7.3 Влияние деятельности человека на атмосферу

7.3.1 Загрязнение парниковыми газами

Парнико́вый эффе́кт  повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Парниковые газы прозрачны для коротковолновых солнечных лучей. Но они плохо пропускают длинноволновые излучения Земли в диапазоне 700…1200 нм, уходящие обратно в космическое пространство. Тепло удерживается у земной поверхности. В результате нижний слой атмосферы и поверхность Земли нагреваются.

Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются:

а) пары воды (Н₂О). Поглощают около 62 % инфракрасного излучения Земли;

б) углекислый газ  диоксид углерода (СО₂). Поглощает примерно 22 % инфракрасного излучения Земли;

в) «малые газы», содержание которых в атмосфере чрезвычайно мало. Они вносят гораздо меньший вклад в парниковый эффект. Это: метан (СН₄), озон (О₃), хлорфторуглероды (ХФУ или фреоны), хлорфторуглеводороды (ХФУВ), азота (закись азота  гемиоксид азота (N₂O)).

г) созданные человеком газы. Содержание их в атмосфере крайне мало.

Последствия парникового эффекта:

а) глобальное потепление;

б) массовое таяние ледников, подъём уровня Мирового океана и сокращение поверхности суши;

в) усиление циклонической активности;

г) нарушение закономерностей функционирования экосистем;

д) рост сердечнососудистых, респираторных, паразитарных (клещевого энцефалита, болезни Лайма, малярии, лихорадок разного типа) заболеваний, психологических расстройств, травм;

е) голод.

7.3.2 Проблемы атмосферного озона и озоновых дыр

В тропосфере озона мало (6…14 % всего содержания в стратосфере). При такой концентрации он благоприятен. Но увеличение количества озона опасно: удушающие смоги, содержащие озон, губят людей. Он относится к парниковым газам.

В стратосфере озона много и он образует экран. Озон поглощает жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны до 0,32 мкм.

Эволюция выработала адаптацию к излучению более 0,32 мкм. Белок поглощает это излучение, как бы защищая нуклеиновые кислоты. А от излечения ниже 0,32 мкм защиты нет и как последствия – рак кожи, гемолиз (разрушение красных кровяных телец), поражение иммунной системы, сетчатки глаза (катаракта). Это излучение является мутагенным фактором среды обитания.

Последние десятилетия наблюдается уменьшение общего количества озона в стратосфере. Это уменьшение составило 2 %.

Озоновая дыра – область с пониженным содержанием озона. Озоновая дыра существовала практически всегда, то появляясь, время от времени, то исчезая в соответствии с сезонными изменениями в состоянии атмосферы. В 80-х годах XX века произошли серьёзные изменения в динамике этого явления – «дыра» перестала восстанавливаться до исходного состояния.

Среди катализаторов разложения озона наиболее важная роль принадлежит оксидам азота, атомам хлора. В качестве катализатора реакции разложения озона может служить ОН-радикал, образующийся с участием паров воды.

Природной причиной разрушения озонового слоя из-за поступления в стратосферу атомарного хлора является хлорметан (СН₃Сl) – продукт жизнедеятельности организмов в океане и лесных пожаров на суше.

В результате деятельности человека в атмосфере появился избыток азотных и галогенуглеродных соединений. Оксиды азота (NO_x) образуются при сжигании топлива, особенно в современных двигателях воздушных судов, ракетной техники. Атомарный хлор образуется в стратосфере в результате фотохимического разрушения хлорфторуглеродов (ХФУ), или фреонов, или хладонов CF₂Cl₂ и CFCl₃. Эти вещества летучи и устойчивы в тропосфере. В условиях стратосферы они начинают распадаться в связи с образованием свободных атомов галогенов.

В 1985 году подписана «Венская конвенция по охране озонового слоя», призывающая страны к проведению дополнительных исследований и обмену информацией по сокращению озонового слоя. В 1987 году в Монреале 98 стран заключили соглашение (Монреальский протокол) о постепенном прекращении производства ХФУ (хлорфторуглеродов) и о запрещении выбросов их в атмосферу.