Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Атмосфера – газовая оболочка вокруг Земли, распространяющаяся на высоту 100-122 км от поверхности. Во многом от ее состояния зависит общий климат на Земле и локальные изменения в погоде. На нее оказывается воздействие с внешней и внутренней стороны.

Изнутри на нее влияют атмосферные выбросы, поднимающиеся в воздух в результате человеческой жизнедеятельности или естественных процессов. Последствия таких выбросов – загрязнение оболочки, влияющее на здоровье живых организмов и на климатические изменения.

Причины загрязнения атмосферы

Источниками загрязнения могут быть 2 группы факторов:

  • естественные;
  • антропогенные.

Обычно они действуют независимо друг от друга. На естественные человек не может оказать существенного воздействия, поэтому такие источники просто отслеживаются для подготовки мер по ликвидации последствий. Антропогенные источники напрямую зависят от интенсивности человеческой жизнедеятельности, такие выбросы бывают постоянные и единичные.

Естественные источники

Природными источниками атмосферных выбросов выступают:

  • извергающиеся вулканы;
  • горящие леса;
  • развивающиеся анаэробные микроорганизмы.

Наибольшее влияние среди естественных источников оказывают извергающиеся вулканы. На Земле их более полутора тысяч, а в атмосферу при извержениях попадают: физические частицы (пыль) и газы. Кроме этого, раскаленная лава способна вызвать пожары.

Горящие леса относятся к естественным источникам, если они загорелись под воздействием природных сил: молнии, высоких температур. На естественные причины лесных пожаров приходится не более 5%, все остальные леса возгораются по вине человека.

Незначительный вклад на изменение состава атмосферы оказывают анаэробные процессы: они обратны процессам фотосинтеза, формирующего структуру развития живых организмов.

Антропогенные источники

Человеческая жизнедеятельность оказывает наибольшее влияние на атмосферу. Антропогенные источники атмосферного загрязнения:

Вид деятельности или отрасльОписание воздействияПримеры
Промышленные предприятия При работе используются сжигаемые виды топлива, которые при горении выделяют вредные газообразные вещества в атмосферу. В македонском городе Тетово действует сталелитейное предприятие «Югохром», в котором из 7 печей без фильтрации в атмосферу попадают тяжелые металлы. Это город с самым грязным воздухом в Европе.
Электростанции Активное использование угля в работе электростанций приводит к серьезным загрязнениям воздуха. На втором месте среди энергоресурсов по степени отрицательного воздействия – нефть. В Китае почти 85% энергии вырабатывается при сжигании угля и нефти: 67,5% – уголь, 17,8% – нефть. Китай занимает 1 место в мире по потреблению электроэнергии, размер потребления в 4 раза выше, чем в России (3 место).
Транспорт Выхлопные газы от любых видов транспорта загрязняют атмосферу высокотоксичными оксидами азота и соединениями свинца. Для сравнения: они опаснее угарного газа в 10 раз. Над Мехико в течение десятилетий сохранялось облако смога, вызванное чрезмерной автомобилизацией населения. Ситуация усугублялась старым автопарком и географическими особенностями расположения города.
Добыча полезных ископаемых При добыче нефти и газа используются установки, предусматривающие выброс горящего фонтана наружу из-за разницы в давлении. Ежегодно в мире сжигается несколько сотен миллиардов кубометров газа на нефтеперерабатывающих и химических заводах. В России – 20-50 миллиардов.
Сельское хозяйство Пестициды, использующиеся для удобрения сельскохозяйственных земель, и газообразные (метановые) выделения крупного рогатого скота приводят к возникновению парникового эффекта. Доля сельского хозяйства в формировании парникового эффекта примерна равна доле от транспортных выбросов – около 12%.
Захоронения отходов На свалках скапливаются разнородные отходы, которые при взаимодействии и разложении выделяют токсичные газы в атмосферу. Кроме этого, образующийся свалочный газ служит источником взрывов и возгораний. В 2016 году в Индии произошел пожар на одной из крупнейших свалок мира – Деонар. Возгорание произошло из-за скопления свалочного газа. Высота мусорных гор достигает 30 метров, а сама свалка принимает мусор уже почти 100 лет.

Классификация загрязнителей воздуха

Частицы, которые попадают в атмосферу, отличаются друг от друга своими характеристиками, зависящими от источника выбросов. Три формы загрязнителей воздуха:

  • физические;
  • химические;
  • биологические.

Для каждого из видов характерно определенное состояние при нахождении в атмосфере: физические частицы в воздухе, химические элементы в виде газообразных выделений, микробы и бактерии – биологические загрязнители.

Физические загрязнители

Наиболее распространенная группа загрязнителей атмосферы – физические загрязнители. В эту группу входят частицы, для которых характерна одна из форм физического состояния:

  • механические частицы – твердые тела (пыль, пепел, сажа);
  • радиоактивные элементы – изотопы и лучи;
  • тепловое загрязнение – пар, нагретый воздух;
  • шумовое загрязнение – громкие звуки, низкочастотные колебания;
  • электромагнитные волны, включая радиоволны.

Химические загрязнители

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Ни один холодильник не обходится без фреона

Выбросы фреона и газа от аэрозольных баллончиков, кондиционеров и холодильных установок образуют химическое загрязнение воздуха. Кроме этого, газы возникают при горении топлива.

Под действием этих газов, например, происходит расщепление трехатомной структуры кислорода, из-за чего образуются озоновые дыры. Разрушение озонового слоя отрицательно влияет на климат на Земле.

Биологические загрязнители

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Основные загрязняющие вещества

Влияние загрязнителей зависит от частоты попадания элементов в атмосферу, их физико-химических характеристик. Некоторые газы при однократном выбросе оказывают большее воздействие при взаимодействии с кислородом, чем другие при долгосрочном. Например, метан в десятки раз опаснее углекислого газа, но попадает в атмосферу в меньших количествах.

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Показатели степени загрязненности атмосферы

Уровень содержания вредных веществ в воздухе определяется при мониторинге состава атмосферы. Справочными значениями определена предельно допустимая концентрация (ПДК) каждого вещества, которая сравнивается в полученными значениями. При сравнении учитываются нормы, по которым дается оценка общему состоянию атмосферы:

  • стандартный индекс (СИ) загрязненности;
  • индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Д

Большинство значений (норма, коэффициенты) берутся из справочников, остальные измеряются на практике. Измеримые показатели: среднегодовая концентрация, максимальная суточная концентрация. Показатель наибольшей повторяемости (НП) фиксирует число превышений норм.

Возможные последствия

Атмосферное загрязнение влияет на человека и другие живые организмы, проникая в организм разными путями. Негативное воздействие загрязненного воздуха проявляется в следующих видах последствий заражения:

  • ухудшение здоровья;
  • заражение растений;
  • возникновение кислотных дождей;
  • разрушение озонового слоя;
  • формирование парникового эффекта;
  • образование фитохимического смога.Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Влияние на здоровье человека

В организм человека вредные частицы из атмосферы попадают через дыхательные пути или через пищу, если они выпали в виде осадка и заразили растения или другие элементы пищевой цепи. Атмосферное загрязнение ухудшает работу сердечно-сосудистой системы, дестабилизируя деятельность легких.

Характерные заболевания: болезнь сердца, рак легких, инсульт, астма. Перетекающие в острую форму заболевания приводят к 7-10 миллионам смертей ежегодно, причем в Китае и Индии число смертей составляет 1-1,2 миллиона на страну.

Также в числе «лидеров» Пакистан, Бангладеш и Россия, у которых от 100 до 400 тысяч смертей.

Влияние на растения, озоновый слой и парниковый эффект

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Методы уменьшения загрязнения воздуха

Атмосферное загрязнение чаще всего используется рейтинговыми организациями для определения списка самых чистых и грязных мест на Земле.

Это связано с безостановочностью дыхательного процесса у живых организмов, что приводит к неизбежности воздействия этого вида загрязнения на них.

В зависимости от источника выбросов и их физико-химических характеристик выделяются направления по снижению загрязнения:

  • альтернативная энергетика;
  • сокращение промышленных выбросов;
  • изменение структуры работы транспорта;
  • вторичная переработка отходов;
  • сокращение применения химических удобрений;
  • увеличение доли зеленых насаждений.

П

рименение всех мер возможно только при внедрении государственного регулирования направления. Для закрепления намерений государствами-членами ООН был подписан Киотский протокол, направленный на сокращение выбросов парниковых газов.
Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Cleanbin.ru Все права защищены

Загрязнение атмосферного воздуха: источники, загрязнители, влияние

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Загрязнение атмосферного воздуха оказывает вредное воздействие на здоровье, выживание и жизнедеятельность людей и других живых организмов. Основными показателями загрязнения воздуха в мире являются SO2, NOx, PM, CO, ЛОС и O3. Концентрация загрязнителей воздуха в окружающей атмосфере зависит от интенсивности, типа и рассеивания выбросов загрязняющих веществ. Последствия для здоровья, вызванные загрязняющими веществами, зависят от поглощенной дозы, типа загрязняющего вещества и индивидуальной восприимчивости. Все химические, биологические и физические аспекты которые изменяют естественные характеристики

Читайте также:  Верхняя брыжеечная артерия, а. mesenterica superior

атмосферы, называются «загрязнителями воздуха». Загрязнители воздуха возникают как в результате естественных процессов (вулканическая деятельность, океаны, леса, и т.д.), так и в результате деятельности человека (сжигание ископаемого топлива, работы транспорта, выбросов электростанций или выбросов от других промышленных процессов).

История загрязнения атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферного воздуха — это явление, которое проявлялось с древних времен.

  1. Еще в 61 году до н.э.  Сенека жаловался на загрязнение воздуха в Риме. Отчасти причиной загрязнения стала концентрация населения в городах и регионах, которые массово сжигали различные материалы для бытовых, промышленных и других целей.
  2. В Лондоне сжигание угля вызывало проблемы загрязнения воздуха уже в XII веке. В начале XIV века Эдуард I хотел ограничить использование угля. В XVI веке королева Елизавета I запретила использование угля на парламентских заседаниях. В 1661 году английский писатель и мемуарист Джон Ивлин опубликовал книгу «Сжигание угля», которая была переиздана Национальной ассоциацией чистого воздуха в 1960 году. Он выступал за перенос загрязняющих окружающую среду производств из центра Лондона в прилегающие районы. В 19 веке романист Чарльз Диккенс дал исчерпывающий отчет о смоге в Лондоне и других английских городах.
  3. Камилла Фламмарион в своей книге об атмосфере 1872 года обратила внимание на плохое качество воздуха в Париже и его вредное воздействие на здоровье.

С конца XIX до середины XX века загрязнение окружающей среды увеличивалось по мере роста промышленного производства. В отсутствие обязательных нормативных актов выбросы в атмосферу росли.

Многие известные художники использовали дымовые трубы, выбрасывающие загрязняющие вещества, для изображения промышленных или городских объектов.

В середине 20-го века события, связанные с загрязнением воздуха, значительно увеличили смертность и заболеваемость, и люди стали осознавать опасность загрязнения воздуха для здоровья человека.

Трагические события: 

  1. С 1 по 5 декабря 1930 года в долине реки Маас (около Льежа) на востоке Бельгии в результате антициклона возникла сильная инверсия. Туман покрыл всю Бельгию на пять дней. Многие загрязняющие вещества, особенно диоксид серы (SO2) и твердые частицы, выбрасывались и накапливались в долине, ширина которой составляет 1 км и которая ограничена холмами высотой около 100 м. Поскольку в то время не были доступны измерения загрязняющих веществ, уровни концентрации неизвестны. В конце концов, часть SO2 была преобразована в серную кислоту (H2SO4). Инцидент с загрязнением стал причиной многих смертей и травм (63 человека, при обычном количестве погибших в 6 человек в сутки).
  2. В 1948 году в Доноре, промышленном городе, расположенном в Пенсильвании, США, в долине примерно в 50 км от Питтсбурга, произошел серьезный инцидент с загрязнением окружающей среды. 27-31 октября произошло накопление загрязняющих веществ от различных промышленных предприятий. В результате инцидента погибли 20 человек (обычно двое в сутки) и тысячи получили ранения. Как и в случае с инцидентом в долине Маас, наличие инверсионного слоя, сопровождаемое образованием тумана, заставило холодный загрязненный воздух оставаться на дне долины, что привело к преобразованию диоксида серы в серную кислоту.

Источники загрязнения воздуха

Источники загрязнения воздуха включают в себя природные источники и антропогенные источники.

Природные источники

Естественно возникающие твердые частицы (ТЧ) включают пыль с поверхности Земли, морскую соль в прибрежных районах и биологический материал в виде пыльцы, спор или растительных и животных остатков . Вулканические извержения могут привносить очень значительные количества газов и частиц в атмосферу.

Например, вулкан Этна выбрасывает в атмосферу 3 000 тонн диоксида серы (SO2) в среднем за день и до 10 000 тонн в периоды большой активности.

Во время катаклизмических извержений вулкана Тамбора в 1815 году в Индонезии, 100 миллиардов тонн вулканических продуктов было выброшено в атмосферу, 300 миллионов тонн из которых достигли стратосферы, что привело к понижению средней температуры на ~0,7°C на всей Земле.

В некоторых сельских районах периодические лесные пожары производят большое количество ТЧ. К другим природным источникам загрязнения воздуха относятся:

  • грозовые молнии, которые производят значительное количество оксидов азота (NOx);
  • водоросли на поверхности океанов, которые выделяют водород сульфид (H2S);
  • ветровая эрозия, которая вносит частицы в атмосферу;
  •  влажные зоны, такие как болота, торфяники или небольшие глубокие озера, которые производят метан (CH4).

Низкие концентрации O3 возникают естественным образом на уровне земли, образуясь в присутствии солнечного света в результате реакции между NOx и летучими органическими соединениями (ЛОС).

Антропогенные источники

В городских районах большая часть загрязнения воздуха происходит из антропогенных источников. Такие источники можно классифицировать как передвижные (автомобили, грузовики, самолеты, морские двигатели и т.д.) или стационарные источники (заводы, электростанции и т.д.).

На сегодняшний день автомобильный транспорт является основным источником загрязнения воздуха в крупных городах промышленно развитых стран.

Существует также аварийные загрязнения, когда происходят крупные выбросы токсичных веществ.

Отслеживаемые (контролируемые) показатели загрязнения атмосферного воздуха

В атмосфере находится слишком много загрязняющих веществ и все они не поддаются мониторингу.

Среди них, некоторые загрязнители контролируются потому, что они характерны для конкретного загрязнения (выбросы промышленными предприятиями или автотранспортом) и потому что известно или предполагается, что они вызывают пагубное воздействие на окружающую среду и/или здоровье. Эти загрязнители называются индикаторами.

Основные показатели, отслеживаемые в Европе, включают:

  • диоксид серы (SO2)
  • оксиды азота (NOx)
  • твердые частицы (PM10, PM2.5)
  • озон (O3)
  • монооксид углерода (CO)
  • летучие органические соединения (ЛОС)
  • некоторые токсичные металлы, такие как свинец, мышьяк, кадмий, никель или ртуть.

Влияние атмосферы, топографии на окружающую среду и местообитания.

Загрязняющие вещества

Загрязнители можно классифицировать как первичные или вторичные.

Первичные загрязняющие вещества

Загрязняющие вещества, которые выбрасываются непосредственно в атмосферу из источников или вызваны изменениями в процессах естественного выделения в биосфере, называются первичными загрязняющими веществами.

Многие из них подвергаются химическим реакциям, особенно под воздействием солнечной радиации,  с образованием новых компонентов или вторичных загрязнителей, которые часто более опасны  для окружающей среды, чем первичные загрязнители.

Кроме того, в этот список первичных загрязнителей должны быть добавлены соединения биологического происхождения, такие как пыльца, споры, бактерии и т.д.

  • К вторичным загрязнителям относятся кислоты, такие как серная и азотная кислоты, и сильные окислители, такие как озон (O3).
  • Таким образом, атмосфера является местом, где происходит сильная химическая активность, а соединения,  участвующие в реакциях, в основном находятся в следовых количествах.
  • В настоящее время основными первичными загрязнителями, вызывающими локальное загрязнение воздуха, являются твердые частицы, оксиды азота (NOx) и углеводороды.

Выбросы и концентрации некоторых основных загрязняющих веществ в последнее десятилетие значительно снизились.

Это касается, например, диоксида серы (SO2), который образуется из серы, содержащейся в топливе (уголь, мазут и т.д.

), свинца, который используется для повышения октанового числа бензина, и других тяжелых металлов, таких как ртуть и диоксины, которые в основном выделяются при сжигании отходов.

Вторичные загрязняющие вещества

Превращение первичных загрязнителей во вторичные может происходить в газовой фазе, где солнечная радиация играет очень важную роль, и в жидкой фазе в тумане и облаках.

Основным вторичным соединением в химии атмосферы является гидроксильный радикал OH, иногда называемый чистильщиком атмосферы. Только в начале 1970-х годов гидроксильные радикалы привлекли к себе большое внимание. Гидроксильные радикалы образуются в основном при фотолизе озона. Из-за высокой реакционной способности концентрация гидроксильных радикалов в атмосфере очень низкая.

Он преобразует диоксид серы в серную кислоту, а также регулирует концентрацию таких соединений, как угарный газ (CO), метан (CH4) и другие углеводороды. Время пребывания загрязняющих веществ в атмосфере зависит от их концентрации, которая, в свою очередь, зависит от реакции.

В присутствии углеводородов гидроксильные радикалы могут образовывать соединения, более реакционноспособные, чем они сами.

Основные показатели загрязнения воздуха

Диоксид серы (SO2)

Выбросы SO2 происходят в результате использования серосодержащего ископаемого топлива (мазута и угля). Эти выбросы в основном попадают в атмосферу при переработке нефти, при производстве электроэнергии (16%) и тепла.

Сектор дизельного автотранспорта также ответственен за незначительную часть выбросов SO2.

Оксиды азота (NOx)

Автотранспорт ответственен за выброс 48% (16% для дизельных грузовиков) NOx в мире, за которыми следовали сельское/лесное хозяйство, обрабатывающая промышленность и выработка энергии.

Твердые частицы (ТЧ)

ТЧ — это сложная смесь твердых частиц и жидких капель, взвешенных в воздухе, которые различаются по размеру, составу и концентрации. ТЧ целесообразно классифицировать по размеру. ТЧ с массовым медианным аэродинамическим диаметром

Читайте также:  Поражения головного мозга при острых респираторных инфекциях. Поражение цнс при ОРВИ.

Как загрязнение атмосферы влияет на природу

Иситов, Д. Т. Как загрязнение атмосферы влияет на природу / Д. Т. Иситов, О. Д. Каблукова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 9.1 (113.1). — С. 34-35. — URL: https://moluch.ru/archive/113/29010/ (дата обращения: 26.04.2022).



Опасность загрязнения атмосферы — не только в том, что в чистый воздух попадают вредные вещества, губительные для живых организмов, но и в вызываемом загрязнениями изменении климата Земли.

Происходит неумолимое ухудшение состояния окружающей среды в глобальном масштабе.

В атмосфере нарастает концентрация двуокиси углерода, разрушается озоновый слой Земли, выпадают кислотные дожди, наносящие вред всему живому, потеря видов живых существ всё ускоряется, рыбная ловля чахнет, снижение плодородия земли подрывает усилия, направленные на то, чтобы накормить голодных, вода — отравлена, а лесной покров Земли становится все меньше.

Одним из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом является автомобильный транспорт.

Накопление углекислого газа в атмосфере — основная причина парникового эффекта, возрастающего от разогревания Земли лучами Солнца. Этот газ не пропускает солнечное тепло обратно в космос.

Актуальность нашей темы обусловлена тем, что проблема загрязнения атмосферного воздуха — одна из серьезнейших глобальных проблем, с которыми столкнулось человечество.

  • Цель работы: показать вред, наносимый человеком окружающей среде.
  • Загрязнение атмосферы в Башкортостане.
  • Основными источниками загрязнения атмосферы являются:
  • Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)
  • Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;
  • Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;
  • Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.
  • По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

Радиоактивные загрязнители. Определяющим фактором качества воздуха является поступление в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности предприятий и организаций промышленного и аграрного комплекса, расположенных на территории Башкортостана, а также большое влияние на загрязнение оказывают выхлопные газы автомобилей.

В Республике размещается более 3000 промышленных предприятий, находится около 20 % предприятий нефтехимического комплекса России. Несмотря на спад промышленного производства, уровень загрязнения окружающей природной среды в Республики Башкортостан сохраняется высоким, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние на окружающую среду, в том числе и на атмосферу.

Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников составили 1244,556 тысяч тонн. Основные загрязнители атмосферы — оксиды серы, азота и углерода; выбросы от стационарных источников вносят предприятия нефтеперерабатывающей промышленности (77,9 %) и электроэнергетики (13,3 %).

Для уменьшения влияния промышленных загрязнений атмосферы вокруг предприятий создаются зеленые защитные зоны.

Несмотря на то, что люди пытаются уменьшить выбросы газов в атмосферу, применяя современные технологии, вреда от этого меньше не становится. Вредоносные предприятия появляются каждый год и их численность растет.

Быстрый рост промышленных и других загрязняющих атмосферу выбросов привёл к драматическому увеличению парникового эффекта и концентрации газов, разрушающих озоновый слой.

Повышенное содержание в почве и воздухе химических веществ приводит к гибели растений, снижению фитомассы, прироста, продуктивности, формированию аномальных биоморф, сокращению сроков вегетации, изменениям количественного состава химических элементов растений, изменению видового состава, сокращению числа видов и др.

Растения разных видов по-разному реагируют на увеличения токсических веществ. Однако с увеличением токсической нагрузки видовые различия в накоплении химических элементов в тканях большинства видов растений закономерно уменьшаются.

В условиях промышленного загрязнения воздуха древесным листопадным видам присуще сокращение срока жизни листьев и ускорение цикла сезонного развития. Под влиянием токсических газов листовая пластинка в большей или меньшей степени обезвоживается. Оводненность листьев растений, произрастающих в условиях высокой загрязненности воздуха, обычно на 10–15 % ниже по сравнению с растениями, находящимися в чистой атмосфере.

Вредоносные выбросы особо сильно влияют на разрушение озонового слоя, это сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцерогенной опасности.

В конце нашего исследования хочется сказать о том, что каждый человек должен задуматься о том, какие серьёзные последствия несёт атмосфера, пропитанная вредными химическими веществами. В современном мире порой возникают ситуации, которые представляют реальную опасность для природы.

Чаще всего люди сами способствуют их возникновению. Однако человек старается найти разумное воздействие на окружающую среду, что позволит достичь равновесия в природе и гармонии, а именно к этому и стремится прогрессивное человечество.

Человек строит очистные сооружения для атмосферы и воды, занимается озеленением, строит заповедники и национальные парки.

Литература:

  1. Небел, Б. Наука об окружающей среде, в 2-х томах. — Москва, 1993
  2. Алексеенко, В.А., Алексеенко, Л. П. Биосфера и жизнедеятельность. Учебное пособие. — М.: Изд-во Логос, 2002. –212 с.
  3. Десслер, Х-Г. Воздействие загрязнителей на растительный мир. — М.: Изд-во Просвещение, 1981. — 207с.
  4. Флоринская, Ю. Глобальные экологические проблемы // 1 Сентября. — 1999. — № 34.
  5. Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2011 году». — Уфа: МПЛР и ООС РБ, 2012. –311 с.

Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, атмосфера, Башкортостан, вещество, загрязнитель, парниковый эффект, предприятие, углекислый газ.

Атмосфера как фактор окружающей среды. Ее структура, состав и характеристика

Атмосфера как фактор окружающей среды. Ее структура, состав и характеристика

В результате взаимодействия организмов между собой и окружающей средой в биосфере образуются экосистемы, которые связаны между собой обменом веществ и энергии. Важная роль в этом процессе принадлежит атмосфере, являющейся составной частью экосистем.

Атмосферный воздух оказывает постоянное и непрерывное действие на организм. Это воздействие может быть прямым и косвенным. Оно связано со специфическими физическими и химическими свойствами атмосферного воздуха, который является жизненно важной средой.

Атмосфера регулирует климат Земли, в атмосфере происходят многие явления. Атмосфера пропускает тепловое излучение, сохраняет тепло, является источником влаги, средой распространения звука, источником кислородного дыхания.

Атмосфера является средой, которая воспринимает газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на процессы теплообмена и теплорегуляции.

Резкое изменение качества воздушной среды может отрицательно сказаться на здоровье населения, заболеваемости, рождаемости, физическом развитии, показателях работоспособности и т. д.

Итак, Земля окружена газовой оболочкой (атмосферой). Говоря о ее структуре, следует обратить внимание на физический подход к оценке строения. Хотя имеют место и другие подходы, например физиологический, но физический универсален. Его мы и рассмотрим. По своему строению атмосфера с учетом удаления от поверхности Земли делится на тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу, экзосферу.

Тропосфера – это наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности. Ее толщина над различными широтами земного шара неодинакова: в средних широтах она составляет 10—12 км, на полюсах – 7—10 км и над экватором – 16—18 км.

Тропосфера характеризуется вертикальными конвекционными токами воздуха, относительным постоянством химического состава воздушных масс, неустойчивостью физических свойств: колебанием температуры воздуха, влажности, давления и т. д.

Эти явления обусловлены тем, что Солнце нагревает поверхность почвы, от которой нагреваются нижние слои воздуха. Вследствие этого температура воздуха с увеличением высоты снижается, что в свою очередь приводит к вертикальному перемещению воздуха, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков.

С поднятием на высоту температура воздуха снижается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м высоты.

На состоянии тропосферы отражаются все процессы, совершающиеся на земной поверхности. Поэтому в тропосфере постоянно присутствуют пыль, сажа, разнообразные токсические вещества, микроорганизмы, что особенно заметно в крупных промышленных центрах.

Читайте также:  Проекции образований подключичной области. Проекция подмышечного сосудисто-нервного пучка. Треугольники подключичной области.

Над тропосферой располагается стратосфера. Она характеризуется значительной разреженностью воздуха, ничтожной влажностью, почти полным отсутствием облаков и пыли земного происхождения. Здесь происходит горизонтальное перемещение воздушных масс, и попавшие в стратосферу загрязнения распространяются на громадные расстояния.

В стратосфере под влиянием космического излучения и коротковолнового излучения Солнца молекулы газов воздуха, в том числе и кислорода, ионизируются и образуют молекулы озона. 60 % атмосферного озона расположено в слое от 16 до 32 км, а максимальная его концентрация определена на уровне 25 км.

Воздушные слои, лежащие над стратосферой (80—100 км), составляют мезосферу, которая содержит себе лишь 5 % массы всей атмосферы.

Далее следует ионосфера, верхняя граница которой подвержена колебаниям в зависимости от времени суток и года в пределах 500—1000 км. В ионосфере воздух сильно ионизирован, при этом степень ионизации и температура воздуха повышаются с увеличением высоты.

Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы и простирающейся до высоты 3000 км, составляет экзосферу, плотность которой почти не отличается от плотности безвоздушного космического океана.

Еще выше разреженность в магнитосфере, в состав которой входят пояса радиации.

По последним данным протяженность магнитосферы по высоте составляет от 2000 до 50 000 км, за верхнюю границу земной атмосферы можно принять высоту 50 000 км над поверхностью Земли. Это толщина газовой оболочки, окутывающей нашу планету.

Общая масса атмосферы составляет 5000 трлн т. 80 % этой массы сосредоточено в тропосфере.

Химический состав воздуха

Воздушная сфера, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов.

Сухой атмосферный воздух содержит 20,95 % кислорода, 78,09 % азота, 0,03 % диоксида углерода. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы.

В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.

Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород, количество которого в земной атмосфере составляет около 1,18 ? 1015 т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе.

Кислород потребляется при дыхании человека и животных, расходуется на поддержание процессов горения и окисления, а поступает в атмосферу за счет процессов фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон океанов полностью восстанавливают естественную убыль кислорода.

Они ежегодно выбрасывают в атмосферу 0,5 ? 106 млн т кислорода. Источником образования кислорода является также фотохимическое разложение водяных паров в верхних слоях атмосферы под влиянием УФ-излучения Солнца.

Этот процесс играл главную роль в генерации кислорода до возникновения жизни на Земле. В дальнейшем основная роль в этом отношении перешла к растениям.

В результате интенсивного перемешивания воздушных масс концентрация кислорода в воздухе промышленных городов и сельских населенных мест остается практически постоянной.

Биологическая активность кислорода зависит от его парциального давления. Благодаря разности парциального давления кислород поступает в организм и транспортируется к клеткам. При падении парциального давления кислорода могут развиваться явления гипоксии, что наблюдается при подъеме на высоту.

Критическим уровнем является парциальное давление кислорода ниже 110 мм рт. ст. Падение парциального давления кислорода ниже 50—60 мм рт. ст. обычно несовместимо с жизнью. В то же время повышение парциального давления кислорода до 600 мм рт. ст.

(гипероксия) также ведет к развитию патологических процессов в организме, уменьшению жизненной емкости легких, развитию отека легких и пневмонии.

Под влиянием коротковолнового УФ-излучения с длиной волны менее 200 нм молекулы кислорода диссоциируют с образованием атомарного кислорода. Вновь образованные атомы кислорода присоединяются к нейтральной молекуле, образуя озон. Одновременно с образованием озона происходит его распад.

Общебиологическое значение озона велико, он поглощает коротковолновое УФ-излучение Солнца, оказывающее губительное действие на биологические объекты. Одновременно озон поглощает длинноволновое ИК-излучение, исходящее от Земли, и тем самым предотвращает чрезмерное охлаждение ее поверхности.

Концентрации озона неравномерно распределяются по высоте. Наибольшее его количество отмечается на уровне 20—30 км от поверхности Земли. С приближением к поверхности Земли концентрации озона уменьшаются вследствие снижения интенсивности УФ-излучения и ослабления процессов синтеза озона.

Концентрации озона непостоянны и колеблются от 20 ? 10-6 до 60 ? 10-6%. Общая масса его в атмосфере составляет 3,5 млрд. т. Отмечено, что весной концентрация озона выше, чем осенью. Озон обладает окислительными способностями, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрации ниже, чем в воздухе сельской местности.

В связи с этим озон остается важным показателем чистоты воздуха.

Азот по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха. Это инертный газ. В атмосфере азота невозможна жизнь.

Азот воздуха усваивается азотфиксирующими бактериями почвы, синезелеными водорослями, под влиянием электрических разрядов превращается в оксиды азота, которые, выпадая с атмосферными осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Соли азотной кислоты служат для синтеза белка.

Также азот выделяется в атмосферу. Свободный азот образуется при процессах горения древесины, угля, нефти, небольшое количество его образуется при разложении органических соединений.

Таким образом, в природе происходит непрерывный круговорот азота, в результате которого азот атмосферы превращается в органические соединения, восстанавливается и поступает в атмосферу, затем вновь связывается биологическими объектами.

Азот необходим как разбавитель кислорода, поскольку дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме. Однако повышение содержания азота во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении парциального давления азота в воздухе до 93 % наступает смерть.

Важным составным элементом атмосферного воздуха является диоксид углерода – углекислый газ (СО2). В природе СО2 находится в свободном и связанном состояниях в количестве 146 млрд т, из них в атмосферном воздухе содержится лишь 1,8 % от его общего количества.

Основная масса его (до 70 %) находится в растворенном состоянии в воде морей и океанов. В состав некоторых минеральных соединений, известняков и доломитов входит около 22 % общего количества СО2.

Остальное количество приходится на животный и растительный мир, каменный уголь, нефть и гумус.

В природных условиях происходят непрерывные процессы выделения и поглощения СО2. В атмосферу он выделяется за счет дыхания человека и животных, процессов горения, гниения и брожения, при промышленном обжиге известняков и доломитов.

Одновременно в природе идут процессы ассимиляции углекислого газа, который поглощается растениями в процессе фотосинтеза.

Процессы образования и ассимиляции СО2 взаимосвязаны, благодаря чему содержание СО2 в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,03 %.

За последнее время отмечается увеличение его концентраций в воздухе промышленных городов в результате интенсивности загрязнения продуктами сгорания топлива. Поэтому среднегодовое содержание СО2 в воздухе городов может повышаться до 0,037 %. В литературе обсуждается вопрос о роли СО2 в создании парникового эффекта, приводящего к повышению температуры приземного воздуха.

СО2 играет существенную роль в жизнедеятельности человека и животных, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра.

При вдыхании СО2 в больших концентрациях происходит нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме.

При увеличении его содержания во вдыхаемом воздухе до 4 % отмечаются головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние, при 8 % наступает смерть.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector