Проблемы «Парникового эффекта», «Кислотных дождей», разрушение озонового слоя, смога

                             Министерство сельского хозяйства

                                      Российской Федерации

ФГОУ ВПО  «Красноярский  Государственный Аграрный Университет»

 

 

 

 

                                                                                   

 

                                                                                      Кафедра

                                                                  «Защита растений и биотехнологии»

 

 

 

 

Тема:  Проблемы  «Парникового эффекта»,  «Кислотных дождей», разрушение озонового слоя, смога

                                  (реферативная работа)

 

 

 

                                                                   

 

                                                                              

 

                                                                          Проверила: Исламова И.С.

 

                                                                 Выполнила: Макарова  Настя

                   Группа В-13

                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           Красноярск 2011

Содержание:

 

1. Введение………………………………………………….стр.3
2. «Парниковый эффект»………………………………….. стр.4-5
3. «Кислотные дожди»…………………………………….. стр.6-7
4. Разрушение озонового слоя…………………………….. стр.8-9
5. Смог………………………………………………………. стр.10
6. Заключение………………………………………………. стр.11
7. Список используемой информации……………………..стр.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         Введение

 

 

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете. 
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. 
Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                   «Парниковый эффект»

 

 

 

«Парниковый эффект» - это  явление, связанное с тем, что  большая часть инфракрасного  излучения земной поверхности поглощается  компонентами атмосферы, которые нагреваются, возвращая полученное тепло в приземное пространство, что обуславливает повышение температуры окружающей среды со всеми негативными последствиями.

 

Виновниками «парникового эффекта» являются «парниковые» газы, в первую очередь диоксид углерода, а также метан и в известном смысле оксиды азота. Диоксида углерода в атмосфере значительно больше метана и NO_x вместе взятых, поэтому главным, первоочередным направлением в борьбе с «парниковым эффектом» признана борьба за сокращение в атмосфере СО₂.

 

 В результате  антропогенных выбросов парниковых  газов изменяется климат, что  ведет к негативным последствиям  практически во всех областях  деятельности человека.

Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяются в основном видом сжигаемого топлива. Выбросы электростанций, потребляющих уголь, составляют 139 миллионов килограмм в год окислов серы, 21миллион килограмма окислов азота, 5 миллионов килограмм твердых частиц.

Черная металлургия – следующий по интенсивности источник загрязнения атмосферы. Огромную роль в загрязнении атмосферы играют выбросы сталеплавильных цехов.

Большое количество углеводородов содержится в выбросах нефтеперерабатывающей и нефтехимической  промышленности. Выброс в атмосферу  вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит из-за недостаточной герметизации оборудования.

 Один из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом – автомобильный транспорт. На долю автомобиля приходится 60% всех вредных веществ в городском воздухе. Автомобильные выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержатся  углеводороды, – не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если автомобиль работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т.е. во время заторов или у красного сигнала светофора.

 

 

 

 

 

                                Пути решения проблемы…        

На сегодняшний день, нет недостатка в предложениях по сокращению в атмосфере СО₂. Всё их многообразие условно делится на две группы.

1. Механохимические способы, включающие операции: улавливания СО₂, обработки (физическая или химическая), захоронения (в шахты, в карьеры, на дно океана и др.). 
     
   
2. Предложения биологического свойства, основанные на использовании фотосинтеза для увеличения на планете биомассы, поглощающей СО₂.

 

 Способы декларирования в первой группе энергозатратны и неэффективны. Чтобы  захоронить определенное количество СО₂, требуется дополнительная энергия, а поскольку основной источник «добывания» энергии на планете – окисление углеводородов, то появляется дополнительный приток СО₂, который, в свою очередь, также нужно захоронить, т.е. снова привлекать энергию и т.д. 

Предложения второй группы более привлекательны, так как моделируют естественные природные процессы при относительно малом расходе привлеченной энергии.

 Так, например, фотосинтез способствует уменьшению двуокиси углерода. Растения усваивают из воздуха СО₂ и строят из нее свою биомассу. Вся растительность  суши усваивает из атмосферы около 20-30 миллиардов тонн углерода в форме его двуокиси. Один квадратный метр тропического леса извлекает из воздуха 1-2 килограмма углерода. Около 40 миллиардов тонн углерода усваивают в год микроскопические водоросли, плавающие в океане. Однако растительность Земли не способна справиться с увеличивающимся загрязнением атмосферы, что приводит к изменению климата.  

Существует еще один недостаток, который заключается  в том, что воспроизводимая биомасса занимает определенную территорию, на которой существует в течение сотен, а то и тысяч лет, при этом после достижения предельной высоты, растительность резко снижает потребление СО₂.

Каждый год  для создания новых биомасс, рассчитанных на потребление годового объема свободного СО₂ в атмосфере, требуются новые территории. При таком способе через 15-20 лет на планете не останется свободных территорий. Предложения по сжиганию воспроизведенной биомассы с целью получения энергии на первый взгляд несут элементы самоокупаемости, но проблема дополнительных выбросов остается по-прежнему нерешенной. В настоящее время способов борьбы«парниковым эффектом» предложено достаточно, но все они чрезвычайно затратные, неэффективны и, стало быть, нереальны.

                                  «Кислотные дожди»

 

 

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков : дождь, снег, град, туман, дождь  со  снегом.

 

Топливные установки (котельные, генераторы, двигатели машин и механизмов) выбрасывают в воздух огромное количество оксидов. Оксиды, соединяясь с атмосферной влагой, образуют кислотные соединения. Далее воздушные массы способны перемещаться на сотни и тысячи километров, выпадают в виде "кислотных" осадков.

 Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (H₂SO₄) и азотной ( HNO₃) кислот. Наличие серы и азота в этих формулах показывает, что проблема связана с выбросом данных элементов в атмосферу. При сжигании топлива в воздух попадает диоксид серы, также происходит реакция атмосферного азота с атмосферным кислородом и образуются оксиды азота. Эти газообразные продукты( диоксид серы и оксид азота) реагируют с атмосферной водой с образованием кислот (азотной и серной ). В водных экосистемах кислотные осадки вызывают гибель рыб и других водных обитателей. Подкисление воды рек и озер серьезно влияет и на сухопутных животных, так как многие звери и птицы входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах. Вместе с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных микроорганизмов. Во время засухи через поврежденные листья испаряется больше влаги. Выщелачивание биогенов из почвы и высвобождение токсичных элементов способствует замедлению роста и гибели деревьев. Можно предположить, что происходит и с дикими видами животных, когда погибают леса. Если разрушается лесная экосистема, то начинается эрозия почвы, засорение водоемов, наводнение и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими. В результате закисления в почве происходит растворение питательных веществ, жизненно необходимых растениям; эти вещества выносятся дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Используя такие растения в пищу, человек также получает вместе с ними повышенную дозу тяжелых металлов. Когда деградирует почвенная фауна, снижаются урожаи, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, а это, как мы знаем, влечет за собой ухудшение здоровья населения.

 

 

Источники загрязненных выбросов в атмосферу

источники	Диоксиды серы (% от общего количества)	Оксиды азота(% от общего количества)
Источники выработки  тепла и электроэнергии	55	37
промышленность	44	13
транспорт	1	50

 

 

 

 

Для борьбы с кислотными дождями необходимо направить усилия на сокращения выбросов кислотообразующих веществ угольными  электростанциями. А для этого  необходимо:

• использование низкосернистого угля или его очистка от серы
• установка фильтров для очистки газообразных продуктов
• применение альтернативных источников энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 Озоновый слой…

 

 

Озоновый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50  километров  в котором под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О₂) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон (О₃). Относительно высокая концентрация озона  поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения.

 

К основным  причинам его истончения относятся: 
1) Во время запуска космических ракет в озоновом слое буквально «выжигаются» дыры. И вопреки старому мнению о том, что они сразу же затягиваются, эти дыры существуют довольно долгое время. 
2)Самолеты летающие на высотах в 12-16 км. также приносят вред озоновому слою, тогда как летающие ниже 12 км. напротив способствуют образованию озона. 
3) Выброс в атмосферу фреонов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   Разрушение озонового слоя фреонами          

 

 

Самой главной причиной разрушения озонового слоя является хлор и его водородные соединения. Огромное количество хлора попадает в атмосферу, в первую очередь  от разложения фреонов. Фреоны – это газы, не вступающие у поверхности планеты ни в какие хим. реакции. Фреоны закипают и быстро увеличивают свой объем при комнатной температуре, и потому являются хорошими распылителями. Из-за этой особенности фреоны долгое время использовались в изготовлении аэрозолей. И так как, расширяясь, фреоны охлаждаются, они и сейчас очень широко используются в холодильной промышленности. Когда фреоны поднимаются в верхние слои атмосферы, от них под действием ультрафиолетового излучения отщепляется атом хлора, который начинает одну за другой превращать молекулы озона в кислород. Хлор может находиться в атмосфере до 120 лет, и за это время способен разрушить до 100 тысяч молекул озона. В 80-ых годах мировое сообщество начало принимать меры по сокращению производства фреонов. В сентябре 1987 года 23 ведущими странами мира была подписана конвенция, согласно которой, страны к 1999 году должны были снизить потребление фреонов в два раза. Уже найден практически не уступающий заменитель фреонов в аэрозолях – пропанбутановая смесь. Она почти не уступает фреонам по параметрам, единственным ее минусом является то, что она огнеопасна. Такие аэрозоли уже достаточно широко используются. Для холодильных установок дела обстоят несколько хуже. Лучшим заменителем фреонов сейчас является аммиак, однако он очень токсичен и все же значительно хуже их по физическим параметрам. Сейчас достигнуты неплохие результаты по поиску новых заменителей, но пока проблема окончательно не решена. 
 
Благодаря совместным усилиям мирового сообщества, за последние десятилетия производство фреонов сократилось более чем в два раза, но их использование все еще продолжается и по оценкам ученых, до стабилизации озонового слоя должно пройти еще как минимум 50 лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           Смог

 

 

 

Смог –  аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, это одно из главных проявлений состояния загрязнения воздуха в крупнейших мировых мегаполисах уже на протяжении многих веков. Образовано это слово было в результате «соединения» английских слов smoke (дым) и fog (туман). В настоящее время, основная причина возникновения смога – это взаимодействие продуктов сгорания ископаемого топлива в автомобильных двигателях и заводских выхлопов с солнечным светом, производящее вторичные загрязнители. Они, в свою очередь, также взаимодействуют с первично выбрасываемыми веществами. В результате всех процессов формируется фотохимический смог. Еще одной причиной возникновения смога традиционно является сжигание угля, в настоящее время уже немного потерявшей актуальность.

 

Фотохимический  смог

В результате взаимодействия солнечного света с оксидами азота и летучими органическими загрязнителями появляется приземный озон и взвешенные частицы (аэрозоли). Оксиды азота образуются при сгорании ископаемого топлива, когда азот с кислородом взаимодействуют при высоких температурах. Органические вещества выделяются в воздух при более широком спектре воздействий на окружающую среду. Фактически, с их эмиссией связан любой контакт органических химических субстанций любого типа с атмосферой: начиная от уже упомянутого сжигания ископаемого топлива, заканчивая распылением пестицидов или использовании органических материалов в строительстве и промышленности.

 

Смог наблюдается  обычно при слабой турбулентности (завихрение воздушных потоков)  воздуха, следовательно, при устойчивом распределении температуры воздуха по высоте, особенно при инверсиях температуры, при слабом ветре или штиле.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        Заключение

 

 

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. 
Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.