Экология

В этой работе отражены вопросы Геосферной оболочки земли, разрушения озонового слоя, нормирование качества окружающей среды. Данную работу защищал в 2014 году, защитил на оценку - хорошо. ...

5. Геосферные оболочки Земли. Атмосфера: определение, структура, газовый состав, роль в удержании теплоты……………...2

48. Разрушение озонового слоя. Причины разрушения озонового слоя и последствия для биоты и человека. Мероприятия по решению этой проблемы……………………………………………...…

65. Нормирование качества окружающей среды. Цель нормирования. Характеристика санитарно-гигиенических нормативов воздушной среды…………………………………………

Геосферные оболочки Земли. Атмосфера: определение, структура, газовый состав, роль в удержании теплоты.

Географическая оболочка — об¬ласть зарождения жизни на Земле, арена активной деятельности человеческого общества. Таким образом, я считаю рассматриваемую тему реферата актуальной.
Географическая оболочка – целостная и непрерывная оболочка Земли, включающая в себя нижнюю часть атмосферы, верхнюю – литосферы, всю гидросферу и всю биосферу. Между оболочками Земли происходит сложное взаимодействие, непрерывный обмен веществом и энергией. Так, в атмосферу поступают вода в результате ее испарения с поверхности океана и суши, твердые частицы, поднимаемые ветром с поверхности суши или поступаю¬щие в атмосферу во время извержения вулканов. Воздух и вода проникают в верхнюю часть литосферы. Разли чные твердые час¬тицы постоянно сносятся в водоемы, в водоемы поступают и газы из атмосферы. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы.

полностью не выполнено. Озоновая же дыра над Арктикой в 2011 г., по последним данным, составляет 2 млн км2. Но до конца не ясно; только ли за счет антропогенных факторов она появляется!Причины разрушения озонового слояВ 1970-е годы учёные предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разделения озона. А люди ежегодно пополняют состав атмосферы свободным хлором и прочими вредными веществами. Причём относительно небольшое их количество может наносить значительный ущерб озоновому экрану, причём это влияние будет продолжаться неопределённо долго, так как атомы хлора, например, покидают стратосферу очень медленно.Большая часть хлора, используемая на земле, например, для очистки воды, представлена его растворимыми в воде соединениями ионами. Следовательно, ни вымываются из атмосферы осадками задолго до того, как попасть в стратосферу. Хлорфторуглероды (ХФУ) очень летучи и нерастворимы в воде. Следовательно, они не вымываются из атмосферы и, продолжая распространяться в ней, достигают стратосферы. Там они могут разлагаться, высвобождая атомарный хлор, который собственно и разрушает озон. Таким образом, ХФУ наносят ущерб, выступая в роли переносчиков атомов хлора в стратосферу.Хлорфторуглероды относительно инертны химически, негорючи и ядовиты. Более того, будучи газами при комнатной температуре, они ожигаются при небольшом давлении в выделением тепла, а испаряясь, вновь его поглощают и охлаждаются. Эти свойства позволили применять их в следующих целях.1)Хлорфторуглероды используются практически во всех холодильниках, кондиционерах воздуха и тепловых насосах как хлорагенты. Поскольку эти приспособления рано или поздно ломаются и выбрасываются, содержащиеся в них ХФУ обычно попадают в атмосферу.2) Вторая важнейшая область их применения - производство пористых пластмасс. ХФУ подмешивают в жидкие пластмассы при повышенном давлении (они растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, они вспенивают пластмассу, как углекислый газ вспенивает содовую воду. И при этом улетучиваются в атмосферу.3)Третья основная область их применения - электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем, которая должна быть весьма тщательной. И опять же, хлорфторуглероды попадают в атмосферу. Наконец, в большинстве стран, кроме США их, до сих пор используют как носители в аэрозольных баллончиках, которые распыляют их в воздухе.Ряд промышленных стран (например, Япония) уже объявили об отказе от использования долгоживущих фреонов и переходе на короткоживущие, время жизни которых существенно меньше года. Однако в развивающихся странах такой переход (требующий обновления ряда областей промышленности и хозяйства) встречает понятные трудности, поэтому реально вряд ли можно ожидать полного прекращения в обозримые десятилетия выброса долгоживущих фреонов, а значит, и проблема сохранения озонового слоя будет стоять очень остро.В.Л.Сывороткин разработал альтернативную гипотезу, согласно которой озоновый слой уменьшается по естественным причинам. Известно, что цикл разрушения озона хлором не единственный. Существуют также азотный и водородный циклы разрушения озона. Именно водород - "главный газ Земли". Основные его запасы сосредоточены в ядре планеты и через систему глубинных разломов (рифтов) поступают в атмосферу. По примерным оценкам, природного водорода в десятки тысяч раз больше, чем хлора в техногенных фреонах. Однако решающим фактором в пользу водородной гипотезы Сывороткин В.Л. считает то, что очаги озоновых аномалий всегда располагаются над центрами водородной дегазации Земли.Разрушение озона происходит также из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, соединений азота, брома. Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые запуски космических ракет.Предполагается множество других причин ослабления озонового щита. Во-первых,- это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются.Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Во-вторых, самолеты, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он - один из составляющих фотохимического смога. В-третьих - окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.Очень важную роль в разрушении озона играет пар. Эта роль реализуется через молекулы гидроксила OH, которые рождаются из молекул воды и в конце превращаются в них. Поэтому от количества пара в стратосфере зависит скорость разрушения озона.Таким образом, причин разрушения озонового слоя немало, и несмотря на всю его важность, большинство их - это результат человеческой деятельности.На реальность экологической катастрофы указывает разрушение озонного слоя Земли. Сегодня озон беспокоит всех, даже тех, кто раньше не подозревал о существовании озонного слоя в атмосфере, а считал только, что запах озона является признаком свежего воздуха. В настоящее время назрела необходимость принять определённые обязательные для всех решения, которые позволили бы сохранить озонный слой. Но чтобы эти решения были правильными, нужна полная информация о тех факторах, которые изменяют количество озона в атмосфере Земли, а также о свойствах озона, о том, как именно он реагирует на эти факторы.Поскольку наиболее активный разрушитель озонового щита Земли - хлор, основные меры, разрабатываемые для сдерживания истощения озона, сводятся к снижению выбросов в атмосферу хлора и хлорсодержащих соединений, прежде всего фреонов. Одна из главных технологических задач, решения которых ищут во всех промышленно развитых странах, - замена фреонов на другие хладагенты, не содержащие хлора и вместе с тем не уступающие фреонам по основным физическим свойствам и химической инертности. Другая задача, уже практически решенная в ракетоносителе «Энергия», заключается в переводе ракетной техники и высотной реактивной авиации на экологически безопасные виды топлива и двигатели. Снижение выбросов оксидов азота наземными промышленными, энергетическими и транспортными системами имеет значение не только для снижения кислотности осадков и решения проблемы «кислых дождей». Окислы азота не полностью вымываются осадками, часть их достигает высот, на которых существует озоновый слой, и вносит свою лепту в его истощение. Хотя окислы азота, по сравнению с хлором, в 10 тысяч раз менее активны как разрушители озона, их выброс в атмосферу многократно превышает выброс хлора. Это повышает важность разработки двигателей, энергетических установок, котлов, новых видов топлива и способов его сжигания, которые сводили бы к минимуму образование и выброс в атмосферу окислов азота.Чтобы начать восстановление озонового слоя, нужно уменьшить доступ в атмосферу всех веществ, которые долго там хранятся и очень быстро уничтожают озон. Необходимо помочь природе включить процесс восстановления озонового слоя, нужно прекратить вырубать леса в огромных количествах, а вести посадки лесов. Ежегодно в приземный слой поступает примерно 1,6 миллиардов тонн озона. Время жизни молекулы озона в нижней части атмосферы значительно выше – более 100 суток, поскольку в приземном слое меньше интенсивность ультрафиолетового солнечного излучения, разрушающего озон. Обычно озона в тропосфере очень мало: в чистом свежем воздухе его концентрация составляет в среднем всего 0,016 мкг/л. Концентрация озона в воздухе зависит 19не только от высоты, но и от вида местности. Так, над океанами озона всегда больше, чем над сушей, так как там озон распадается медленнее. Измерения показали, что воздух у морского побережья содержит на 20% больше озона, чем в лесу в 2 км от берега. Интересен вопрос о содержании озона в воздухе хвойных лесов. Ни одно растение озон, конечно, не выделяет. Но растения, в основном хвойные, выделяют в воздух множество летучих органических соединений, в том числе ненасыщенных углеводородов класса терпенов (их много в скипидаре). Так, в жаркий день сосна выделяет в час 16 мкг терпенов на каждый грамм сухой массы хвои(рисунок 8). Терпены выделяют не только хвойные, но и некоторые лиственные деревья, среди которых – тополь и эвкалипт. А некоторые тропические деревья способны выделить в час 45 мкг терпенов. В результате в сутки один гектар хвойного леса может выделить до 4 кг органических веществ, лиственного – около 2 кг.Покрытая лесом площадь Земли составляет миллионы гектаров, и все они выделяют в год сотни тысяч тонн различных углеводородов, в том числе и терпенов. А углеводороды, как это было показано на примере метана, под действием солнечной радиации и в присутствии других примесей способствуют образованию озона.Для решения проблемы восстановления озонового слоя необходимо:1. Проведение научных конференций по проблемам сохранения озонового слоя.2. Создание Международного фонда сохранения озонового слоя.3. Создание различных организаций по охране озонового слоя.4. Введение государственного контроля над изготовлением, продажей, и применением наиболее опасных для озона веществ (фреоны, бромсодержащие соединения и др.), а так же осуществление санкций за их нарушение правоохранительными органами.5. Переход на экологически чистую энергетику.6. Расширение экспериментальных исследований по проблеме сохранения озонового слоя; сбор и обобщение достоверной информации об уровне производства и использования озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции в промышленной и бытовой сферах, о потребностях в них озонозависимых отраслей экономики.7. Проведение Международных телемостов на тему предотвращения экологической катастрофы и сохранения озонового слоя с участием ведущих ученых, политических, религиозных и общественных деятелей.8. Организация государственных комитетов для выработки стратегии выживания человечества в экстремальных условиях.Мне хочется верить в то, что глубокое осознание грозящей человечеству опасности подвигнет правительство всех стран на принятие необходимых мер по уменьшению выбросов вредных для озона веществ.Вывод:Возможности воздействия человека на природу постоянно растут и уже достигли такого уровня, когда возможно нанести биосфере непоправимый ущерб. Уже не в первый раз вещество, которое долгое время считалось совершенно безобидным, оказывается на самом деле крайне опасным. Лет двадцать назад вряд ли кто-нибудь мог предположить что обычный аэрозольный баллончик может представлять серьезную угрозу для планеты в целом. К несчастью, далеко не всегда удается вовремя предсказать, как то или иное соединение будет воздействовать на биосферу. Однако в случае с ХФУ такая возможность была: все химические реакции, описывающие процесс разрушения озона ХФУ крайне просты и известны довольно давно. Но даже после того, как проблема ХФУ была в 1974 г. сформулирована, единственнной страной, принявшей какие-либо меры по сокращению производства ХФУ были США и меры эти были совершенно недостаточны.Потребовалась достаточно серьезная демонстрация опасности ХФУ для того, чтобы были приняты серьезные меры в мировом масштабе. Следует заметить, что даже после обнаружения озонной дыры, ратифицирование Монреальской конвенции одно время находилось под угрозой. Быть может, проблема ХФУ научит с большим вниманием и опаской относиться ко всем веществам, попадающим в биосферу в результате деятельности человечества.Нам нужно все знать о мире, который нас окружает. И, занеся ногу для очередного шага, следует внимательно посмотреть, куда наступишь. Пропасти и топкие болота роковых ошибок уже не прощают человечеству бездумной жизни. Список литературы1. Никитин Д.П., Новяков Ю.В. Окружающая среда и человек.Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1980 г..2. Отклик. Выпуск 8 / Сост. Л. Егорова – М.: Молодая гвардия,1990 г.3. Реймерс Н.Ф. «Экология (тория, законы, правила, принципы и гипотезы). – М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 г.4. Петров С.П. Почему меняется климат Земли.5. Интервью с В. Павловым. /Краевая независимая газета «Свободный курс» г. Барнаул, 13.09.986. Global Environmental Facility (russian): сохранение озонового слоя.7. Ко дню защиты озонового слоя. Самарский виртуальный центр экологической информации. По материалам специального выпуска газеты «Экоинформ».1998 г.8. Миронов Л.В. Разрушение озонного слоя земли хлорфторуглеводородами.1998г.9. Виктория Кузьмина. Как поживает озоновая дыра?. «Комсомольская правда» от 14.10.99 г.65. Нормирование качества окружающей среды. Цель нормирования. Характеристика санитарно-гигиенических нормативов воздушной среды.Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей среды. Этот термин означает установление нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий человека на окружающую среду.Соблюдение экологических нормативов, т. е. нормативов, которые определяют качество окружающей среды, обеспечивает:• экологическую безопасность населения;• сохранение генетического фонда человека, растений и животных;• рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития.Чем меньше пороговая величина экологических нормативов, тем выше качество окружающей среды. Однако более высокое качество требует, соответственно, больших затрат, эффективных технологий и высокочувствительных средств контроля. Поэтому нормативы качества окружающей среды по мере подъема уровня развития общества имеют тенденцию к ужесточению.Основные экологические нормативы качества и воздействия на окружающую среду:• санитарно-гигиенические:- предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК);- допустимый уровень физических воздействий (шума, вибрации, излучений и др.);• производственно-хозяйственные:- допустимый выброс вредных веществ;- допустимое изъятие компонентов природной среды;- допустимый сброс вредных веществ;- норматив образования отходов производства и потребления;- допустимая антропогенная нагрузка на окружающую среду;- экологическая емкость территории.Предельно допустимые концентрации (ПДК) - это такие концентрации вредного вещества в почве, воздушной и водной среде, которые не оказывают негативного воздействия на здоровье человека и его потомство. В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнения на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнений на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.В настоящее время в нашей стране действует более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв.ПДК устанавливаются на основании комплексных исследований и постоянно контролируются органами гидрометеорологической службы Госкомсанэпиднадзора.ПДК не остаются постоянными, их периодически пересматривают и уточняют. После утверждения норматив становится юридически обязательным.Для нормирования содержания вредного вещества в атмосферном воздухе установлены два норматива - разовый и среднесуточный ПДК. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м. р.) - это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин. рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др).Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с. с.) - это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом воздействии.Под предельно допустимой концентрацией вредного вещества в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающую способность почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека. Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. ПДК загрязняющих веществ устанавливаются отдельно для питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов.Требования к качеству воды в водоемах, используемых для рыбохозяйственных целей, специфичны и в большинстве случаев более жестки, чем таковые для водных объектов хозяйственно-бытового назначения. Так, рыбохозяйственные ПДК ряда моющих веществ в три раза ниже санитарных норм, нефтепродуктов - в шесть раз, а тяжелых металлов (цинка) - даже в сто раз. Объяснить это ужесточение требованй к качеству воды в рыбохозяйственных водоемах нетрудно, если вспомнить, что при переходе вредных веществ по пищевой (трофической) цепи происходит их биологическое накопление до опасных для жизни количеств.Допустимый уровень радиационного воздействия на окружающую среду - это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. Определяется он на основании норм радиационной безопасности (НРБ-76/87), основных санитарных правил (ОСП-72/87) и санитарных норм проектирования СН-254-71.Установлены также допустимые уровни воздействия шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий.Допустимый выброс, или сброс, - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу или сброшено в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.Нормативами установлено, что если в воздухе городов или других населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения допустимых выбросов по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК. При этом могут быть установлены временно согласованные выбросы (ВСВ) на уровне выбросов предприятий с наиболее совершенной или аналогичной ей технологией.К началу 1988 г. в бывшем СССР были установлены допустимые выбросы более чем для 20 тыс. предприятий. В настоящее время в России на нормативах допустимых выбросов работают лишь 15-20% загрязняющих производств, на ВСВ (временно согласованных выбросах вредных веществ) - 40-50%, а остальные загрязняют среду на основе лимитных выбросов и сбросов, которые определяют по фактическому выбросу на определенном отрезке времени.Основным комплексным нормативом качества окружающей среды является предельно допустимая норма антропогенной нагрузки.Допустимые нормы нагрузки на природную среду - это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем. Для оценки общей устойчивости экосистем к антропогенным воздействиям используют следующие показатели:1) запасы живого и мертвого органического вещества;2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова и3) видовое и структурное разнообразие.Ученые-экологи установили, что стабильность среды обитания не только растительности, но и животного мира, а в конечном счете и человека определяется в первую очередь массой живого органического вещества и его основной части - фитомассы (древесина, травянистая растительность и др.). Чем значительнее эта масса, тем стабильнее среда. Главенствующее значение при этом имеют фотосинтезирующие организмы, так как они являются основным источником биомассы, а также определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в значительной мере состав атмосферного воздуха.