Шпаргалка по "Экологическому праву"

      Предприятия по переработке ядерных  материалов, атомные электростанции, транспортные средства на ядерном  горючем загрязняют атмосферу  радиоактивными веществами.

18. Кислотные осадки: причины образования  и экологические  последствия.

 КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ, дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.

 Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН –  это показатель концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную реакцию (чистая вода), а рН = 14 – это сильная щелочь (щелок). Поскольку рН измеряется в логарифмической шкале, водная среда с рН = 4 в десять раз более кислая, чем среда с рН = 5, и в сто раз более кислая, чем среда с рН = 6.

 Обычная незагрязненная дождевая вода имеет  рН = 5,65. Кислотными называются дожди  с рН менее 5,65. На значительных территориях  на востоке США, юго-востоке Канады и западе Европы среднегодовые значения рН атмосферных осадков колеблются от 4,0 до 4,5.

 В восточных  районах США кислотность атмосферных  осадков приблизительно на 65% определяется присутствием серной кислоты (H2SO4), на 30% – азотной кислоты (HNO3) и на 5% –  соляной кислоты (HCl). Главными источниками оксидов серы (SO2 и SO3), обусловливающих образование серной кислоты, являются тепловые электростанции, работающие на нефти и угле, а также металлургические заводы. Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2), из которых образуется азотная кислота, поступают в атмосферу примерно в равных количествах от тепловых электростанций, работающих на нефтепродуктах и угле, и с выхлопными газами автомобильных двигателей. Сравнительно небольшое количество соляной кислоты в атмосферных осадках образуется в результате аккумуляции газообразного хлора от различных природных и промышленных источников. Кислотные дожди могут также выпадать при поступлении в атмосферу серной кислоты и азотсодержащих газов (диоксида азота NO2 и аммиака NH3) от естественных источников (например, при извержении вулканов).

 Последствия:

 Кислотный дождь оказывает отрицательное  воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека

 Показатель  рН меняется в разных водоемах, но в  ненарушенной природной среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные  воды и почвы обладают буферными  возможностями, они способны нейтрализовать определенную часть кислоты и  сохранить среду.

 В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие  количества фосфатных удобрений; они  помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности  воды.

 Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов.

 Огромный  вред наносят кислотные дожди  лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья желтеют, у них редеют кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается кора. Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов не происходит.

 Все больший  ущерб кислотные дожди наносят  сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

 Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу  века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в  бассейне реки Огайо) и только в штате  Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. 

19. Парниковый эффекти глобальное потепление климата: причины, последствия и способы борьбы.

20. Глобальное потепление  климата в результате  парникового эффекта. 

  Парнико́вый эффе́кт — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

  Природа парникового эффекта

  Парниковый  эффект атмосфер обусловлен их различной  прозрачностью в видимом и  дальнем инфракрасном диапазонах. На диапазон длин волн 400—​1500 нм в видимом свете и ближнем инфракрасном диапазоне приходится 75 % энергии солнечного излучения, большинство газов не поглощают в этом диапазоне; рэлеевское рассеяние в газах и рассеяние на атмосферных аэрозолях не препятствуют проникновению излучения этих длин волн в глубины атмосфер и достижению поверхности планет. Солнечный свет поглощается поверхностью планеты и её атмосферой (особенно излучение в ближней УФ- и ИК-областях) и разогревает их. Нагретая поверхность планеты и атмосфера излучают в дальнем инфракрасном диапазоне: так, в случае Земли при равном 300 K, 75 % теплового излучения приходится на диапазон 7,8—28 мкм, для Венеры при равном 700 K — 3,3—12 мкм.

  Атмосфера, содержащая газы, поглощающие в этой области спектра (т.н. парниковые газы — H2O, CO2, CH4 и пр. — см. Рис. 1), существенно  непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности  в космическое пространство, то есть имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности.

  Парниковый  эффект и климат Земли

   Климатические  индикаторы за последние 0,5 млн лет: изменение уровня океана (синий), концентрация 18O в морской воде, концентрация CO2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы — 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации CO2 и минимумы 18O совпадают с межледниковыми температурными максимумами.

  При неизменности солнечной постоянной и, соответственно, потока солнечной  радиации, среднегодовые приповерхностные температуры и климат, определяются тепловым балансом Земли. Для теплового  баланса выполняются условия  равенства величин поглощения коротковолновой  радиации и излучения длинноволновой радиации в системе Земля-атмосфера. В свою очередь, доля поглощенной  коротковолновой солнечной радиации определяется общим (поверхность и  атмосфера) альбедо Земли, на величину потока длинноволновой радиации, уходящей в космос, существенное влияние оказывает парниковый эффект, в свою очередь, зависящий от состава и температуры земной атмосферы.

  Основной  вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар  или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо  менее существенно по причине  их малой концентрации. Вместе с  тем, концентрация водяного пара в тропосфере существенно зависит от приповерхностной температуры: увеличение суммарной  концентрации «парниковых» газов в  атмосфере должно привести к усилению влажности и парникового эффекта, который в свою очередь приведет к увеличению приповерхностной температуры.

  При понижении приповерхностной температуры  концентрация водяных паров падает, что ведет к уменьшению парникового  эффекта, и, одновременно с этим при  снижении температуры в приполярных  районах формируется снежно-ледяной  покров, ведущий к повышению альбедо  и, совместно, с уменьшением парникового  эффектом, вызывающим понижение средней  приповерхностной температуры.

  Таким образом, климат на Земле может переходить в стадии потепления и похолодания  в зависимости от изменения альбедо  системы Земля - атмосфера и парникового  эффекта.

  Климатические циклы кореллируют с концентрацией углекислого газа в атмосфере: в течение среднего и позднего плейстоцена, предшествующих современному времени, концентрация атмосферного углекислого газа снижалась во время длительных ледниковых периодов и резко повышалась во время кратких межледниковий

  В течение  последних десятилетий наблюдается  рост концентрации углекислого газа в атмосфере, считается, что этот рост в значительной стапени имеет антропогенный характер.

  В конце  восьмидесятых — начале девяностых годов XX века несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура  была выше обычной. Это вызвало опасения, что вызванное человеческой деятельностью  глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая  глобальная температура поднялась  на 0,3 — 0,6 градусов Цельсия. Существует научный консенсус, что жизнедеятельность  человека является основным фактором, который влияет на текущее повышение  температуры на земле[4][5].

  Глоба́льное потепле́ние — процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.

  Помимо  повышения уровня Мирового океана повышение  глобальной температуры также приведёт к изменениям в количестве и распределении  атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы  и другие.

  Причины глобального потепления

   Климатические  системы изменяются как в результате  естественных внутренних процессов,  так и в ответ на внешние  воздействия, как антропогенные,  так и неантропогенные. Причины таких изменений климата остаются неизвестными, однако среди основных внешних воздействий изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), солнечной активности (в том числе и изменения солнечной постоянной), вулканические выбросы и парниковый эффект.

  Выбросы парниковых газов

  На  Земле основными парниковыми  газами являются: водяной пар (ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта, без учёта облаков), углекислый газ (CO2) (9-26 %), метан (CH4) (4-9 %) и озон (3-7 %). Атмосферные  концентрации CO2 и CH4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению  с началом промышленной революции  в середине XVIII века.

  Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаются в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных  выбросов парниковых газов за последние 20 лет стали результатом добычи и сжигания нефти, природного газа и  угля. Бо́льшая часть остальных выбросов вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов. В пользу теории антропогенного вклада в современное изменение климата в результате выделения парниковых газов могут свидетельствовать и те факты, что наблюдаемое потепление приводит прежде всего к увеличению средних температур в высоких (приполярных) широтах, к повышению средних температур в зимний период в средних широтах и к уменьшению ночного выхолаживания. А также является фактом то, что быстрое нагревание слоёв тропосферы происходит на фоне не очень быстрого охлаждения слоёв стратосферы.