Антропічний вплив на атмосферу. Наслідки забруднення атмосферного повітря та його охорона

Атмосфера - це газова оболонка нашої планети, верхня частина якої переходить у відкритий космос. Нижня частина атмосфери контактує з поверхнею гідросфери та літосфери, значно впливаючи на них.

Газовий склад атмосфери біля земної поверхні: 1 - азот (N₂) - 78,09 %; 2 - кисень (О₂) - 20,95 %; 3 - аргон (Ar) - 0,93 %, вуглекислий газ (СО₂) - 0,03 %; водяна пара - 0,02-4 %

В процесі фотосинтезу рослини та ціанобактерії вбирають з атмосферного повітря вуглекислий газ і виділяють кисень. Вуглекислий газ виділяється в процесі дихання організмів, а також унаслідок розкладення органічної речовини живими істотами. Організми впливають і на концентрацію в атмосфері азоту. Повертається він в атмосферу внаслідок процесів розщеплення органічних сполук, переважно у вигляді амоніаку. Діяльність організмів сприяє надходженню в атмосферу і деяких інших газів - сірководню, метану.

Забруднення атмосферного повітря

Атмосферу забруднюють шкідливі для здоров’я людини та інших організмів викиди промисловості, вихлопи газів автотранспорту (сполуки Сульфуру, амоніак, метан, важкі метали тощо). Підприємства будівельної і вугледобувної промисловості є джерелами забруднення атмосфери технічним пилом.

Кислотні дощі

Надходження в атмосферу таких газових забруднювачів, як сульфур(ІV) оксид (SO₂) та оксид Нітрогену (NO₂), при взаємодії з киснем та водяною парою утворює кислотні аерозолі сульфатної (H₂SO₂) та нітратної (HNO₃) кислот (щорічно в атмосферу надходить приблизно 160 млн тонн SO₂ і NO₂). Це спричинює так звані кислотні дощі, через які стають мертвими прісні водойми, гинуть ліси, втрачається врожай. Вилуджування біогенних елементів з ґрунтів і потрапляння в них токсичних сполук уповільнює ріст дерев, спричинює їхню загибель, негативно впливає на тваринний світ. Потрапляння кислотних дощів у прісні водойми загострює проблеми з питною водою. Сульфур(ІV) оксид (SO₂) подразнює слизові оболонки очей і верхніх дихальних шляхів; окиснюючись на слизових оболонках і в альвеолах до сульфатної кислоти, ця сполука легко проникає у кров.

Зниження антропогенних викидів SO₂ за останні 40 років стало можливим завдяки зусиллям низки міжнародних організацій, зокрема Всесвітнього банку. У 1976 році з ініціативи урядів країн Північної Європи та Скандинавії (територія яких найбільше потерпає від кислотних дощів) було запропоновано Європейську конвенцію про транскордонне забруднення повітря сполуками Сульфуру та іншими оксидами (Гетеборзький протокол, 1999 р.). Також діє низка європейських директив, які обмежують використання палива з високим вмістом сполук Сульфуру.

Є забруднювачі повітря, негативний ефект яких проявляється лише через певний час. Наприклад, бензпірен, що утворюється при спалюванні різних видів палива (як-от, нафтопродуктів). Потрапляючи в організм людини з їжею, через дихальні шляхи або шкіру, навіть у малих концентраціях бензпірен здатний спричиняти онкологічні захворювання. Бензпірен здатний до біоакумуляції, тобто накопичуватись в організмах.

Пил та аерозолі, які надходять в атмосферу, є осередками конденсації вологи та формування хмар.

Парниковий ефект

Парниковий ефект формує накопичення в атмосфері вуглекислого газу через інтенсивну роботу промисловості та транспорту, вирубування лісів. У результаті енергія сонячних променів, відбиваючись від поверхні планети, не може повернутись у космос, оскільки затримується молекулами різних газів, насамперед водяної пари, СО₂, метану. Температура біля поверхні планети зростає.

Наслідками глобального потепління клімату нашої планети є:

1. збільшення частоти аномальних кліматичних явищ, часто з катастрофічними для людини наслідками (повені, урагани тощо);

2. зміна настання сезонів року (переважно весняних та осінніх) зумовлює зміну меж ареалів тварин і рослин у високі широти; це супроводжується інтродукцією в місцеві екосистеми невластивих їм видів;

3. підвищення рівня Світового океану та підкислення його вод. Це може бути однією з причин руйнування коралових рифів

З метою обмеження викидів в атмосферу парникових газів у 1997 році урядами багатьох країн (нині їх 191) в японському місті Кіото було підписано Кіотський протокол. Ця міжнародна угода зобов’язує уряди розвинених країн та країн з перехідною економікою скоротити або стабілізувати викиди парникових газів в атмосферу. У 2015 р. на зміну Кіотському протоколу ухвалено Паризьку угоду, яка зобов’язує уряди всіх країн, починаючи з 2020 року, скоротити викиди СО₂ в атмосферу.

Утворення смогу

Одним із найважчих наслідків забруднення атмосфери стало утворення смогу. Смог є аерозолем, який складається з диму, пилу й туману та виникає у великих містах за умов штильової погоди і великої кількості атмосферних викидів. Утворюватися смог може через рельєф місцевості та особливості міської забудови, які ускладнюють продування вулиць вітром і сприяють концентрації забруднюючих речовин на певній території. В утворенні смогу беруть участь вихлопні гази транспорту та пил, який підіймається під час його руху, викиди опалювальних систем та промислових підприємств.

Смог надзвичайно шкідливий для здоров'я людей. Під впливом смогу погіршується самопочуття тих, хто має серцево-судинні та алергічні захворювання, астму та ін. У багатьох мешканців міст виникає запалення слизових оболонок, сильно страждають очі. Під час смогу різко зростає смертність уразливих категорій населення.

Руйнування озонового екрана

Основним механізмом утворення озону є фотохімічне перетворення двохатомного кисню під дією ультрафіолетового випромінювання. Незначна частина озону утворюється при електростатичній іонізації повітря, зокрема під час грозових розрядів. Озоновий екран становить собою частину стратосфери: у тропічних широтах - на висоті 25-30 км, помірних - 20-25 км, полярних - 15-20 км. Він здатний вбирати ультрафіолетові промені (насамперед з короткою довжиною хвиль, здатні спричинювати мутації). Послаблюється озоновий екран унаслідок надходження в атмосферу хлорфторвуглецевих сполук.

Дайте відповіді на запитання:

1. Які є джерела антропічного забруднення атмосфери?

2. Який вплив "кислотних дощів" на біосферу?

3. Що таке "парниковий ефект"?

Складіть перелік основних джерел викидів парникових газів в атмосферу для вашої місцевості та прикріпіть у це поле.