Реферат на тему:

Проблема техногенного перегрівання атмосфери

Загроза втрати стратосферного озону — не єдина екологічна тема засобів
масової інформації. Не менш популярною є проблема техногенного
підвищення середньої температури нижніх шарів атмосфери, яку подають як
«парниковий ефект, спричинений викидами вуглекислого газу». Та в цьому
твердженні присутні дві неточності.

1. У звичайному парнику (земля, накрита плівкою) нагрівання спричинене
припиненням плівкою конвекції — руху нагрітого від темного ґрунту
повітря вгору. «Парникові гази», відносний вплив яких на підвищення
температури поверхні Землі наведений у табл. 20, не гальмують конвекцію
у повітрі, але «примудряються» виконати роль плівки, впливаючи на явище
випромінювання Землею теплових хвиль у космос.

Таблиця 20 Вплив газів на підвищення температури поверхні Землі

Газ Частка, % t, °С Вплив людини на вміст газів

Водяна пара 62,0 20,6 Дуже малий

Вуглекислий газ 21,8 7,2 Середній

Приземний озон 7,2 2,4 Невеликий

Окис азоту 4,2 1,4 Невеликий

Метан 2,6 0,8 Великий

Інші гази 2 2 0,7 Середній/великий

Разом 100,0 +33,1

Поглинаючи довгохвильове (теплове) випромінювання суші й океанів, вони
сповільнюють їх охолодження, примушують нагрітися до вищої температура.
Тільки внаслідок цього додаткового нагрівання потік тепла крізь
атмосферу у космос зрівнюється з припливом енергії у формі сонячного
проміння з порівняно короткими хвилями.

Без цих газів теплова рівновага тіла Землі з довкіллям встановилася б аж
на позначці -33 °С проти сучасної середньої її температури. Щоб уявити,
що це означає, відніміть подумки від наявної температури ці тридцять три
градуси і ще кілька (бо вкрита кригою Земля охолодиться додатково через
зменшення її поглинальної здатності). Для території України вийде влітку
десь від -10 до -20°С, а взимку…

Отже, зазначені гази називають «парниковими», маючи на увазі їх участь у
встановленні середньої приземної температури на підвищеній позначці.

2. Основна неточність згаданої фрази полягає в тому, що це додаткове
нагрівання викликане не лише вуглекислим газом, а цілою групою, в якій
він займає не перше (хоч і «призове») місце.

То чи існує загроза глобального перегрівання Землі, танення всіх
льодовиків та інших нещасть з тієї причини, що людність порушила
рівновагу вуглецевого циклу, спалюючи мільярди тонн викопного палива?

На нашу думку, такої проблеми немає як на найближчі роки, так, мабуть, і
на найближчі десятиріччя. А от у віддаленішому майбутньому з нею
доведеться рахуватися. Цим проблема «парникового» ефекту» принципово
відрізняється від значно ближчої і абсолютно безсумнівної загрози
пошкодження озонового шару.

Можна назвати кілька причин цього відносного оптимізму:

• хоч, як зображено на рис. 25, вміст вуглекислого газу безперервно
підвищується і за століття його приріст перевищив 20 %, не можна
стверджувати, що тимчасові потепління 30-х і останніх десяти років
викликані виключно саме цим газом. Його вміст нині суттєво нижчий, ніж
під час тих великих потеплінь, що вивчені за допомогою зразків льоду із
свердловин у Гренландії і Антарктиді;

• обчислення нових значень середньої температури приземної атмосфери у
разі додаткового збільшення вмісту вуглекислого газу на 40-60-80 % не
можуть вважатися достовірними, бо для різних моделей погодного
взаємозв’язку вони відрізняються у 2-4 рази;

• неточним є не тільки температурний прогноз, а й передбачення зміщення
природних зон на поверхні Землі, бо обчислення змін в опадах ще менш
обґрунтовані. Досліди ж свідчать, що певне підвищення вмісту СО2
посилить фотоефект і підвищить продуктивність рослин.

Що ж стосується значного підвищення вмісту вуглекислого газу, метану та
інших сполук, що мають «парниковий» вплив на повітря, то воно
безсумнівно шкідливе, якщо відбудеться не за тисячі років, а за 20-30.
Немає сумнівів, що в разі подвоєння чи потроєння вмісту всіх цих газів
(окрім водяної пари) матимемо такі наслідки:

• підвищення середньої температури повітря і зміщення сприятливих для
зернових зон у полярному напрямі. Навіть в разі збереження рівня опадів
це зменшить врожаї, бо на цих широтах лежать не чорноземи, а бідні на
гумус підзоли, лісові і тундрові ґрунти;

• розшириться пояс пустель з усіма негативними наслідками цього явища;

• тропічна зона стане ще несприятливішою для проживання людей;

• розпочнеться поступове підвищення рівня Світового океану внаслідок
танення льодовиків Гренландії і Антарктиди. У віддаленій перспективі це
означає повне затоплення всіх дуже населених приморських рівнин і
необхідність переселення сотень мільйонів людей.

Отже, проблема «парникового» ефекту колись стане на порядку денному. У
прискоренні цього дуже зацікавлені захисники (і представники) тих видів
енергетики, що не викидають у повітря надто велику кількість
«парникових» газів. Особливо активно «тиснуть» на «парниковий важіль»
прихильники ядерної енергетики, настійно наголошуючи, що вона не додає в
атмосферу вуглекислого газу чи метану.

Не заперечуючи власне цього факту, зазначимо, що будь-яка (навіть
сонячна!) енергетика забруднює довкілля. Кожна країна, вибираючи спосіб
енергетичного забезпечення, повинна врахувати всі викиди та їх вплив на
довкілля, а не тільки «парникові» гази.

Про глобальне забруднення атмосфери

Хоч дані про загальні масштаби антропогенного забруднення атмосфери
досить суперечливі, та все ж можна з великою достовірністю стверджувати:

• оскільки добове виділення вуглекислого газу однією середньою земною
дорослою людиною близьке до 0,85 кг (див. табл. 5), то,

враховуючи і дітей, і стариків, вважатимемо, що забруднення атмосфери
диханням досягає 1,5 млрд т СО2 щороку. Якщо врахувати необхідні людству
свійські тварини, то, можливо, ця цифра збільшиться удвічі, але так і не
сягне однієї тонни на одну живу душу за рік;

• всі види промисловості, транспорт і енергетика виділяють СО2 у кілька
разів більше, ніж людство. Експерти вважають, що техногенні і побутові
викиди СО2 становлять 2-3 т у середньому на кожного землянина. Ця цифра
складається зі 100-200-300 кг, утворених вогнищами у бідних
сільськогосподарських країнах, сягаючи 10-20 т у високорозвинених і
промислових;

• значно шкідливіші для довкілля, хоч і менші за масою, викиди отруйних
чи хімічно шкідливіших газів типу монооксиду вуглецю СО, окисів сірки
SO2, SO3 і азоту NO2, кількасот органічних сполук, пилу і мікроаерозолю
з участю таких надотруйних металів, як кадмій, мідь, ртуть, цинк,
свинець, талій та чимало інших. Не всі країни повідомляють про обсяги
подібних викидів, частина цього просто не знає.

Певне уявлення про масштаби промислово-транспортних викидів в останні
роки існування Радянського Союзу дає рис. 27. Того року загалом було
викинуто трохи більше 60 млн т пилу, окислів і вуглеводнів, а також не
менше 2 млн т значно отруйніших специфічних забруднювачів типу
сірководню, свинцю, хлору тощо.

Для того щоб отримати загальний вплив людства на атмосферу, необхідно
помножити дані біля стовпчиків рис. 27 на множники від Здоб.

Рис 27 Обсяги промислових викидів в СРСР у 1989 р.

Приблизно така сама картина (відрізняються лише деталі класичного набору
забруднень) спостерігається в інших промислове розвинених країнах. Тому
можна стверджувати, що в них на одного жителя припадає викид в атмосферу
у середньому 100-500 кг шкідливих і надшкідливих сполук та елементів.
Ситуація у країнах, що розвиваються, тимчасово краща просто тому, що в
них не розвинені ні енергетика, ні транспорт.

Втім, ця перевага досить швидко зникає, бо міжнародні фірми, які
фактично є представниками розвинених країн, «тікають» від пресу
екологічних законів і норм у своїх країнах, споруджуючи заводи з
небезпечними для довкілля характеристиками на території бідніших
партнерів. Класичним прикладом є «контракт століття» з фірмою
«найближчого друга» В. Леніна американського бізнесмена А. Хам-мера, за
яким на території СРСР організовано виробництво шкідливих сполук
(аміаку), з вивезенням кінцевої продукції до США. Такі заводи на
території США давно заборонені зусиллями захисників довкілля.

Лишається тільки радіти тому, що досі в Одеському припортовому заводі (з
мережі споруд Хаммера) не сталося нещастя такого ж масштабу, як у
центральній Індії у місті Бхопал. Третього грудня 1984 р. уночі сталася
аварія на заводі відомої міжнародної фірми «Юніон Карбайд», що виробляв
пестициди на основі дуже отруйної сполуки (метилізоціанату). Порушення
технології призвело до викиду отруйної хмари газу, яка поступово стала
вкривати дедалі більшу територію міста. Сонні люди корчилися від болю,
не розуміючи, що трапилося і як рятуватися. Обпікалася поверхня
дихальних шляхів, навіть пошкоджувалася шкіра…

Офіційні дані про наслідки трагедії під кінець 1988 р. такі: від
отруєння і легеневих хвороб померло 3150 осіб, повних інвалідів — 20
000, потерпілих з довготривалими наслідками — понад 200 тисяч. Оскільки
на відшкодування судом було визначено суму 500 млн доларів США, то плата
за смерть ледь перевищила 1000 доларів, за невиліковну хворобу — трохи
більше 100.

І все ж усвідомлення того факту, що «далі так не можна», поступово
вкорінюється у щораз більшій кількості голів. Для розвинених країн
Заходу і Японії суворими вчителями стали ті катастрофи, які відбувалися
на їхній території.

Цих нещасть було на диво багато, «навчання» тривало довго. В одному
тільки Лондоні за кілька днів густого і холодного туману у

грудні 1952 p. чорний смог (сажа, сполуки азоту і сірки, які вивергали
заводи передмість, транспорт і навіть комини камінів з житлових
будинків) став причиною передчасної смерті від групи хвороб (насамперед
легеневих і серцевих) приблизно 4000 осіб. Подібні нещастя, хоч і менших
масштабів, траплялися на території США, Бельгії, Японії, Німеччини та
інших країн.

З часу цього нещастя слово «смог», що походить від поєднання англійських
smoke (дим, кіптява) і fog (густий туман), стало спочатку уживаним
терміном для позначення суміші крапель туману з сажею і сполуками сірки
й азоту (так званий індустріальний смог), а пізніше було поширене на всі
видимі забруднення повітря із завислим у ньому аерозолем.

Найширшого світового розголосу набули випадки фотохімічного смогу у
сонячні й тихі літні дні у вкрай загазованих великих містах
«благополучних» країн (Лос-Анджелесі, Токіо та ін.). Тут люди вперше «на
власній шкурі» (точніше, легенями й очима) відчули, що то за штука
«вторинні забруднювачі». Ядучою отрутою став озон, що утворився у
повітрі цих міст внаслідок цілого ланцюжка реакцій з участю сонячного
випромінювання та викидів з автомобільних двигунів. Саме від озону очі і
горло роздирали біль, і люди мріяли про вітер, який би зніс ядучий
ковпак смогу, що вкривав міста.

Навіть нині, хоч автомобілі використовують краще пальне і дають менше
викидів, 75 млн жителів великих міст США (хто частіше, хто рідше)
зазнають впливу надмірних концентрацій приземного техногенного озону. З
європейських міст «геопатогенною зоною» влітку періодично стає столиця
Греції, де почастішали випадки густих фотохімічних смогів.

Та ще ширшою і глибшою за наслідками була шкода довкіллю в розвинених
країнах від іншого вторинного забруднення, яке отримало назву «кислотні
дощі» (рис. 28). Нагадаємо, що утворенню опадів з підвищеною кислотністю
передує поява у повітрі окислів сірки і азоту (первинних забруднювачів).
Вважають, що цих сполук щороку викидається понад 160 млн тонн. Реагуючи
з газами повітря, вони утворюють сірчану і азотну кислоти, які
підкислюють краплі дощу.

Для прикладу наведемо ланцюг з двох реакцій, що веде до появи сірчаної
кислоти, основного агента кислотних дощів:

2 SO2 + О2 => 2 SO3 (6.1)

SO3 + Н2О => H2SO4 (6.2)

Рис. Спрощена схема утворення кислотних опадів

Власне, всі дощі світу з природних причин (досить згадати виверження
вулканів) мають невелику кислотність. Рослини «звикли» до такого стану
речей і навіть використовують сполуки азоту для свого росту (для
допитливих назвемо індекс кислотності «нормальних» дощів: рН > 6).

«Кислими» умовилися називати такі дощі, у яких природна концентрація
«кислого агента» (іонів водню Н+) перевищена у 10 і більше разів (індекс
кислотності 5,6 і нижче. Кожна одиничка додає один порядок збільшення
концентрації Н+). Утворення цих дощів часто відбувається на великій, до
2-3 тисяч кілометрів, відстані від зображених на рис. 28 джерел окислів
сірки й азоту.

Перелік шкоди від кислотних дощів надзвичайно довгий:

• ушкоджується листя та інші частини рослин. Дерева хворіють, «лисіють»
і швидко гинуть. Особливо страждають гірські ліси;

• змінюється хімічний склад ґрунту (вимиваються кальцій, калій і
магній), що є додатковим негативним фактором для рослин і ґрунтової
мікрофауни;

• порушуються ланцюги живлення в озерах, які стають синіми-синіми і…
мертвими;

• історичні пам’ятки з мармуру під час таких дощів буквально
розчиняються. Ще трохи, і можна було б почути шипіння хімічних реакцій;

• в окремих випадках кислотність дощів підвищувалася до такої міри, що
навіть пошкоджувалися дихальні шляхи тварин і людей.

Особливим активістом боротьби з кислими дощами стала свого часу Швеція.
Причиною було зникнення риби у віддалених від її власних промислових зон
озерах. Дослідження показало, що винними в цьому були викиди сполук
сірки в інших країнах: Англії, Бельгії і Німеччині. Така «хімічна
агресія», звичайно, дуже не сподобалася. Та так, що вивела з рівноваги
навіть незворушних в інших умовах шведів. Пригадавши досвід предків
(останню велику війну шведи вели, які відомо, під Полтавою), вони
розгорнули чималу активність в усіх існуючих міжнародних організаціях,
звернулися до міжнародних судових інстанцій.

Хоч Швеція і не дочекалася виплати фінансового відшкодування за зниклу з
озер і річок форель, та лишилася задоволеною тим, що розвинені
європейські країни спільно розпочали серйозну боротьбу з атмосферними
забрудненнями, зокрема зі смогами і кислими опадами.

Підсумок цих зусиль хоч і позитивний, але далекий від бажаного. У
розвинених капіталістичних країнах повітря справді стало чистішим,
інтенсивність кислотних дощів зменшилася. Порівняння забруднення повітря
в кількох великих містах наведено у табл.

Підвищення рівня забрудненості повітря спостерігається не лише в Пекіні.
Ще вищий він у великих містах решти країн, що розвиваються: Сан-Пауло,
Мехіко, Каїрі, Стамбулі, Тегерані, Карачі, Бомбеї, Калькутті, Манілі та
ін.

Описані процеси триватимуть і надалі. Двадцять найрозвиненіших країн
світу за останні 20 років зменшили щорічні викиди оксидів сірки з 65 до
40 млн тонн. Решта ж країн світу збільшила їх з 48 до 60 млн тонн.

Зміни рівня забруднення повітря окислами сірки у деяких великих містах

Місто (країна) Забруднення повітря у 1975 p., мкг/м3 Забруднення
відносно рівня 1975 р. = 100%

1980 р. 1985 р. 1990 р.

Париж (Франція) 115,0 77 47 38

Лондон (Англія) 116,0 60 36 34

Мілан (Італія) 224,0 82 36 23

Брюссель (Бельгія) 99,0 63 34 32

Франкфурт (ФРН) 90,2 78 57 27

Монреаль (Канада) 40,3 101 50 40

Нью-Йорк (США) 43,1 87 85 75

Токіо (Японія) 70,0 80 42 33

Пекін (Китай) 80,0 120 202 145

Однак можна стверджувати, що найпомітніші кроки зроблено саме у захисті
атмосфери, а не інших сфер Землі. Створена і постійно розширюється
всесвітня система стеження (моніторингу) за станом повітря майже у 200
місцях Землі. Вдосконалюється система вимірювань і підвищується
кількість речовин, які реєструються. Подекуди вже надійно визначають
вміст мікрозабруднень типу аерозолю з отруйними металами і біоактивних
органічних сполук.

І все-таки для всієї поверхні Землі і обсяг забруднень, і їх
різноманітність далі збільшуються.

Список використаної літератури

Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учеб, для вузов. — М.: ЮНИТИ,
1998.

Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй P. C. Основи екологічних знань. —
К.: Либідь, 2000.

Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй P. C. Основи загальної екології:
Підруч. — К.: Либідь, 1993.

Дерій С. І., Ілюха В. О. Екологія. — К.: Вид-во фітосоціолог. центру,
1998.

Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища:
Навч. посіб. — К.: Знання, 2000.

Екологія людини: Підруч. для вищ. навч. закл. / О. М. Микитюк, О. З.
Злотін, В. М. Бровдій та ін. — X.: Ранок, 1998.

Злобін Ю. А. Основи екології. — К.: Лібра, 1998.

КолотилоД. М. Екологія і соціологія: Навч. посіб. — К.: КНЕУ, 1999.

Крисаченко В. С. Людина і біосфера: основи екологічної антропології:
Підручник. — К.: Заповіт, 1998.

Кучерявий В. 77. Екологія. — Львів.: Світ, 2000.

Петров К. М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учеб.
пособие для вузов. — 2-е изд., стер. — СПб.: Химия, 1998.

Чернова Н. М., Былова А. М. Экология.— М.: Просвещение, 1988.

Чистик О. В. Экология: Учеб. пособие. — Минск.: «Новое знание», 2000.

Шилов П. А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. — М.: Высш.
шк., 1998.

Похожие записи