Антропогенные загрязнения атмосферы и гидросферы

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………….…….….…………………… с. 3 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Что такое антропогенный фактор с. 4

2. Атмосфера и её состав …………………………….……………….. с. 5

3. Антропогенные изменения атмосферы………………….………… с. 6 4. Гидросфера и её состав…………/…………..……………………… с. 8

Антропогенные влияния на гидросферу…...……………………… с. 9

Загрязнение гидросферы…………………………………………… с.10

Пути решения экологических проблем, связанных с

загрязнением атмосферы и гидросферы………..………………… с.12 ВЫВОДЫ ….………………………………………………………………….. с.17

ВВЕДЕНИЕ

Человек постоянно использовал окружающую среду как источник ресурсов. Но только в конце XIX века человечество стало задумываться о последствиях своей деятельности. Когда наступило XX столетие, символом которого стала научно-техническая революция, оно принесло и глобальный экологический кризис. В прошлом веке экологические проблемы нарастали, и в настоящее время лавиной обрушились на цивилизацию. Стремясь улучшить условия для жизни, человек постоянно наращивает темп материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе часть взятых у природы ресурсов возвращаются к ней в виде отходов, часто ядовитых или не пригодных для утилизации [6? с. 7].

Экологическая ситуация за последние десятилетия ухудшается. Причина этого – развитие промышленности, которое опережает развитие экологической культуры.

Цель моей работы – познакомить моих одноклассников с наиболее острыми экологическими проблемами, чтобы они в дальнейшем понимали, какой вред наносит хозяйственная деятельность без природоохранной составляющей.

Задачи работы:

изучить литературу по интересующей меня теме,

на основе изученных атериалов составить литературный обзор,

подготовить презентацию и выступление для своих одноклассников.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. 1. Что такое антропогенный фактор.

На современном этапе биосфера перешла в новую стадию своего развития – стадию ноосферы. Человеческая деятельность стала ведущей геохимической силой [4? с. 9]. Антропогенному загрязнению подвергаются воздух, вода, почвы, а также живущие в них организмы (биоценозы). Наиболее известные загрязнители диоксид углерода, тяжелые металлы (свинец, ртуть), кислоты, аэрозоли. В настоящее время основным загрязнителем окружающей природной среды стал человек, что и означает

«антропогенный» - вовлеченность в процесс человека, учитывая то, что именно человек, а также последствия его деятельности коренным образом влияют и изменяют окружающую среду [4? с. 12].

Воздействия человека на природу могут быть самыми разными: изменение и уничтожение природных сообществ, изменение химического состава геологических оболочек, температурные и радиоактивные воздействия и др. Чаще всего мы наблюдаем загрязнение окружающей среды.

Главными источниками загрязнения являются:

тепло-, гидроэлектростанции, атомные электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо;

транспорт, прежде всего автомобильный;

черная и цветная металлургия;

машиностроение;

химическое промышленность;

добыча и переработка минерального сырья;

открытые источники (добыча, сельскохозяйственные пашни, строительство);

выбросы, связанные с добычей, обработкой и хранением радиоактивных веществ [7? с. 21].

Наибольшее количество вредных веществ попадает в атмосферу и гидросферу.

1. 2. Атмосфера и её состав.

Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, которая вращается вместе с ней. Она имеет многослойное строение и сформировалась в результате формирования планеты и под воздействием живых организмов. Благодаря появлению фотосинтезирующих автотрофов, атмосфера накопила в себе кислород, который, в свою очередь, сформировал озоновый экран, отражающий большую часть смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца [7, с. 24].

Появление кислородосодержащей атмосферы способствовало распространению жизни из океана на сушу. Большая часть современных организмов являются аэробами, то есть нуждающимися в кислородной среде. Состав атмосферы довольно сложен: она состоит из различных газов,

водяного пара и различных примесей (См. рис. 1).

Рисунок 1 - Состав атмосферы.

Под действием различных факторов состав атмосферы постоянно изменяется, например: при дыхании и горении затрачивается кислород и поступает углекислый газ, зато при фотосинтезе атмосфера наоборот лишается части углекислого газа и получает кислород; при извержениях вулканов в атмосферу поступают соединения серы, а в результвтедеятельности хемобактерий – соединения азота. На протяжении миллионов лет эти процессы уровновешивали друг друга, поэтому состав атмосферы менялся мало. Однако с появлением промышленного

производства ситуация резко изменилась – состав атмосферы стремительно меняется, особенно над крупными городами и промышленными центрами [2].

1. 3. Антропогенные изменения атмосферы.

Воздействия человека на атмосферу приводят к самым разным последствиям – в ней накапливаются ядовитые вещества, что вызывает выпадение кислотных осадков и образование ядовитого смога, истончение озонового слоя, уменьшается количество кислорода и увеличивается количество углекислого газа, что губительно сказывается на аэробных организмах (включая человека) и приводит к возникновению парникового эффекта, в результате чего наблюдается глобальное потепление климата, большое количество примесей, поступающих в атмосферу, уменьшает её прозрачность. Все эти изменения приобрели глобальный характер [2].

Наибольшее количество загрязнений антропогенного происхождения попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива, основу которого составляют органические вещества – нефть и нефтепродукты, каменный и бурый угли, горючие сланцы, газ, дрова, торф. Наиболее чистое топливо – газ, как природный, так и получаемый при переработке нефти. Больше всего минеральных частиц образуется при сжигании горючих сланцев, бурого угля и торфа. Использующие эти виды топлива, тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу особенно много загрязнений [2].

Токсичные вещества действуют на слои атмосферы путем непосредственного контакта с ней. Газы или аэрозоли, обнаруженные в воздухе, срабатывают следующим образом:

С течением времени оседают на различных поверхностях.

Путем нехитрых физических процессов попадают к высоким слоям атмосферы.

Изменяют состав воздуха из-за длительного пребывания внутри атмосферы [2].

В результате каждого из этих процессов происходит антропогенное загрязнение атмосферы. Всего выделяют 4 возможных вида антропогенного загрязнения воздуха. К ним относятся:

Радиоактивное загрязнение - самый опасный вид, так как распад ядерных частиц может длиться долгое время. Заражение вследствие ядерного взрыва или другого подобного воздействия, затрагивает практически все сферы планеты, отчего территория, на которой это произошло, становится непригодной для жизни. Яркий пример — взрыв, произошедший на Чернобыльской АЭС. До сих пор на территории наблюдается повышенный радиационный фон;

Электромагнитное загрязнение - физические процессы приводят к загрязнению электромагнитного поля. Ежегодно уровень загрязнения возрастает настолько, что пошла речь о специфическом смоге;

Аэрозольное загрязнение - происходит из-за попадания в слои атмосферы частиц в разном агрегатном состоянии. Подобное загрязнение приводит к различным болезням у человека. Лечить их достаточно трудно, так как характер заболеваний отличается от стандартного. В воздухе подобное загрязнение выглядит, как обычный туман;

Шумовое загрязнение – особенно актуально для промышленных центров и районов аэропортов [2].

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возникают:

локальная или региональная загазованность приземного слоя;

трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;

различные глобальные (общепланетарные) эффекты, такие, как

«парниковый эффект» и разрушение озонового слоя;

загрязнение лито– и гидросферы как результат процессов естественного самоочищения атмосферы и круговорота веществ в природе [5].

4. Гидросфера и её состав.

Гидросфера - водная оболочка Земли. Ее принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и подземные воды (См. рис. 2).

Рисунок 2 - Состав гидросферы [3].

Общий объем воды на планете - около 1 533 000 000 км3 (2013г.). Масса гидросферы - примерно 1,46·1021 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты.

Океаны покрывают около 71% земной поверхности. Средняя их глубина составляет 3800м, а максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) - 11022м. Океаническую кору слагают осадочный и базальтовый слои. В водах Мирового океана растворены соли (в среднем 3,5%) и ряд газов. В частности, верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа и 8 трлн тонн кислорода [3].

Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.

Воду, которая находится в твердом состоянии (в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте), объединяют под названием

криосферы. Переходы воды из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле [3].

4. Антропогенные влияния на гидросферу.

Хозяйственная деятельность человека в значительной мере связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, химическим синтезом и использованием для этих целей, как и для удовлетворения бытовых нужд в транспортного обслуживания промышленности и сельского хозяйства, все возрастающего количества энергии. В промышленных процессах в огромных количествах используется вода, причем в большинстве случаев вода, выходящая из производственного цикла, несет большое количество примесей. Большая часть этих примесей, попадая в природные водоемы, способна сделать воду совершенно непригодной для жизни [3].

Загрязнения вод различны по объемам и степени вредности для человека и экосистем. Значительную часть их составляют стоки промышленных предприятий.

С транспортом связана значительная часть загрязнения пресных и морских вод нефтью и нефтепродуктами. Особую опасность представляют ядохимикаты, в изобилии применяемые в сельском хозяйстве для защиты растений. Распыленные на больших площадях, эти вещества попадают на почву, смываются дождевыми водами и проникают в подземные водоносные горизонты, в реки и озера, нанося большой вред состоянию экосистем и здоровью людей.

Еще одна категория весьма опасных загрязнителей вод и почв – тяжелые металлы. Фоновое содержание их в природной среде настолько мало, что большинство таких элементов обнаруживается лишь в следовых количествах или вообще не обнаруживаются самыми чувствительными современными методами. Антропогенные источники опасного повышения содержания тяжелых металлов в почвах и природных водах весьма разнообразны. Это, конечно, прежде всего – промышленное производство, в

стоках которого часто содержатся соли тяжелых металлов в недопустимо высоких концентрация [1].

В водоемах тяжелые металлы накапливаются в донных отложениях также в слабосвязанной форме и при изменениях кислотности и температуры воды вновь переходят в растворимое состояние и мигрируют с током воды иногда на огромные расстояния [3].

Основные причины загрязнения вод морей и океанов следующие:

сброс промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в моря или реки, в них впадающие;

поступление с суши стоков, содержащих вещества, применяемые в сельском и лесном хозяйствах;

захоронение на морском дне загрязняющих веществ;

разнообразные утечки с судов морского транспорта;

аварийные выбросы и сбросы судов, а также из подводных трубопроводов;

добыча полезных ископаемых на морском дне;

выпадение загрязняющих веществ с осадками из атмосферы [1].

4. Загрязнение гидросферы

Загрязнение гидросферы – это привнесение или возникновение в водах новых (обычно не характерных для них) вредных химических, физических, биологических агентов. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей [1].

Загрязнение вод может быть;

естественным (природным) и

антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение вод вызвано природными процессами. Например, загрязнение вод в результате извержения вулканов, водной и ветровой эрозии, абразии (разрушения) берегов, засоление пресных вод солеными и т.д. [1]

Антропогенное загрязнение связано с поступлением загрязняющих веществ в гидросферу в результате деятельности человека.

Существует несколько видов загрязнений вод гидросферы(См. рис. 3).

Рисунок 3 - Загрязнение гидросферы [1]

Наиболее распространено химическое и биологическое загрязнения, в меньшей степени радиоактивное, механическое и тепловое. рассмотрим каждле из них более подробно.

Химическое загрязнение – загрязнение вод неорганическими и органическими веществами. Из органических загрязнителей наиболее распространены нефть и нефтепродукты, СПАВ, фенолы, пестициды и др., из неорганических – кислоты, щелочи, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и др.). Химическое загрязнение наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся загрязнение гидросферы. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в грунтовые воды вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д. Однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит.

Биологическое загрязнение – загрязнение вод патогенными микроорганизмами - бактериями, вирусами, простейшими, грибами, мелкими водорослями и др.

Радиоактивное загрязнение – загрязнение вод радионуклидами. Оно опасно даже при очень малых концентрациях радиоактивных

веществ, особенно «долгоживущих» и подвижных в воде радиоактивных элементов (стронций, уран, радий, цезий и др.). Радионуклиды попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании радиоактивных отходов, захоронении их на дне и др., в подземные воды – в результате просачивания вглубь земли вместе с атмосферными водами или в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение – загрязнение вод механическими примесями – твердыми частицами (песок, ил, шлам и др.). Свойственно в основном поверхностным водам. При этом наиболее значительно ухудшаются органолептические показатели воды.

Тепловое загрязнение – это повышение температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами (тепловых и атомных электростанций). При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава вод, что ведет к размножению анаэробных бактерий и выделению ядовитых газов – сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды вследствие ускоренного развития фитопланктона [1].

7. Пути решения экологических проблем, связанных с загрязнением атмосферы и гидросферы.

Проблема загрязнения воздушной оболочки нашей планеты – дело каждого человека. Без исключения. Для уменьшения пагубного влияния промышленной деятельности человека привлекаются ученые.

Способы уменьшения вредных выбросов в атмосферу предприятиями:

Абсорбционный (поглотительный) способ - предполагает установку фильтров из активированного угля, известняка и его щелочных растворов, аммиака. Эти вещества отлично впитывают в себя вредные газы. К

плюсам этого способа относят хорошее качество очистки и простоту. Однако устройства с фильтрами занимают достаточно много места, а также периодически менять очистительную жидкость;

Окислительный способ - хорош тем, что выжигает в воздух горючие вредные примеси. К минусу такого метода относят выделение углекислого газа;

Каталитический способ - ядовитые пары и газы пропускают через твердые катализаторы, ускоряющие процесс отделения вредных веществ и примесей. Способ хоть и действенный, но требует огромных средств и тратит много энергии;

Механический способ применяют уже достаточно редко. Газ загоняют в специальные турбины, где винтами, создающих вихри, собираются ядовитые частицы. Кроме высоких затрат энергии и необходимости постоянного обслуживания аппарата (удаление с винтов собранных частиц) этот способ малоэффективен, слабо очищает воздух;

Электроогневой способ – самый новый и самый эффективный из всех существующих способов очистки газов. Необходимое для очистки загоняется в сосуды, а после – пропускается сквозь наэлектризованное пламя. К сожалению, этот метод очень трудно осуществить и поэтому применяется редко.

Иногда лучше сочетать сразу несколько способов очистки воздуха от ядовитых веществ [5].

Чтобы обезопасить атмосферу от выбросов в нее выхлопных газов из автомобилей, в них устанавливаются фильтры, в топливо добавляются специальные добавки, в которые не входит свинец, каталитические нейтрализаторы. Очень важно следить за качеством заливаемого топлива и масла: дешевое масло и бензин выделяют слишком много вредных веществ. Стали выпускаться новые модели автомобилей, выбрасывающие в атмосферу значительно меньше ядовитых газов. Во многих странах общественный транспорт стал полностью работать от электричества или на биотопливе. В некоторые транспортные средства устанавливают газобаллонное

оборудование. Ведутся разработки двигателей, которые не нуждаются в переключении на другие режимы [5].

Организация крупных городов также требует изменений. Заводы, предприятия, автотрассы и аэропорты необходимо отделять от жилых районов плотной зеленой стеной из деревьев и кустарников, выступающих в роли естественного фильтра и генератора кислорода. Желательно, строить промышленные организации за чертой города [5].

Необходимо реформировать переработку мусора, которая уменьшит размеры свалок, испускающих при разложении метан и другие вещества, разрушающие озоновый слой. Можно ввести повторное использование материалов, использовать другие способы избавления от мусора, кроме сжигания. Уже существует завод, перерабатывающий радиоактивные отходы с атомных электростанций и предприятий, производящих реактивное топливо. Если развить это направление, то тяжелых металлов в атмосфере будет гораздо меньше [5].

В сельском хозяйстве рекомендуется предложить постепенный отказ от химикатов, отравляющих как почву, так и воздушную оболочку. Навоз и другие органические остатки можно использовать в качестве натуральных удобрений, безопасных для природы.

Сохранение лесов и болот – одна из важнейших задач современности. Именно деревья постепенно снижают действие парникового эффекта, фильтруют воздух и выделяют кислород. Болота по праву считаются лучшими фильтрами нашей планеты. Вредные вещества оседая в них перерабатываются в безобидные. Благодаря сохранению болот в России наша страна может похвастаться одним из лучших состоянием атмосферы [5].

Со стороны государства необходимо издать ряд законов, предусматривающих введение ответственности за загрязнение воздуха. Создание специальной службы, которая в составе комиссии будет осматривать промышленные предприятия, следить за организацией городов.

Главным виновником химического загрязнения воды является производственная деятельность. Хотя наиболее активно воду загрязняют

промышленные предприятия, которые активно сбрасывают вредные вещества в окрестные водоемы. Там может содержаться вся таблица Менделеева. Кроме выброса химических элементов происходит тепловое и радиационное загрязнение. Проблеме безопасности стоков уделяется катастрофически мало внимания.

Во всем мире можно пересчитать по пальцам производства, которые полностью очищают свои стоки, делая их безопасными для окружающей среды [6].

Сброс ряда загрязняющих веществ в составе сточных вод нередко осуществлялся без утверждённого разрешения на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду. Это происходит не из-за нерадивости руководства, а из-за чрезвычайной сложности технологии очистки. Вот почему нельзя загрязнять водоемы. Ведь проще предотвратить загрязнение, чем организовывать очистку [6].

Решить проблему загрязнения частично помогают очистные сооружения. Независимо от причины загрязнения существуют следующие виды очистки воды:

Механическая очистка – это простейшая технология, именно на ее основе были созданы первые очистные сооружения. Она заключается в том, что на пути водного потока устанавливаются решетки и фильтры, задерживающие крупные частицы мусора. Такие устройства нуждаются в периодической чистке.

Специализированная очистка - эта разновидность помогает очистить воду от загрязнителей определенного вида. В загрязненную среду вводятся коагулянты, вызывающие слипание посторонних частиц и выделение их в виде хлопьев. Таким образом обычно избавляются от нефтяных и масляных пятен.

Химическая очистка - при ней вредные примеси вступают в реакцию со специальным реагентом, после чего химический состав воды возвращается в состояние, близкое к первоначальному.

Третичная очистка - это комплексный метод, позволяющий добиться наилучших результатов. Вода обрабатывается специальными составами, какие позволяют использовать ее даже в быту и пищевой промышленности [6].

В систему правовой охраны природы России входят четыре группы юридических мероприятий:

правовое регулирование отношений по использованию, сохранению и возобновлению природных ресурсов;

организация воспитания и обучения кадров, финансирование и материально-техническое обеспечение природоохранных действий;

государственный и общественный контроль за выполнением требований охраны природы;

юридическая ответственность правонарушителей [6].

Так же в Конституции РФ отражены основные положения экологической стратегии государства и главные направления укрепления экологического правопорядка. Конституция РФ вводит в научный оборот определение экологической деятельности человека в сфере взаимодействия общества и природы: природопользование, охрана окружающей среды, обеспечение экологической безопасности. Природоохранное законодательство существует во всех странах мира. Вопросы охраны природы рассматриваются на самых разных уровнях на международных научных симпозиумах, встречах государственных, политических деятелей и представителей бизнеса [1].

ВЫВОДЫ

На современном этапе биосфера перешла в новую стадию своего развития – стадию ноосферы. Человеческая деятельность стала ведущей геохимической силой. К сожалению, влияние человека на гидросферу и атмосферу чаще всего становится негативным и принимает глобальный характер. Если эта тенденция сохранится, то встанет вопрос о возможности выживания самого человека на нашей планете.

Необходимо распространить знания о загрязнении атмосферы и гидросферы среди всего населения. Тогда люди начнут соблюдать ряд мер, чтобы уменьшить количество выбросов ядовитых веществ в воздушное пространство. Проблема загрязнения окружающей среды на сегодняшний день наиболее актуальна. Необходимо скорее решать ее, иначе бездействие приведет к ужасным последствиям.

ЛИТЕРАТУРА

Антропогенные воздействия на гидросферу и ее защита / https://ecology- education.ru/index.php?action=full&id=397 (дата обращения: 25.12.2019 г.)

Антропогенное загрязнение окружающей среды / сайт MEGABOOK: https://megabook.ru/article/%D0%90%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE% D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5

%20%D0%B7%D0%B0%D0%B3%D1%80%D1%8F%D0%B7%D0%BD%D0

%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83

%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B9%20%D1%81%D1

%80%D0%B5%D0%B4%D1%8B (дата обращения: 21.12.2019 г.)

Гидросфера / сайт: «Интернет-лицей ТПУ»: https://il.tpu.ru/obuchenie- article?key=fc3093f993d2a54cd443c82b92acb220 (дата обращения: 25.12.2019 г.)

Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы СПб. Химия. 1997. 352 с

Пути решения проблем загрязнения атмосферы и ее защита / сайт: http://terasfera.ru/zagryaznenie-atmosfery/puti-resheniya-problem- zagryazneniya-atmosfery-i-ee-zashhita (дата обращения: 12.01.2020 г.)

Салиашвили Д. Экология и очистные сооружения на сегодняшний день / Строительство.ru. Всероссийский отраслевой интернет-журнал / https://rcmm.ru/ekspertnoe-mnenie/47616-jekologija-i-ochistnye-sooruzhenija- na-segodnjashnij-den.html (дата обращения: 12.01.2020 г.)

Человек и природа: экологическая история / Под ред .Д.Александрова. - СПб.: Алетейя, 2008 – 349.