2. Вплив людини на глобальні біосферні процеси і наслідки забруднення атмосфери

Потепління клімату, парниковий ефект. Протягом історії Землі клімат суттєво змінювався, але до початку розвитку людської цивілізації такі зміни проходили поступово. Тільки у другій половині ХХ століття з’явилося нове явище – швидка зміна клімату під впливом антропогенної діяльності.

Антропогенні зміни клімату відбуваються під впливом великої кількості чинників. Так, за даними наукових спостережень у 1987 році в атмосферу планети надійшло 5,5 млрд. тонн вуглекислого газу, що становить 1 тонну на 1 людину в рік. З 1950 р. до 2000 р. викиди вуглекислого газу зросли на 30 %.

Збільшення середньорічної температури Землі в останні десятиріччя визначається в межах від 0⁰С до 2-2,5⁰С. вважається, що в середньому у другій половині ХХ століття температура збільшується за кожні 10 років на 0,3⁰С. за даними спеціалістів ООН, до 2100 року температура Землі зросте на 3⁰С.

Потепління клімату може викликати зміну режиму погоди на території великих регіонів планети і в першу чергу, вплинути на сільськогосподарське виробництво. Це буде вимагати зміну агротехніки, районування культурних рослин та тварин і взагалі реорганізації сільського господарства.

Кислотні дощі. Кислотними називають будь-які види опадів: дощ, сніг, туман; тоді, коли їхнє рН (водневий показник) нижче 7,0. Ще 180 років тому рН дощової води була на рівні 7,0, тобто нейтральною. Кислотні дощі вперше зареєстровані у 1972 р. в англійському місті Манчестері. Основною причиною кислотних дощів було надходження до атмосфери окислів азоту та сірки внаслідок роботи ТЕС і автомобільних двигунів, які сполучалися з атмосферною вологою, утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на ґрунт кислотними дощами.

Руйнування озонового екрану атмосфери, озонові діри. Озоновий шар знаходиться в атмосфері на висоті 12-23 км. та захищає поверхню планети від жорсткої ультрафіолетової радіації. Енергія Сонця надходить до Землі у вигляді різного випромінювання. Серед них переважають теплові промені і ультрафіолетові. Ультрафіолетове випромінювання має найбільшу енергію, є фізіологічно активним, діє на живу матерію. Ці промені, залежно: залежно від довжини хвилі, можуть викликати фізіологічні зміни в організмах.

На висоті 12-23 км, повітря містить підвищену кількість озону, тобто кисню, молекула якого складається з трьох атомів (О₃). Він є дуже сильним окисником. Озон утворюється в атмосфері за рахунок молекул звичайного, двоатомного кисню О₂, що поглинає жорстке високоенергетичне короткохвильове ультрафіолетове випромінювання.

В Північній кулі виявлено озонову діру (Шпіцберген). Зниження вмісту озону в атмосфері загрожує зменшенням врожаїв, захворюванням тварин і людей, збільшенням шкідливих мутацій тощо, а якщо озон зникне зовсім, буде знищено все живе на нашій планеті.

За даними “Грінпіс”, зменшення товщі озонового шару на кожні 10% веде до збільшення числа випадків захворювання катарактою очей. Показано, що підвищене ультрафіолетове опромінення знижує імунітет, стають більш важкими та частішими інфекційні захворювання.

Лекція 5. Водні ресурси. Проблеми використання і охорони.

План

1. Розповсюдження, склад та властивості води.

2. Використання водних ресурсів, екологічні проблеми і шляхи їх вирішення.

3. Заходи боротьби з забрудненням поверхневих та підземних вод.

1. Розповсюдження, склад та властивості води.

Вода – найбільш розповсюджена речовина на Землі. Запаси води на Землі величезні – 1,3910⁹ км³, що становить 0,023% усієї маси Землі. Вона покриває близько 75% поверхні Землі, утворюючи одну з оболонок нашої планети – гідросферу.

Воді належить найважливіша роль у геологічній історії Землі і виникненні життя, у формуванні природного середовища. Без води неможливе існування живих істот. Тіло дорослої людини більш ніж наполовину складається з води (61% - чоловіки і 54% - жінки), у дітей її ще більше. У людини організм якої втрачає 6-8% вологи від маси тіла, підвищується температура тіла, червоніє шкіра, з’являються надмірне серцебиття і дихання, м’язова слабкість, запаморочення. Втрати 10% вологи призводить до необоротних змін в організмі, втрата 15-20 % її фатальна при температурі повітря 30⁰, а 25 % при температурі 20-25⁰С.

У рослинах міститься 40-98 % води, найбільше її у водоростях (96-98 %), деяких плодах, наприклад томатах, огірках (94-95 %). Здійснюючи кругообіг у природі, вода руйнує, розчиняє, транспортує неорганічні речовини, чим сприяє утворенню осадових порід, ґрунту.

Без води неможлива господарська діяльність людини. Так, на виробництво тонни сталі витрачається близько 30 м³ води, чавуну – 200 м³, синтетичного волокна – 500 м³, гуми – неменше 3500 м³.

Вода у природному стані являє собою складну систему, що вміщує завислі та колоїдні частинки, розчинені гази, мінеральні та органічні речовини. Вода – єдина речовина на Землі, яка однозначно і у великих кількостях буває в рідкому, твердому та газоподібному станах. Вона має надзвичайно сильну розчинюючу здатність. Внаслідок такої властивості природні води не можуть бути хімічно чистими. Залежно від кількості розчинних речовин (мінералізації) природні води поділяються на:

• прісні (до 1 г. на 1 кг. води);

• солонуваті (1-25 г/кг);

• солоні (25-50 г/кг);

• розсоли (>50 г/кг).

Воді властива аномальна висока теплоємність, вона у 3300 разів вища, ніж у повітря. Тому вода є головним акумулятором сонячної енергії, а на поверхні Землі вона є міцною буферною системою, яка пом’якшує дію екстремальних температур. Вона має максимальну густину при +4⁰С. при подальшому зниження температури густина води зменшується, в той час як густина інших речовин збільшується.

Ця здатність води має дуже велике біологічне значення, тому що утворення льоду відбувається зверху вниз, внаслідок цього глибокі водойми взимку не промерзають до дна і в них зберігається життя. Подібних аномалій води немало, наприклад аномально високі температури кипіння і плавлення води, здатність чистої води до переохолодження, зменшення в’язкості, високий поверхневий натяг, здатність випаровуватись при будь-якій температурі.

Абсолютна більшість колосальної маси води на Землі – це гіркувато-солона морська вода, непридатна до пиття та технічного використання. Маса прісної води на планері – 3510⁶ км³ (усього 2 % від загальної кількості). Основна кількість (75%) прісної води зосереджена в льодових щитах Антарктиди і Гренландії, гірський льодовиках, айсбергах.

Основним джерелом водопостачання для людства є річковий стік. Річний стік України становить у середньому 85,1 млрд. м³ (без Дунаю), а в маловодні роки зменшується до 48,8 млрд. м³.