Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Естественное загрязнение воздуха происходит в результате извержения вулканов, которых на планете насчитывается свыше 500, а также вследствие пыльных бурь, особенно в степных районах.
Наибольшая опасность глобального загрязнения атмосферы связана сейчас с широким использованием ископаемого сырья для нужд энергетики и химической промышленности. При этом наиболее интенсивная производственная деятельность и сопутствующее ей загрязнение атмосферы наблюдаются в городах, где проживает около половины населения земного шара. Под влиянием городских источников загрязнения находятся обширные территории. Данные аэрокосмических исследований показывают, что при устойчивом направлении ветров с подветренной стороны больших городов образуется единый шлейф, в котором сглаживаются особенности индивидуальных источников. Такие шлейфы вызывают существенное загрязнение воздуха в сельской местности на расстояниях 150—200 км и более от города. Зачастую в воздух сельских районов попадают улсе вторичные продукты трансформации загрязняющих веществ, выбрасываемых первоначально в городах.
119
Несмотря на то что в глобальных масштабах поступление многих веществ в атмосферу от антропогенных источников меньше, чем от естественных, антропогенные источники оказывают большое влияние на качество атмосферного воздуха в городах и прилегающих к ним территорий.
Газообразные и твердые примеси, поступающие в атмосферу от индустриальных источников, распространяются на большие расстояния. При этом концентрация загрязняющих веществ в приземном слое в районах дымовых труб примерно пропорциональна количеству выбрасываемого вещества и обратно пропорциональна квадрату высоты дымовой трубы. Максимальная концентрация загрязнителей в приземном слое наблюдается обычно при горячем выбросе на расстоянии от источника, в 10—40 раз превышающем высоту трубы. Степень разбавления газовых выбросов зависит не только от расстояния, но и от господствующих ветров и погодных условий.
Рассмотрим наиболее существенные отрицательные последствия глобального и локального загрязнений атмосферы.
4.5.1. Диоксид углерода и другие "парниковые" газы
Как известно, главным по значению "парниковым" газом является водяной пар. За ним следуют углекислый газ, обеспечивающий в 80-х годах 49% дополнительного по сравнению с началом прошлого века увеличения парникового эффекта, метан (18%), фреоны (14%), закись азота (гемиоксид) М20 (6%). На остальные газы приходится 13%.
По содержанию "парниковых" газов состав атмосферы претерпевает значительные изменения вследствие антропогенной деятельности. Около 300 лет назад начался рост концентрации атмосферного метана: с конца XVII в. его содержание в атмосфере возросло почти втрое. Этот процесс тесно связан с ростом народонаселения Земли: основные источники СН4 являются прямым результатом человеческой деятельности. Это рисовые поля, крупный рогатый скот, добыча ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ).
В конце XVIII в. начался заметный рост концентрации С02, которая составляла тогда 280 млн.-1. Увеличение содержания С02 в атмосфере было связано вначале с вырубкой лесов, затем основной вклад стало давать сжигание ископаемого топлива. В настоящее время от сжигания разных видов топлива в атмосферу ежегодно поступает около 0,7% общего количества атмосферного С02 или около 10% количества С02, потребляемого на синтез биомассы растений.
Выброс углекислого газа в земную атмосферу постоянно увеличива*-ется, поскольку с каждым годом возрастает потребление природных 120 горючих ископаемых. Общее промышленное выделение С02 в атмосферу растет примерно на 3,5% в год и в настоящее время достигает около 30 млрд.т/год.
В результате натурных исследований установлено, что и средняя концентрация С02 в атмосфере постоянно увеличивается примерно на 3,4% в год. В то же время она претерпевает периодические сезонные колебания, амплитуда которых составляет около 2% среднего значения. Все это вызывает серьезную озабоченность в связи с возможным потеплением климата.
Среднегодовая температура за последние 100 лет возросла примерно на 0,5°С. Соответственно уровень Мирового океана за этот период времени возрос на 10—15 см. Частично это повышение уровня связано с тепловым расширением вод Мирового океана, частично — таянием ледников.
Изменения климата происходили и в прошлом. Так, в XIV— XVIII вв. было заметное похолодание климата Земли, известное как "малый ледниковый период". Напротив, в IX—XII вв. историки отмечают теплый период эпохи викингов.
Изменение климата ученые связывают с изменениями содержания в атмосфере "парниковых" газов. Известно, как менялся химический состав атмосферы за последние 160 тыс.лет. Эти сведения получены на основе анализа состава пузырьков воздуха в ледниковых кернах, извлеченных с глубины до 2 км на станции "Восток" в Антарктиде и в Гренландии. Найдено, что в теплые периоды концентрации С02 и СН4 были примерно в 1,5 раз выше, чем в холодные ледниковые периоды. Эти результаты подтверждают высказанное в 1861 г. Дж. Тиндалем предположение о том, что историю изменения климата Земли можно объяснить изменениями концентрации С02 в атмосфере.
