38. Озон и его планетарное значение.

Земля защищена от коротких УФ-лучей озоновым экраном, который поглощает 99% УФ-лучей (табл. 1). Озон, ядовит для людей и животных: ПДК в воздухе 0,16 мг/м³.

Озоновый экран появился после того, как в атмосфере накопилось достаточное количество кислорода, а до этого жизнь существовала лишь в водоемах на некоторой глубине, где излучение ослабевало.

Озон образуется в стратосфере (20- 40 км) под действием УФ-лучей:

Трехатомный кислород (О₃), озон, в основном образуется в страто­сфере путем присоединения атомарного кислорода к моле­куле кислорода под воздействием солнечной радиации. В приземном слое воздуха он формируется под влиянием случайных факторов (грозовые разряды, окисление органического вещества).

В отличие от линейных молекул кислорода молекула озона имеют форму треугольника и задерживают большую часть жестких УФ-лучей (рис. 1).

Схема вертикального распределения озона представлена на рис. 1. И если у поверхности Земли озон способствует образованию смога, то в стратосфере этот ажурный слой выполняет три функции, которые благотворно влияют на живые существа. Первая состоит в том, что озон; поглощает большую часть губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения Солнца и является единственным веществом, выполняющим эту функцию. Вторая — в том, что, поглощая некоторые из солнечных лучей, озон создает стратосферу — слой атмосферы, в которой температура растет с высотой, тем самым регулируя мировые циркуляционные процессы и ограничивая процессы формирования погоды за пределами тропосферы.

Третья— озон, наряду с СО₂ поглощает ИК-излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Содержание и перемещение озона в атмосфере влияют на метеорологическую обстановку. Не будь озона, температура в атмосфере постепенно уменьшалась бы.

При проникновении УФ-лучей на Землю происходит поглощение нуклеиновыми кислотами, белками, в результате чего происходит изменение генофонда и живое либо заболевает, либо погибает, так как область поглощения лучей озоном совпадает с областью поглощения нуклеиновыми кислотами и белками .

В небольших дозах УФ-излучение полезно для человека, животных и растений, в частности, способствует выработке витамина D, регулирует Са-обмен. Противоположное действие оказывают повышенные или большие дозы УФ-излучений. Известно, что увеличение ультрафиолетового излучения на 10% может увеличить на 7,5% число людей, заболевших опасной формой рака кожи — меланомой, и на 10% — менее опасной формой — карциномой, а так же вызывает катаракту глаз у 80 млн человек.

Озоновая дыра впервые была обнаружена в 1985 г

39. Основные источники загрязнения атмосферы.

Многочисленные источники загрязнения атмосферы мож­но разделить на две группы: • естественные;• искусственные, или антропогенные.

К естественным источникам загрязнения относятся: извержение вулканов, процессы горения и гние­ния, сгорание метеоритов и др.

К искусственным источникам загрязнения относятся:

1. Промышленные предприятия. Сейчас в промышленно­сти используются почти все элементы таблицы Менделеева. Это привело к качественно новому загрязнению атмосфе­ры, в частности, аэрозолями, радиоактивными и другими веществами.

2. Автомобильный транспорт. Выхлопные газы автотранс­порта представляют собой смесь, в которую входят около 200 компонентов. Основные токсичные компоненты — ок­сид углерода, оксиды азота, свинец, альдегиды, углеводо­роды, из которых ароматические соединения являются силь­ными канцерогенами, например бензапирен.

3. Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали, ото­пительные котельные. Работая на твердом топливе, загряз­няют воздух оксидами серы, азота, углерода, пылью.

4. Авиационный и железнодорожный транспорт. Сверх­звуковые самолеты и космические корабли загрязняют ат­мосферу оксидами азота, серы, а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли).

5. Сельское хозяйство. Загрязнению атмосферы в сель­ской местности способствуют животноводческие и птице­водческие фермы, пестициды, испарения химических со­единений с полей, выбросы двигателей сельскохозяйствен­ной техники..

6. Атомные электростанции, испытание ядерного оружия. Являются источниками радиоактивного загрязнения атмос­феры. Загрязняющие атмосферу вещества по их воздействию на организм человека подразделяются на физические, хи­мические и биологические виды.

По своему происхождению разнообразные виды загряз­нения подразделяются на физические, химические и био­логические.

К физическим видам загрязнения относятся: • радиоактивные элементы, являющиеся источником ионизирующей радиации;• шумы и низкочастотные вибрации (инфразвук);• электромагнитное излучение.

Химическими видами загрязнения являются: • газообразные производные углерода и углеводороды (орга­нические вещества);• брызги пестицидов и моющих веществ;• газообразные производные серы, азота, фтора, хлора;

К биологическим источникам относятся:• бактерии;• вирусы;• споры грибов.

Наиболее распространенные загрязняющие вещества ат­мосферы — оксид и диоксид углерода (СО, СО₂), диоксид серы (SO₂), оксиды азота (NO₂), углеводороды, пыль, пары различных кислот и другие.

В Республике Беларусь основными источниками искусст­венного загрязнения атмосферы являются: автотранспорт, теплоэнергетика, металлургия и машиностроение, нефтедо­быча и нефтехимия, химическая промышленность.

Таким образом, атмосфера — это воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси газов, содержащая пары воды и пылевидные частицы. Однако нарушению этих функций способ­ствует загрязнение атмосферы различными видами и ис­точниками загрязнений. Источники загрязнений можно под­разделить на естественные и искусственные. Разнообразные виды заг­рязнения подразделяются по своему происхождению на фи­зические, химические и биологические.

Глобальными загрязнениями атмосферы называются те виды загрязнения, которые оказывают воздействие не на одно государство или регион, а на всю планету в целом. В возникновении глобального загрязнения принимают участие многие страны. Глобальными проблемами загрязнения атмосферы являются следующие:

1. Проблема деградации атмосферного озона. 2. Парниковый эффект.3. Проблема кислотных дождей.

К локальному загрязнению атмосферы относят те выбро­сы, которые оказывают воздействие только недалеко от ме­ста их образования. В нашей стране к таким видам загрязнения можно отнести образование приземного озона, загряз­нение атмосферы в районе животноводческих комплексов, промышленных предприятий и городов.

Образование приземного озона (фотохимический смог) происходит в результате фотохимической реакции продук­тов неполного сгорания топлива автомобилей и загрязняю­щих выбросов предприятий в условиях инверсии температу­ры. Поскольку озон (О₃) почти в два раза тяжелее воздуха, то он скапливается в придорожных полосах и низинах. В результате этого вдоль автомобильных трасс, а иногда и в городах скапливается достаточно большое количество озо­на, который как сильнейший окислитель оказывает нега­тивное воздействие на живые организмы. Если в зоне загрязнения длительный период находятся люди, фотохимический смог может вызвать по­ражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохими­ческом смоге могут присутствовать соединения азота, кото­рые повышают вероятность возникновения раковых заболе­ваний.

Влияние загрязнения атмосферного воздуха на живые организмы

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в боль­шей или меньшей мере оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Причем воздействие одних загрязняю­щих веществ в комбинации с другими более опасно, чем воздействие каждого из них в отдельности.

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здо­ровье человека и на окружающую природную среду различ­ными способами — от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различ­ных систем жизнеобеспечения организма.

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей чревато самыми серьезными послед­ствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO₂) в больших концентрациях, вызывает тяжелое заболевание лег­ких — силикоз (цементирование легочной ткани). Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизис­тые оболочки, например, глаз, легких, участвуют в образо­вании ядовитых туманов и т. д.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (II) (угарного газа). При остром отравлении проявляются общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход. Однако низкая концентрация окси­да углерода в атмосферном воздухе, как правило, не вызыва­ет массовых отравлений, хотя и очень опасна для лиц, страда­ющих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.