученые отмечают повышение средней температуры приземных слоев атмосферы, по темпам превосходящее подобные изменения, происходившие в предыдущие столетия. В докладе, подготовленном международной группой по про-

блемам климатических изменений при ООН, утверждается, что к 2100 году средняя температура на Земле увеличится на 2 – 4 оС. Повышение температуры в такие короткие сроки приведет к таянию ледников

Арктики и Антарктики, повышению уровня Мирового океана, затоплению прибрежных территорий. ПроизойдетИсмещение установившегося за предыдущие тысячелетия климатического равновесия. Сократятся площади горного оледенения, начнетсяДтаяние грунтов на территориях с вечной мерзлотой. Отдельные территории будут забола-

чиваться, другие – страдать от засухи. Прогнозируют опустынивание некоторых территорий в районахАсредних широт из-за уменьшения количества осадков и возможного обмеления рек. Изменение климата приведет к нарушению сложившихсяб атмосферных процессов, чаще будут возникать ураганы, штормы, смерчи и торнадо. Для естественных экосистем изменение кл мата приведет к изменению условий обитания и гибели абор генных видов. Ряд ученых видят в глобальном потепленииСи полож тельные экологические последствия, такие как интенсификац я процесса фотосинтеза.

Причиной глобального потепления ученые называют парниковый эффект. Парниковый эффект – свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землёй. Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью, так как альбедо (отражательная способность) земной поверхности незначительно. Нагреваясь за счёт поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового излучения, прозрачность атмосферы для которого мала и которое почти полностью поглощается в атмосфере. Благодаря парниково-

33

му эффекту при ясном небе только 10 – 20% земного излучения может, проникая сквозь атмосферу, уходить в космическое пространство.

Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон. Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы (36

–72%), влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации. Долгое время считалось, что основной вклад в парниковый эффект вносит углекислый газ, выделяющийся при сгорании органического углеводородного топлива. Но исследования показали, что парниковая активность фреонов в зависимости от марки в 1300

–8500 раз выше, чем углекислого газа. Тем не менее основными ан-

тропогенными источниками парниковых газов до сих пор считаются теплоэнергетика и транспорт. Метан, ввидуИвысокой удельной теплоёмкости, также вносит ощутимый вклад в развитие парникового эффекта. Источники поступления метанаДв атмосферу – выбросы из подземных горных выработок, свалки отходов крупных городов, разруше-

ние гидрата метана при таянии вечной мерзлоты и др.

По оценкам международныхАэкспертов, наибольший вклад в усиление парникового эффекта вносят США, так как именно на долю этого государства приходитсябольшая часть выбросов углекислого газа. В последнее время появились работы ученых, доказывающие, что нельзя объяснятьипр ч ны гло ального потепления только выбросами парниковых газов. Причиной глобальных изменений климата Земли являетсяСдеградац я биосферы, происходящая из-за антропогенного воздейств я на пр родные экосистемы. Массовое уничтожение растительности приводит к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере. Изъятие человеком из биогенного круговорота значительной биомассы приводит к снижению способности природных экосистем к стабилизации климата.

4.2. Озоновые дыры

Термин «озоновая дыра» впервые появился в 1985 году, когда над Антарктидой была обнаружена область с пониженным (до 50%) содержанием озона. Озоновый слой играет важнейшую роль в развитии биосферы. Находящийся на высоте от 10 до 50 км слой с повышенной концентрацией озона (максимальная концентрация озона за-

34

фиксирована на высоте 20 – 25 км) задерживает поступающее из космоса жёсткое ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучение. Живые организмы чувствительны к коротковолновому излучению. Энергии даже одного фотона этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул, что приводит к возникновению мутаций. В областях, где были зафиксированы области с пониженным содержанием озона, увеличилось число заболеваний раком кожи (меланома), чаще возникает катаракта, снижается иммунитет. Растения под влиянием жёсткого ультрафиолетового излучения постепенно теряют способность к фотосинтезу, нарушается жизнедеятельность планктона, что ведет к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем.

Причины возникновения озоновых дыр носят как естественный, так и антропогенный характер. К естественнымИпричинам относят разрушение молекул озона под действием низких температур. Антропогенное разрушение озонового слояДсвязывают с повышенным содержанием в атмосфере хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленности и в быту как хладагенты, растворители, распылители в аэрозольныхАупаковках и т. п. Атомы хлора, входящие в состав фреонов, вступают во взаимодействие с молекулами озона и разрушаютбих. Опасность фреонов как разрушителей озона усугубляется еще и тем, что они не разлагаются естественным путем и могут сохранятьсяив атмосфере десятки и даже сотни лет. Основными поставщ ками фреонов являются США (31%), Япония (12%), ВеликобританСя (9%) Россия (8%). Другим веществом, разрушающим озоновый слой, является оксид азота. По своей химической природе оксид азота является свободнорадикальной частицей, легко вступает во взаимодействие с молекулой озона и разрушает её. Гипотеза о техногенном возникновении озоновых дыр имеет большое число сторонников.

22 марта 1985 года в Вене состоялась Международная Венская конференция об охране озонового слоя, а в 1989 году вступил в силу Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. Государства, подписавшие этот протокол, обязались снизить количество выбросов веществ, разрушающих озоновый слой, на 50%. Поправки к этому протоколу принимались 7 раз с 1990 года в Лондоне по 1999 год в Пекине.

35

4.3. Кислотные осадки

Термин «кислотные дожди» впервые использовал английский инженер Р. Смит в 1872 году. В своей книге «Воздух и дождь. Начало химической климатологии» он назвал этим термином осадки с повышенной кислотностью (рН < 5,6). Такие осадки образуются в результате промышленных выбросов в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. Например, в 1981 году в Баварии (Германия) в августе выпадали дожди с рН = 3,5. Максимально зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе была рН = 2,3. В нейтральной воде концентрация ионов водорода составляет 10-7 моль/л, что соответствует рН = 7.

Под влиянием кислотных осадков из почв вымываются не только жизненно необходимые растениям питательныеИвещества, снижается её плодородие. В растворимое состояние переходят токсичные тяжёлые и лёгкие металлы: свинец,Дкадмий, ртуть, алюминий и др. Образованные ионами этих металлов соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, передаются по трофическим цепям и накапливаются вАорганизмах травоядных и хищников в количествах, значительно превышающих допустимые нормы. Так, возрастание содержания ионовбалюминия в воде до 0,2 мг/л приводит к гибели рыб. От кислотных дождей гибнут лесные сообщества, в первую очередь – хвойныеипороды. Попадание кислотных осадков в водоёмы приводит к х зак слению и деградации. Закисление водоёмов опасно неСтолько для популяций рыб, но вызывает постепенную гибель планктона, водорослей других обитателей. Озёра становятся практически безжизненными.

Негативное действие оказывают кислотные осадки и на здания из мрамора, бетона, на металлические конструкции. Под действием кислот, содержащихся в осадках, минеральные строительные конструкции разрушаются, так как кислоты разрушают карбонаты и силикаты, входящие в состав природных минеральных материалов. Металлические конструкции под действием кислотных осадков сильнее подвергаются коррозии.

Основным источником поступления в воздух оксидов серы является процесс сжигания угля и мазута. Оксиды азота образуются в процессах горения при высоких температурах, когда окисляться начинает атмосферный азот. Это происходит при горении природного

36