Влияние загрязнений и изменения газового баланса атмосферы на климат
Наряду с локальным загрязнением атмосферы над городами в последнее время все большую тревогу вызывает проблема ее глобального загрязнения. Распространяясь воздушными течениями, загрязнения могут вызывать нарушения глобального характера и оказывать влияние на жизнь всей планеты. Одна из важнейших проблем сейчас — увеличение в атмосфере диоксида углерода и пыли.
За последние 100 лет в атмосферу поступило дополнительно 400 млрд т CO2 за счет сжигания топлива. Содержание диоксида углерода в атмосфере возросло также из-за лесных и степных пожаров. В то же время поглощение СО2 из атмосферы основными его потребителями — лесными растениями и фитопланктоном Мирового океана — сократилось за счет уменьшения площадей лесов, гибели фитопланктона. В результате этого поступление углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. Ежегодный прирост СО2 в атмосфере составляет около 14 млрд т..
Возрастание диоксида углерода в атмосфере усиливает «парниковый эффект», так как CO2 успешно пропускает длинноволновые лучи солнечного света к поверхности Земли и задерживает коротковолновое излучение. Поэтому, чем выше концентрация CO2 в атмосфере, тем меньше тепла рассеивает Земля, тем выше средняя температура у земной поверхности. Потеплению климата Земли способствует также поступление тепла в атмосферу за счет сжигания нефтепродуктов, угля, торфа, работы разнообразных двигателей. Повышение средних температур на земном шаре может существенно изменить ход природных процессов биосферы. Например, известно, что повышение средних температур приземного слоя воздуха в 1930-е гг. на 0,4°С сопровождалось сокращением площади льдов в Арктике на 10%, жестокими засухами во многих странах, сдвигами границ ландшафтных зон до 200 км к северу.
В противоположном направлении на климат влияет запыленность атмосферы. Пылевые частицы, скапливаясь в верхних слоях атмосферы, отражают часть солнечных лучей и тем самым сокращают количество тепла, поступающего на Землю от Солнца. Ученые полагают, что, несмотря на увеличение концентрации CО2 в атмосфере в 1940-е гг., потепление сменилось похолоданием именно за счет увеличения запыленности воздуха.
Воздействие на климат увеличения концентрации в атмосфере диоксида углерода и пылевых частиц продолжает изучаться специалистами.
Экономический ущерб от загрязнения воздуха объясняется следующим: масса выбрасываемых веществ, которые могут быть использованы в смежных отраслях хозяйства, уходит в воздух, разрушая различные сооружения и материалы, вызывая гибель домашних и диких животных, лесных и культурных растений, рост заболеваний и смертности людей.
Улавливание и использование диоксида серы в отходящих газах на цинковых и медеплавильных заводах позволяет ежегодно получать до 1,5 млн т серной кислоты. Постройка цехов по производству серной кислоты при металлургических предприятиях обходится примерно на треть дешевле, чем строительство новых заводов для получения ее из серного колчедана.
При полной очистке выбрасываемых газов от SO2 дополнительное количество полученной серы покроет все хозяйственные потребности в ней.
Ущерб за счет выбросов SO2 от коррозии и разрушения материалов, гибели растений и сокращения урожайности сельскохозяйственных культур в США оценивается в 4,9 млрд долларов. Ежегодно тратится 500 млн долларов только на антикоррозийные покрытия стальных конструкций.
Экономические потери от заболеваний и смертности людей в связи с загрязнением воздушной среды составляют ежегодно 6 млрд долларов. Общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы в США достигает 26 млрд долларов в год, т.е. около 80 долларов на одного жителя. По некоторым данным, общая годовая стоимость потерь от загрязнения атмосферы в Англии оценивается в 250 млн фунтов стерлингов (Новиков, Никитин, 1980
Оценка негативного влияния загрязнения атмосферы
Для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия в России применяются критерии оценки экологической обстановки территорий, утвержденные Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации в 1992 г. Согласно этим критериям негативное воздействие загрязнения атмосферного воздуха происходит двумя основными путями, которые учитываются при определении зон экологического неблагополучия:
• прямого контакта с загрязненным воздухом;
• выпадения загрязняющих веществ из атмосферы и вторичного загрязнения окружающей среды.
Изменение среды обитания людей устанавливается по ухудшению их здоровья (медико-демографические показатели) и степени загрязнения атмосферного воздуха. К основным медико-демографическим показателям относятся смертность, заболеваемость, нарушение репродуктивной функции женщин и нарушение состояния здоровья новорожденных. Степень загрязнения атмосферного воздуха устанавливается по кратности превышения ПДК основных загрязняющих веществ с учетом их биологического действия.
Меры по охране атмосферного воздуха
Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.
Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.
Эффективность работы очистных сооружений различна и зависит как от физико-химических свойств загрязнителей, так и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, средней очистке — до 95-98% и тонкой — 99% и выше
Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружениями улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода — 98% ранее терявшегося фтора, что дает 300 тыс. долларов прибыли в год
Решить проблему охраны атмосферы только при помощи очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий, и прежде всего внедрение безотходных технологий
Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, — это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.
Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения переход на использование новых экологически безопасных источников энергии. Например, строительство станций, использующих энергию альтернативных источников (ветра, термальных вод, приливов и отливов).
Благодаря современным исследованиям разработаны и внедряются в практику приемы, снижающие и предотвращающие загрязнение от выхлопных газов автомобилей. Частично загрязнения снижают, устанавливая в двигателях автомобилей фильтры и дожигающие устройства, исключая содержащие свинец добавки, организуя четкое движение транспорта на улицах, без частой смены режимов работы двигателей. Кардинальное решение проблемы загрязнений атмосферы автотранспортом — замена двигателей внутреннего сгорания иными. Созданы образцы газотурбинных, роторных, солнечных и иных двигателей.
Наиболее перспективные средства передвижения — электромобили. Современные их модели еще несовершенны: у них сравнительно небольшая скорость и короткий пробег без подзарядки, что не позволяет им конкурировать с современными автомобилями. Для уменьшения содержания токсических веществ в выхлопных газах автомобилей в некоторых странах переходят на другие виды топлива вместо бензина, например метан, спирт.
Важное значение в борьбе с загрязнениями атмосферы имеет озеленение городов и промышленных центров. Растения обогащают воздух кислородом. На деревьях и кустах оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в городских парках, скверах, садах пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях
Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды — биологически-активные вещества, убивающие бактерии. Зеленые растения регулируют микроклимат города, поглощают и снижают городской шум.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Дата добавления: 2020-11-27 ; просмотров: 359 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Причины и последствия изменения климата
Ископаемые виды топлива — уголь, нефть и газ — вносят наибольший вклад в глобальное изменение климата: на их долю приходится свыше 75 процентов глобальных выбросов парниковых газов и почти 90 процентов всех выбросов углекислого газа.
Покрывая Землю, выбросы парниковых газов задерживают солнечное тепло. Это приводит к глобальному потеплению и изменению климата. В настоящее время планета нагревается быстрее, чем когда-либо в истории человечества. Повышение температуры со временем меняет погодные условия и нарушает обычный природный баланс. Это создает множество рисков для людей и всех остальных форм жизни на Земле.
Причины изменения климата
Значительная доля глобальных выбросов связана с производством электроэнергии и тепла путем сжигания ископаемых видов топлива. Бóльшая часть электроэнергии по-прежнему производится посредством сжигания угля, нефти или газа, в результате чего образуются углекислый газ и закись азота – мощные парниковые газы, которые покрывают Землю и задерживают солнечное тепло. Во всем мире чуть более четверти электроэнергии вырабатывается за счет ветра и солнца и поступает из других возобновляемых источников, которые, в отличие от ископаемых видов топлива, практически не выделяют в атмосферу парниковых газов или загрязняющих веществ.
Предприятия обрабатывающей и других отраслей промышленности производят выбросы, в большинстве случаев являющиеся результатом сжигания ископаемых видов топлива в целях выработки энергии, необходимой для получения цемента, железа, стали, электронных устройств, пластмасс, одежды и других товаров. При добыче полезных ископаемых и других промышленных процессах, равно как и при строительстве, также выделяются газы. Машины, используемые в производственном процессе, зачастую работают на угле, нефти или газе, а некоторые материалы, такие как пластмассы, производятся из химических веществ, получаемых из ископаемых видов топлива. Обрабатывающая промышленность является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов в мире.
В результате вырубки лесов для создания ферм или пастбищ либо по иным причинам образуются выбросы, поскольку вырубаемые деревья высвобождают накопленный углерод. Ежегодно уничтожается около 12 млн гектаров леса. Поскольку леса поглощают углекислый газ, их уничтожение также ограничивает способность природы удерживать выбросы в атмосферу. Обезлесение наряду с сельским хозяйством и другими изменениями в землепользовании является причиной примерно четверти глобальных выбросов парниковых газов.
Большинство автомобилей, грузовиков, кораблей и самолетов работают на ископаемых видах топлива. Это делает транспорт одним из главных источников выбросов парниковых газов, особенно выбросов углекислого газа. Наибольшая их часть приходится на дорожные транспортные средства в связи со сжиганием продуктов нефтепереработки, таких как бензин, в двигателях внутреннего сгорания. При этом выбросы морских и воздушных судов продолжают расти. На транспорт приходится почти четверть глобальных выбросов углекислого газа, связанных с энергоснабжением. Существующие тенденции указывают на вероятность значительного увеличения энергопотребления в транспортном секторе в ближайшие годы.
Производство продуктов питания
Производство продуктов питания приводит к выбросам углекислого газа, метана и других парниковых газов разными путями, включая вырубку лесов и расчистку земель для ведения сельского хозяйства и выпаса скота, работу пищеварительных систем коров и овец, производство и применение удобрений и навоза для выращивания сельскохозяйственных культур и использование энергии для эксплуатации сельскохозяйственного оборудования или рыболовецких судов, обычно работающих на ископаемых видах топлива. Все это делает производство продуктов питания одним из основных факторов, способствующих изменению климата. Выбросы парниковых газов также связаны с упаковкой и распространением продуктов питания.
В мировом масштабе жилые и коммерческие здания потребляют более половины всей электроэнергии. В связи с продолжающимся использованием угля, нефти и природного газа для целей отопления и охлаждения они выбрасывают значительные количества парниковых газов. В последние годы повышение спроса на энергию для отопления и охлаждения с ростом численности владельцев кондиционеров и увеличение потребления электричества для освещения и обеспечения работы бытовой техники и подключенных устройств способствовали увеличению выбросов углекислого газа, производимых зданиями и связанных с энергоснабжением.
Слишком интенсивное потребление
Ваш дом и использование электроэнергии, то, как вы передвигаетесь, то, что вы едите, и количество того, что вы выбрасываете, влияют на выбросы парниковых газов. Это же можно сказать о потреблении таких товаров, как одежда, электронные устройства и пластмассы. Значительная часть глобальных выбросов парниковых газов связана с частными домохозяйствами. Наш образ жизни оказывает глубокое воздействие на нашу планету. Самые состоятельные лица несут наибольшую ответственность: на 1 процент самых богатых жителей планеты в совокупности приходится больше выбросов парниковых газов, чем на 50 процентов беднейшего населения.
На основе различных источников ООН
Последствия изменения климата
С увеличением концентрации парниковых газов растет и глобальная температура земной поверхности. Последнее десятилетие – 2011–2020 годы – стало самым теплым за всю историю наблюдений. С 1980-х годов каждое десятилетие было теплее предыдущего. Почти во всех районах суши наблюдается увеличение количества жарких дней и периодов аномальной жары. Повышение температуры увеличивает количество заболеваний, связанных с жарой, и затрудняет работу на открытом воздухе. Природные пожары легче возникают и быстрее распространяются в более жарких условиях. Температура в Арктике повышалась по крайней мере вдвое быстрее, чем в среднем по миру.
Многие регионы столкнулись с увеличением интенсивности и частоты разрушительных штормов. При повышении температуры испаряется больше влаги, что усиливает ливневые дожди и наводнения, вызывая более опасные штормы. На частоту и масштабы тропических штормов также влияет потепление океана. Циклоны, ураганы и тайфуны формируются в теплых водах у поверхности океана. Такие ураганы нередко разрушают дома и населенные пункты, становясь причиной гибели людей и огромных экономических потерь.
Изменение климата меняет степень доступности воды, делая ее более дефицитным ресурсом в растущем числе регионов. Глобальное потепление усугубляет нехватку воды в регионах, и без того испытывающих ее дефицит, и увеличивает риск сельскохозяйственных засух, влияющих на урожай, и экологических засух, повышающих уязвимость экосистем. Засухи также могут вызывать разрушительные песчаные и пыльные бури, способные перемещать миллиарды тонн песка через континенты. Пустыни расширяются, сокращая площадь земель для выращивания продовольственных культур. Сегодня многие люди постоянно сталкиваются с угрозой нехватки воды.
Потепление и повышение уровня океана
Океан поглощает бóльшую часть тепла, образующегося в процессе глобального потепления. За последние двадцать лет скорость, с которой океан нагревается, сильно возросла на всех его глубинах. По мере потепления океана его объем увеличивается, поскольку при нагревании вода расширяется. Таяние ледовых щитов также приводит к повышению уровня моря, угрожая прибрежным и островным сообществам. Кроме того, океан поглощает из атмосферы углекислый газ. При этом увеличение количества углекислого газа повышает кислотность океана, что ставит под угрозу морскую флору и фауну и коралловые рифы.
Изменение климата создает риски для выживания видов на суше и в океане. Эти риски возрастают по мере повышения температуры. Мир, положение в котором усугубляется изменением климата, теряет виды в тысячу раз быстрее, чем когда-либо в письменной истории человечества. Миллион видов находится под угрозой исчезновения в течение следующих нескольких десятилетий. В число многочисленных угроз, связанных с изменением климата, входят лесные пожары, экстремальные погодные условия и инвазивные вредители и заболевания. Некоторые виды смогут сменить место обитания и выжить, а другие нет.
Нехватка продуктов питания
В группу причин глобального роста распространенности голода и неполноценного питания входят климатические изменения и увеличение количества экстремальных погодных явлений. Рыбные ресурсы, сельскохозяйственные культуры и домашний скот могут быть уничтожены или стать менее продуктивными. В связи с закислением океана морские ресурсы, обеспечивающие питание для миллиардов людей, находятся под угрозой. Изменения снежного и ледяного покрова во многих арктических регионах нарушили систему снабжения продовольствием, обеспечиваемым за счет пастбищного животноводства, охоты и рыболовства. Тепловой стресс может уменьшать количество воды и пастбищ, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и негативным образом сказывается на поголовье скота.
Увеличение рисков для здоровья
Изменение климата – это самая большая угроза для здоровья людей. Его последствия уже наносят вред здоровью в связи с загрязнением воздуха, распространением заболеваний, возникновением экстремальных погодных явлений, вынужденным перемещением, оказанием давления на психику и обострением проблем голода и неполноценного питания в местах, где люди не могут выращивать продовольственные культуры или обеспечить наличие достаточного количества пищевых продуктов. Экологические факторы ежегодно уносят жизни около 13 млн человек. Изменение погодных условий приводит к распространению заболеваний, а экстремальные погодные явления увеличивают смертность и затрудняют работу систем здравоохранения.
Нищета и вынужденное перемещение
Изменение климата усиливает факторы, ввергающие людей в нищету и не позволяющие им исправить ситуацию, в которой они оказались. Наводнения могут смести городские трущобы, разрушив дома и уничтожив источники средств к существованию. Жара может затруднить работу на открытом воздухе. Нехватка воды может повлиять на урожай. В последние десять лет (2010–2019 годы) связанные с погодой явления приводили к вынужденному перемещению в среднем около 23,1 млн человек в год, повышая риск оказаться в нищете для еще большего числа людей. Большинство беженцев прибывают из самых уязвимых стран, наименее готовых адаптироваться к последствиям изменения климата.