Лекции по "Безопасности жизнедеятельности"

Биоресурсы

За историческое время существования чесовека уничтожено 38% лесов, причем более половины за последние 150 лет. Сокращение площади лесов идет со скоростью около 200 тыс.кв.км. в год. Суммарное потребление древесины в мире составляет 5 млрд. тонн сухого вещества растительной массы или 7% готовой биопродукции  всех лесов. Больше половины этого объема приходится на тропические леса Азии, Африки и Латинской Америки, где до 80% древесной массы используется в качестве топлива – превращается в дым. Глобальное сокращение лесов в 18 раз опережает их восстановление. Сокращение площади лесов влечет следующие негативные экологические последствия:

• Сокращается биомасса и глобальный ресурс фотосинтеза, это ослабляет газовую функцию биосферы, ее способность регулировать состав атмосферы («больные легкие»).
• Ослабление средорегулирующей функции лесов делает климат неустойчивым  (учащение наводнений, селей и засух).
• Происходит исчезновение многих биоценозов, уменьшение биологического разнообразия. Влажные тропические леса занимают 7% суши, однако на них приходится 2\3 всех видов растений и животных (более 80% насекомых), многие из которых еще не изучены. Биологическое разнообразие – это важный ресурс техносферы. Генотипы животных, растений, микроорганизмов используются в сельском хозяйстве, медицине, биологической промышленности. В настоящее время зарегистрировано 1,75 млн. видов. Из-за  деградации природной среды биосфера теряет ежегодно 10-15 тысяч биологических видов, преимущественно низших форм. В последней Красной книге Всемирного союза охраны природы показано, что около 24% видов млекопитающих и 12% видов птиц в настоящее время находятся на гране исчезновения.

   Использование дикой земной фауны сейчас незначительно. В процессе вылова водных биоресурсов  ущерб наносится более 70% мировых  эксплутационных запасов промысловых  рыб. Треть улова идет в отходы. Ущерб наносится техногенным  загрязнением нерестилищ, путей миграции, акваторий.

Энергоресурсы.

Общее потребление энергии техносферой характеризуется следующей структурой:

Нефть – 34,5%

Уголь – 25%

Газ –  19,3%

Гидроэнергия - 6,3%

Ядерная энергия – 8,7%

Остальное (древесина, торф) – 6,2%

При современном  потреблении природных ископаемых в мире, нефти хватит на 35 лет, угля – 200. Суммарный КПД энергетики техносферы – 30%. 

Б)Техногенное загрязнение среды

Загрязнение принципиально не отличается от прямого  изъятия ресурсов.

Загрязнение – более или менее обратимое изъятие какой либо части окружающей среды (чистой воды, воздуха, земли, продуктов питания) и в связи с этим лишения какой-то части здоровья и благополучия людей.

Источником  большинства загрязнений являются термохимические процессы в энергетике – сжигание топлив, а также связанные с ним термические и химические процессы и утечки, определяющие эмиссию углекислого газа, паров воды и теплоты. Указанные процессы обуславливают до 85% химического загрязнения атмосферы, до 35% наиболее токсичного загрязнения поверхности земли и вод. Наибольший вклад вносят теплоэнергетика и транспорт, которые выбрасывают в год около 800 млн.тонн различных загрязнителей. Автомобили выбрасывают в год 340 млн.тонн загрязнителей. На 1 кг сжигаемого бензина идет 13,5 кг воздуха и выброс 270 г загрязнителей.

     Благодаря снижению токсичности выбросов в  Европе и Северной Америке уровень  не изменился за последние 20-25 лет, несмотря на то, что мощность энергетики увеличилась  на 35%.

Оценка  глобального загрязнения

• Атмосфера – около 1 млрд тонн вредных веществ (без СО2)
• Гидросфера – 14 млрд тонн
• Поверхность Земли – 85-90 млрд тонн

На одного жителя планеты приходится 22 тонны  всех техногенных эмиссий в год. Большинство отходов химически инертна (отвалы пород, золо и шлакоотвалы). Химически опасное загрязнение составляет около 1 кг на каждого жителя Земли в год.

Загрязнение атмосферы и проблемы устойчивости климата.

      Техногенные выбросы в воздушную среду  включают 10 000 различных соединений. Общая масса выбросов - около 800 млн. тонн, в России – 36 млн.тонн. Наиболее распространенные «многотоннажные» загрязнители немногочисленны (см. нижеприведенную таблицу). 

  Выбросы в атмосферу  наиболее распространенных загрязнителей

  (5 главных загрязнителей мира), млн.тонн в год

*Надо отметить, что за счет снижения объемов производства в России эмиссия аэрополлютантов по стационарным источникам загрязнения уменьшилась с 28,65 млн.тонн до 15,76 млн.тонн (т.е. на 45%). 

Основные экологические угрозы вследствие загрязнения:

1. Кислотные дожди
2. «Озоновые дыры»
3. Парниковый эффект

1. Кислотные дожди

Атмосферным загрязнителем номер один считают  диоксид серы. Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд. Растут выбросы окислов азота, образующихся при окислении атмосферного азота. В результате вторичных реакций в атмосфере, в которых участвуют кислород и пары воды, образуются сильные кислоты серная и азотная. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к образованию «кислотного тумана» и выпадению кислотных дождей. рН (отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов) осадков снижается на 2-2,5 единицы, т.е вместо нормальных 5,6-5,7 до 3,2-3,7. Вода становится в 1000 раз кислее. На Урале и районе Норильска огромные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за сернистых выбросов Норильского комбината. За последние 15 лет в Западной Европе и США в результате мер по охране атмосферы и новых технологий выбросы уменьшились на 70%.

2. «Озоновые дыры»

Благодаря небольшому количеству озона (О3) на высоте около 50 км (толщина слоя от 0,23 до 52см) все живое на нашей планете защищено от ультрафиолетового излучения. В начале 80-х годов 20 века появились сообщения о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. Озоновая дыра над Антарктидой имела площадь более чем 28 млн. кв.км (вдвое больше площади самой Антарктиды), при этом содержание озона уменьшилось почти на 50%. Блуждающие озоновые дыры меньшие по размеру и с меньшим снижением озона стали наблюдаться  в районах стойких антициклонов – над Гренландией, Северной Канадой и Якутией. Средняя скорость глобального уменьшения озона в стратосфере оценена в 0,6-0,7% в год. Истощение озонового слоя чрезвычайно опасно:

• избыточное коротковолновое ультрафиолетовое излучение вызывает ряд опасных заболеваний – рак кожи, катаракту, иммунодефицит
• чувствительный фито-зоо планктон снизит свою продуктивность, нарушится питание рыб, уменьшится их количество
• наземные растения будут хуже развиваться, уменьшится их урожайность.

Еще в 1974 году было обнаружено, что озон быстро разрушается под влиянием ионов  хлора, образующихся в стратосфере  при распаде заносимых туда молекул  хлорфторуглеводородов (ХФВ). В 1985 году 28 стран заключили Венскую конвенцию по охране озонового слоя, а в 1987 году 46 стран приняли Монреальский протокол о веществах, разрушающих озоновый слой (сейчас их ратифицировали 180 стран).

3.Парниковый  эффект и изменение климата

На протяжении последних 100 лет происходит повышение  среднеглобальной приземной температуры. Сейчас она – 14,7*С или 15,3*С (исключая экстремальные полярные зоны). Среднегодовая разница между экватором и Северным полюсом 42*С, Южным – 55*С. Поэтому совсем небольшие колебания средней могут соответствовать очень резким перепадам температур на отдельных территориях. За последние 50 лет средняя температура повысилась на 0,6*С, валовое увеличение тепловой энергии очень велико 3000 ЭДж. Ведущим фактором глобального потепления считают уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности земли, т.е. усиление парникового эффекта. Он создается наличием в атмосфере так называемых парниковых газов:

• паров воды,
• углекислого газа,
• окислов азота,
• метана,
• хлорфторуглеводородов.

   За  последние 100 лет концентрация СО2 выросла  на 31%. Казалось бы, при высокой замкнутости биосферного круговорота углерода, его избыточность могла улучшить углеродное питание растений и их продуктивность. Однако из-за снижения ассимиляционного потенциала земной флоры (сокращение лесов, загрязнение суши и океанов) буферные системы океанов и биоты не справляются с регулированием потоков углекислого газа.

   В России среднегодовая температура  за 100 лет повысилась на 0,66*С. Максимально теплым был 1998 год. В последние 30 лет заметна тенденция к уменьшению осадков. Последствия изменения климата для России (повышение температуры на 2-3*)– деструкция мерзлых грунтов и разрушение сооружений и коммуникаций в зоне вечной мерзлоты.

      По  оценкам экспертов Всемирной  метеорологической службы, при существующем уровне выбросов парниковых газов средняя  глобальная температура в следующем  столетии будет повышаться со скоростью 0,25*С за 10 лет. К концу 21 века ее рост может составить от 1,5 до 4 *С. Глобальное потепление вызовет перераспределение осадков на планете. Уровень Мирового океана за счет таяния льдов может повыситься к 2050 году на 30-40см, а к концу века на 60-100см. Это создает угрозу затопления значительных прибрежных территорий. 

Загрязнение гидросферы

Главные источники загрязнения:

• Сточные воды промышленных предприятий
• Сточные воды коммунального хозяйства городов
• Сельскохозяйственные стоки
• Атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоемов
• Ливневые стоки и талые воды