В 1963 г. между ядерными странами был  подписан договор об ограничении испытаний ядерного оружия в атмосфере, под водой и в космосе. В настоящее время все ядерные державы, кроме Китая и  Франции, отказались от испытаний ядерного оружия. [7]

    Очень существенным фактором является шум. [14] Уровень громкости шума зависит от источника и измеряется в относительных единицах – децибелах. Шум может иметь громкость от 0 дБ (самый тихий слышимый звук) до более 160 дБ. Восприятие звука зависит также от высоты тона. Наибольший вред органам слуха причиняют громкие звуки высокой частоты. [15]

    Один  из основных источников шума в городе – автомобильный транспорт. На магистральных улицах уровень шума достигает 95 дБ (по шкале А шумомера). В выходящих окнами на проезжую часть квартирах домов при открытых окнах уровень  шума только на 10-15 дБ ниже. Не меньшее негативное воздействие на наш организм оказывает шум, производимый трамваями, поездами метро.

    Помимо  звуковых волн, воспринимаемых нами как  шум, существует еще и инфразвук – неслышимые человеческим ухом низкочастотные колебания. Есть природные источники инфразвука – морские волны, ветер, грозовые разряды, но  есть и антропогенные – взрывы, орудийные выстрелы, многие работающие механизмы, трансформаторы и пр. Предполагается, что колебания частотой 6 Гц совпадают с альфа-ритмом головного мозга – под их воздействием возникает ощущение морской  болезни, усталости, они могут привести к потере зрения и даже к смерти. Инфразвук с частотой 7 Гц еще более опасен для человека – он может привести к остановке сердца. [14]

    Следствия загрязнений атмосферного воздуха

    Загрязняющие  вещества оказывают влияние на отдельные  элементы экосистем. Основное внимание уделим тем воздействиям на атмосферу, которые обусловливают глобальные процессы, такие как изменение климата, разрушение озонового экрана, выпадение кислых осадков.

    Проблема  парникового эффекта:

    Под парниковым эффектом понимают возможное  повышение глобальной температуры  земного шара в результате изменения  теплового баланса, обусловленное парниковыми газами.

    Основным  парниковым газом является диоксид  углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), оксиды азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (около 10-25% парникового эффекта). Всего известно около 30 парниковых газов. Утепляющий эффект парниковых газов зависит не только от их количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на одну молекулу. Если показатель оксида углерода (IV) принять за единицу, то для метана он будет равен 25, для лов азота – 165, а для фреонов – 11000.

    Начиная  с середины XIX столетия содержание СО₂ в атмосфере менялось следующим образом (частей на миллион, или содержание молекул СО₂ на миллион молекул воздуха) 1859 г.–265–290; 1958 г.–313; 1978 г.–330; 1990 г.–350, т.е. увеличилось на 12-15% (см. Приложение рис. 17).

    На  поверхность Земли поступает  в основном поток видимых лучей  – не тепловых. Эти лучи проходят через парниковые газы не изменяясь. В околоземном пространстве при встрече с различными телами значительная часть этих лучей трансформируется в  длинно-волновые (инфракрасные) тепловые лучи. Парниковые газы являются существенным препятствием для ухода в космическое пространство тепловых лучей. Они попадают как бы в ловушку и обусловливают повышение температуры воздуха (парниковый эффект).

    По  имеющимся данным, за счет парниковых газов среднегодовая температура  воздуха на Земле за последнее  столетие повысилась на 0,3-0,6°С. Сейчас увеличение концентрации СО₂ идет примерно со скоростью 0,3-0,5%/год. Сходными темпами увеличивается и содержание других парниковых газов (метана – на 1% в год, оксидов азота – на 0,2%). Удвоение содержания  парниковых газов в атмосфере, обусловит повышение среднегодовой температуры планеты, по разным источникам, на 1-3,5°С.

    Прогнозируется, что следствием потепления климата  будет таяние вечных снегов и льдов  и подъем уровня океана примерно на 1,5 м (за последние 100 лет он повысился  на 10-12 см). Подсчитано, что высвобождение всей массы воды, накопленной в ледниках, может поднять уровень океана на 60-70 м. Но это может произойти только в течение нескольких тысячелетий.

    Глобальное  потепление  климата и повышение  уровня океана рассматривается как  экологическая угроза беспрецедентного масштаба. Прогнозируется, что при повышении уровня океана на 1,5-2 м под затопление попадет около 5 млн. км² суши. Хотя эта площадь и не велика (лишь около 3% от общей поверхности суши), но это наиболее плодородные и густонаселенные земли. На них проживает около 1 млрд. человек и собирается около 1/3 урожая отдельных сельскохозяйственных культур.

    Прогнозируется, что, кроме подъема уровня океана, потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, ускорением темпов вымирания животных и растений.

    Большую тревогу вызывает также возможность  уменьшения различий температуры на полюсах и экваторе и в основном за счет более сильного потепления полюсов. С последним явлением может быть связано уменьшение площадей вечномерзлых почв и высвобождение из них (особенно с заболоченных территорий) метана, что, в свою очередь, будет интенсифицировать парниковый эффект.

    Все это дало основание Международной  конференции по проблемам изменения климата, состоявшейся в Торонто в 1979 г., высказать мнение, «что конечные последствия парникового эффекта могут сравниваться только с глобальной ядерной войной». [1]

    Основным  техногенным источником поступления  углекислого газа в атмосферу является сжигание органического топлива. В балансе потребления органического топлива в нашей стране природный газ занимает 45%, в то время как в мировом топливном балансе на природный газ приходится 25%. Таким образом, структура российской энергетики по воздействию на климат более нейтральна по сравнению с энергетикой других стран, так как природный газ имеет более низкий коэффициент выброса диоксида углерода, чем уголь и нефть.

    По  данным Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, российская суша выдыхает 3,12 млрд. тонн углекислого газа. Еще примерно 500 млн. тонн добавляет сжигание ископаемого топлива, лесные пожары, эрозия почвы и хозяйственная деятельность человека. [3]

    В настоящее время только от тепловой энергетики в атмосферу поступает примерно 1 тонна углерода на человека в год, или около 6 млрд. т/год на земном шаре. Прогнозируется, что в первой половине XXI столетия выброс возрастет до 10 млрд. т/год. Климатологи крайне опасным считают выброс порядка 15-20 млрд. т/год.

    Основным  фактором вывода углерода из атмосферы  является фотосинтез и поглощение океаном [1].  В процессе фотосинтеза растения усваивают диоксид углерода из воздуха и строят из нее свою биомассу. По оценкам ученых, за год вся растительность суши улавливает из атмосферы 20-30 млрд. тонн углекислого газа. Один квадратный метр быстрорастущего тропического леса за год извлекает из воздуха 1-2 кг углерода, 1 м² арктической тундры – раз в сто меньше, но нельзя забывать, что растительность суши – лишь сравнительно небольшая часть всей земной флоры.

    Основную  площадь нашей планеты занимают океаны, а в их водах плавают  массы микроскопических водорослей. [3] Океан поглощает до 50% СО₂, образующегося в результате деятельности человека. Океан потенциально мог бы поглощать и существенно больше углекислоты, но этому препятствует слабая перемешиваемость глубинных вод.

    Многие  ученые обращают внимание на недостаточность  рассмотрения проблемы климата только под углом зрения его потепления. Существуют факторы, действующие в направлении, противоположном парниковому эффекту. Так, увеличивающаяся запыленность препятствует поступлению к земной поверхности солнечной радиации и тем самым ее тепловой составляющей. Подобным образом действует повышение влажности воздуха и облачность. Существенным фактором является также изменение отражательной способности (альбедо) земной поверхности. Всякое ее увеличение ведет к выхолаживанию нижних слоев атмосферы и понижению температуры. [1]  Преобладание этих процессов может привести к увеличению ледниковых шапок на полюсах, резкому похолоданию и наступлению ледникового периода.

    В настоящее время проводятся исследования теплового баланса Земли, чтобы  найти пути управления им. [2] 

    Проблема  озона:

    Проблема  озона в атмосфере имеет два  связанных с человеческой деятельностью   аспекта: разрушение в  верхних слоях («озоновый экран») и увеличение концентрации в околоземном пространстве.

    Озоновый  экран располагается у полюсов  на высотах 9-30 км, у экватора – на         18-32 км. Концентрация озона в нем равна 0,01-0,06 мг/м³. Если содержащийся в границах экрана озон выделить в чистом виде, то слой его составит 3-5 мм. Содержание озона выражается в сантиметрах (0,3-0,5) или в единицах Допсона (миллиметры, увеличенные в 100 раз – 300-500 ед.).

    Озон  в верхних слоях атмосферы образуется в результате распада молекулы кислорода (О₂) под влиянием ультрафиолетовых лучей на два атома кислорода. При последующем присоединении свободного кислорода к молекуле О₂ – О + О – О₂ + О – О₃. Одновременно идет противоположный процесс распада молекул озона и образования О₂. Условием для протекания реакций является наличие ультрафиолетовых лучей и преобразование их в инфракрасные тепловые. Таковы основные механизмы существования озонового экрана и поглощения ультрафиолетовых лучей.

    Озон поглощает лучи с длиной волны 200-320 нм. Часть из них, как и более длинные, доходят до Земли. При этом лучи длиной 200-400 нм выделяют в категорию биологически активных ультрафиолетовых.

    В последние годы наблюдается тенденция  уменьшения содержания озона в верхних слоях атмосферы. В средних и высоких широтах северного полушария такое уменьшение составило около 3% (по другим сведениям 2-10%). Есть данные, что уменьшение содержания озона на 1% ведет к увеличению заболеваемости раком кожи на 5-7%. Для европейской части России это составляет около 6-6,5 тыс. человек в год.

    Наиболее  значительная потеря озона регистрируется над Антарктидой. Здесь содержание его в озоновом слое за последние 30 лет уменьшилось на 40-50%. Пространство, в пределах которого регистрируется уменьшение концентрации озона, получило название «озоновой дыры». Размер «дыры» с пониженной концентрацией озона возрастает примерно на 4% в год. В настоящее время она вышла за пределы континента и по размерам превышает площадь США. Несколько меньших размеров «дыра» характерна для Арктики. Учащается также появление «блуждающих дыр» площадью от 10 до 100 тыс. км² в других регионах, где потери озона достигают 20-40% от нормального уровня.

    Причины возникновения «озоновых дыр» до конца не ясны. Впервые они обнаружены в начале 80-х годов прошлого столетия, и короткий период наблюдений не дает достаточных оснований для каких-либо категоричных выводов о причинах изменений концентрации озона.

    Основным  антропогенным фактором, разрушающим  озон, в настоящее время считают фреоны (хладоны). Эти хлорфторуглероды, кипящие при комнатной температуре, широко используются как газы-носители (пропилленты) в различного рода баллончиках, холодильных установках и т. п.

    Для широкого использования в качестве пропиллентов фреоны избраны как весьма стойкие (инертные) газы. Однако чисто технических подход к их оценке только по одному свойству привел к непредвиденному отрицательному эффекту. Оказалось, что именно благодаря высокой устойчивости (живут более 100 лет) фреоны оказались способными достигать озонового слоя, в агрессивной среде которого из них высвобождается хлор. Каждый атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тысяч атомов озона.

    Принимаются  меры к уменьшению, а в дальнейшем и к прекращению производства фреонов. Так, Монреальским протоколом, подписанным в 80-х годах, к 2000 г. Многие государства взяли обязательство сократить производство фреонов на 50%, заменив другими пропиллентами. Однако вследствие высокой стойкости фреоны могут очень долго сохраняться в атмосфере, даже в тех случаях, когда их производство будет прекращено.