Атмосфера, её загрязнение и последствия

3.5.2.Самолеты

 
   Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили.  
Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин). При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.), существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 – 8 раз). 
   В последние 10 – 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания озона .Если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания озона может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повысится не более чем на 0,1°C. 
Более сильное воздействие на озонный слой и глобальную температуру воздуха могут оказать хлорфторметаны (образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются, преимущественно женщинами, для окрашивания волос). Поскольку хлорфторметаны очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Обладая довольно сильными полосами поглощения в окне прозрачности атмосферы (8-12 мкм), фреоны усиливают парниковый эффект. Наметившееся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. До 0,8 и 2,3 млрд (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд). Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится на 18%, а в нижней стратосфере даже на 40; глобальная приземная температура возрастет на 0,12-0,21°С. 
Но всё же все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.

 

3.5.3.Шум

 

   Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц. 
Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок. 
Однако шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые. 
При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки. Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы. [ 1. c. 54 – 64]

 

 

4.Последствия загрязнения атмосферы

 

   Наряду с фотосинтезирующими наземными организмами огромную роль играет океан, в водах которого растворено почти в сто раз больше углекислого газа, чем его содержится в атмосфере. Океан – мощный резервуар, регулирующий газовый состав атмосферы. Но демпферные возможности океана ограничены. Вследствие этого ограничены и возможности океана как регулятора содержания диоксида углерода в атмосфере. Все возрастающее воздействие деятельности человека на окружающую среду привело к нарушению нормального функционирования природных экосистем. Одной из причин, способствующих накоплению углекислого газа в атмосфере, стала вырубка лесов. Ежегодно в мире добывается 3,4 млрд. куб.м. древесины. Половина заготовок приходится на долю Канады, США, России. В ХХ в. уничтожено около половины тропических лесов планеты. Ежегодно теряется 16-17 млн. га леса. А ведь леса являются основными преобразователями углекислого газа в кислород в реакциях фотосинтеза. Огромный ущерб наносят лесные пожары. Причем дело не только в потере древесины и лесного покрова. Пожары как поставщики углекислого газа в атмосферу занимают второе место после сжигания топлива.Быстро восстановить утраченные леса невозможно. Однако была высказана идея об ускорении вывода углекислого газа из атмосферы путем стимулирования процессов фотосинтеза, протекающих в океане. Для этого предложено “удобрить” антарктические воды железными опилками (около миллиона тонн). Полагают, что низкое содержание железа в морской воде этого района ограничивает развитие растительного планктона, который после такой “подкормки” сможет ежегодно поглощать свыше 6 млрд. т. углекислого газа, т.е. примерно столько, сколько выбрасывает в атмосферу за год вся промышленность Земли. Однако столь существенное вмешательство человека в природные процессы, механизмы которых до конца ещё не познаны, может привести к непредвиденным результатам.

   С начала XX в. средняя температура приповерхностного слоя воздуха увеличилась на 0,7°С. Причем она быстро повышалась в первой трети 20-го столетия, с 1940 по 1970 г. Оставалась на постоянном уровне или даже несколько уменьшалась, а в восьмидесятых годах снова стала медленно увеличиваться. Таким образом, в середине века, несмотря на рост концентрации углекислого газа в атмосфере и предпосылки для усиления парникового эффекта, температура не менялась. Статистические методы анализа показали: природные колебания температуры имеют период около семидесяти лет. В сочетании с постоянным повышением температуры вследствие парникового эффекта эти колебания и привели к её выравниванию в середине столетия. Колебания температуры с семидесятилетним периодом наблюдаются только в северном полушарии, причем наиболее отчетливо в Северной Атлантике. Этот факт совпадает с результатами  океанографических исследований. Они позволяют предположить, что климат Земли в большой степени зависит от океанического течения в северной части Атлантического океана. В зависимости от ускорения или замедления этого течения изменяется количество тепла, переносимого из тропиков в Арктику. Полагают, что такие изменения в океане и обусловливают семидесятилетние колебания температуры. Приведенный пример лишний раз показывает многофакторность и взаимосвязанность процессов в биосфере.

   В печати активно дискутируется вопрос о том, к каким последствиям приведет увеличение содержания в атмосфере парниковых газов и температуры. Высказываются опасения, что повышение средней температуры в полярных областях может вызвать быстрое таяние льдов Антарктиды и Гренландии, а это повлечет за собой резкий подъем уровня Мирового океана, в результате чего затопятся прибрежные города и низменности, что приведет к экономическим и социальным  потрясениям. Поэтому призывают к сокращению потребления угля, нефти, бензина и других видов топлива. Этим пользуются сторонники широкого использования атомной энергии. Они подчеркивают, что АЭС не выделяют углекислый газ, а потому в экологическом отношении самые безопасные. Однако современный уровень безопасности на атомных электростанциях еще далек от требуемого. Об этом свидетельствуют частые аварии, возникающие при их эксплуатации, не говоря уже о чернобыльской трагедии, имеющей глобальные последствия. К тому же практически нерешенной остается проблема экологически безопасной утилизации отходов ядерной энергетики.

   Также возникает вопрос о том, насколько обоснованы опасения по поводу таяния льдов Антарктиды и Гренландии? Объем льдов известен достаточно точно. Он равен 27 млн. км3. Если бы весь этот лед растаял, то уровень океана поднялся бы более чем на 50 м. Это была бы катастрофа. Однако средняя температура в Антарктиде летним днем равна -8°С. Ледниковый щит Антарктиды (судя по данным, полученным при бурении  скважин, прошедших всю его толщину) образовался более 30 миллионов лет назад и  выдержал с тех пор несколько эпох потепления климата Земли, гораздо более значительного, чем ожидаемое от парникового эффекта – в том числе и потепление около 20 миллионов лет назад, когда концентрация углекислого газа в атмосфере равнялась 0,1%, средняя температура воздуха была на 5-6°С выше современной, а в района где сейчас находится Якутск росли леса грецкого ореха. Подъем уровня Мирового океана сейчас не превышает 0,8 мм в год или 8 см за столетие. Между тем тектонические поднятия и опускания отдельных участков побережий по своим масштабам превосходят эти величины. Потепление климата из-за роста концентрации углекислого газа в атмосфере приведет к увеличению испарения с поверхности океана и, следовательно, увеличению количества осадков. Однако процесс потепления будет происходить неравномерно: у полюсов интенсивнее, чем на экваторе. Из-за этого изменятся характер атмосферной циркуляции, сила и направление ветров и океанских течений, распространение осадков. В результате может повыситься частота крупных аномалий температуры, а также засух в континентальных районах средних широт. Накопление в атмосфере углекислого газа должно привести не только к изменению климата. Еще В.И. Вернадский отмечал, что зеленые растения могут перерабатывать гораздо больше углекислого газа, чем поставляет им воздух современной атмосферы. Он рекомендовал использовать этот газ как удобрение. При удвоении содержания углекислого газа  все культурные растения растут быстрее, раньше созревают, дают на 30-40% более высокий урожай. По мнению Яншина, увеличение содержания  углекислого газа  в атмосфере и связанное с этим потепление климата представляет собой явление скорее положительное, чем отрицательное. Однако не все придерживаются таких оптимистических взглядов. Даже незначительный подъем уровня Мирового океана может привести к негативным последствиям. Есть районы (Голландия, некоторые островные государства), где фермеры отвоевывают у моря каждый клочок суши. Сокращение площади плодородных земель нежелательно. Поэтому, прежде чем сделать окончательные выводы о последствиях парникового эффекта, нужно как можно более тщательно проанализировать ситуацию. [1. c. 65 - 69 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Заключение

 

   В данной работе автор рассмотрел основные экологические проблемы и пришел к выводу, что глобальный экологический кризис зашел уже так далеко, что катастрофические последствия его практически неизбежны, и их можно только смягчить. Смягчения удастся достигнуть только при наличии в мире большого количества высокообразованных людей, ясно понимающих суть проблемы и способных повлиять на общественное мнение. Однако наблюдения показывают, что большая часть людей, даже в академической среде, не осознают, что человечеству грозит экологическая катастрофа. Как правило, люди отмахиваются, говоря, что неоднократно вставали серьезные проблемы, но когда приходило время, их успешно решали. Таким образом можно предложить проводить больше работ по очищению окружающей среды, ставить очистительные сооружения на фабрики и заводы, проводить мероприятия с детьми об охране окружающей среды. А в общем людям нужно понять что природа наш дом, и мы не должны усугублять и так сложную на данный момент ситуацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Глоссарий

 

Атмосфера — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля.

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км.

Ближнекосмический вакуум – вакуум на высоте около 2000—3500 км который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода.

Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно.

Первичная атмосфера - состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства.

Вторичная атмосфера – атмосфера насыщенная и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром).

Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.

Фотохимический  туман - представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения.

ПДК – такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействуют, не ухудшая их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

 

1. Константинов В. М., «Охрана природы»: Учебн. Пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. –М.: Издательский центр «Академия», 2000.

2. Монин А.С. «История Земли» - Ленинград: Наука, 1977

3. Н. В. Гусакова «Химия окружающей среды», Ростов-на-Дону: Феникс, 2004