Човекът се надява на научно-технически прогрес, който ще реши всички екологични проблеми наведнъж. Напразно, защото не фабриките и комбинатите унищожават природата, а хората, които работят за тях. И не от злонамереност, разбира се, а от екологично невежество, от увереност, че природата няма да намалее, че нейните складове са бездънни, горите са безкрайни. Междувременно всички природни ресурси са изчерпаеми, с изключение може би на един - човешкият ум. Има надежда за него. Все още има време да се предотврати бедствието. И трябва да започнете от себе си!
За шеста поредна година членовете на екологичния кръг на средно училище № 10 в Каменск-Шахтински (с почти 100 000 жители) на Ростовска област провеждат наблюдения и елементарни екологични изследвания на родната си земя, резултатите от които са успешни представени на градски, регионални и общоруски екологични конференции.
Южното селище, в което се намира нашето училище № 10, граничи с южните покрайнини на град Каменск-Шахтински. Нашият град се пресича не само от федералната магистрала и железопътната линия, свързваща южната част на Русия с центъра, но и от много регионални и областни пътища. Регионалната магистрала "Каменск-Донецк" минава директно през нашето село.
Отивайки на походи и екскурзии, забелязахме, че короните на дървета от един и същи вид се различават значително не само по размер, но и по размера на листата, количеството на растеж на младите издънки, общото състояние на дърветата - в зависимост от зоната на селото, където растат. Формулирахме хипотеза, с която се опитахме да обясним нашите наблюдения: може би дърветата имат различна възраст; и е възможно именно изгорелите газове на автомобилите да замърсяват атмосферния въздух толкова много, че това да повлияе на живота на растенията.
През 2005 г. млади еколози от училище № 10 оцениха състоянието на въздушната среда в микрорайона на училището в село Южни, използвайки биоиндикаторен метод, според киселинността на валежите, съдържанието на прах във въздуха и натоварването на трафика.
Целите на нашата работа:
1. Определете степента на антропогенно въздействие върху атмосферния въздух в различни екологични зони на училищния микрорайон.
2. Насочване на общественото внимание към проблема със замърсяването на въздуха от моторни превозни средства.
Основните задачи на работата:
1. Научете елементарни методи за екологично изследване на състоянието на атмосферния въздух.
2. Извършете предварителна оценка на състоянието на атмосферния въздух, за да прогнозирате отрицателните последици от антропогенното въздействие върху околен свят.
3. Въоръжете се със знания за причините за промените в околната среда, последствията от тази промяна и възможните начини за отстраняване на нарушенията на екологичните показатели.
4. Оценете количеството на редица замърсители, изпуснати в околната среда с отработените газове на автомобила.
5. Проектиране и стартиране на изпълнението на практическия проект Зеленострой.
По време на изследването са използвани следните методи:
1. Теоретичен метод: съпоставка и анализ на научна и научно-популярна литература.
2. Практически методи:
Метод за мониторинг и оценка на текущото състояние на екосистемата;
Биологични методи – биоиндикация и биотестиране;
Статистическа обработка на получените резултати;
В събирането на данни за тази работа участваха не само членове на екологичния кръг, но и деца, които се интересуват от биология, екология, химия, география, информатика и математика. Този подход към изучаването на природните процеси ни доведе до високо качествоусвояване на учебен материал по съответните дисциплини, формира силен интерес към проблемите на околната среда. Със сигурност може да се каже, че придобитите екологични знания ще определят "екологичната чистота" на решенията, които вземаме в бъдещия живот.
1. Методика за оценка на състоянието на въздушната атмосфера в различни райони на града.
Ролята на атмосферата в природните процеси е голяма. Наличието на атмосферата около земното кълбо определя общия топлинен режим на повърхността на нашата планета, предпазва я от вредното космическо и ултравиолетово лъчение. Атмосферната циркулация влияе местно климатични условия, а чрез тях - върху режима на реките, почвената и растителната покривка и върху процесите на релефообразуване.
Чистият въздух е от съществено значение за живота на хората, растенията и животните. Замърсяването на атмосферата има отрицателно въздействие върху живите организми, което води до намаляване на броя на видовото разнообразие на животните и растенията и заболеваемостта на хората.
1. Методика за изчисляване на емисиите на замърсители от МПС.
Оборудване: бележник, химикал, калкулатор.
За отчитане на автомобилните потоци в прилежащия към училището квартал е изготвена карта на всички улици, по които е разрешено движението. След това се избират няколко улици с незначителен, среден и интензивен трафик. На всяка избрана улица са предвидени една или повече площадки за наблюдение. Желателно е те да са разположени далеч от кръстовища и транспортни спирки, да са удобни и безопасни за наблюдателите. За всяка цел са необходими двама наблюдатели: единият отчита колите, които се движат от центъра към покрайнините, а вторият - от периферията към центъра. Ученикът отбелязва всяка преминаваща кола с точка в съответната колона на регистрационната таблица.
Таблица 1. 1
Регистрация на МПС на тази улица.
Тип превозно средство Група Брой единици
Камион, с бензинов двигател М1
Карго, с дизелов двигателМ 2
Товар, на сгъстен газ М 3
Бус с бензинов двигател М4
Автобус с дизелов двигател М 5
Автомобили М 6
Индивидуален пътник M 7
Точното определяне на концентрациите на замърсители във въздуха изисква специални умения, оборудване за пробовземане и анализ, реактиви. Подробно, за специалистите, процедурата за изчисляване на емисиите CH, CO, NO е описана в методически препоръкиотносно изчисляването на емисиите на замърсители от автомобилния транспорт (1985 г.). Учениците имат достъп до груба оценка на въздействието на автомобилния транспорт върху качеството на въздуха в дадено населено място.
Експериментално е установено, че масата на емитирания замърсител зависи от вида на превозното средство (камион, лек автомобил, автобус), марката на двигателя, вида на горивото, както и от техническото състояние на превозното средство. По този начин, тъй като различните автомобили отделят различно количество замърсители, емисиите се изчисляват за всеки тип автомобил поотделно по формулата:
M (I, j) =m (I, j)*k (I, j)*r (I, j),
Където M(I, j) е масата на j-тия замърсител (например CO), изхвърлен от една кола на един километър от пътя (лесно е да се определи емисията на замърсител от всички автомобили от този тип, като се умножи M (I, j) по броя на колите) ; m (I, j) - специфична емисия (брой грамове на 1 km пробег) на j-тия замърсител от автомобил от I-ти тип, установен експериментално; r (I, j) е коефициентът на влияние на средната възраст на автомобила от I-ти тип върху емисиите на j-тия замърсител; k (I, j) - коефициентът на влияние на техническото състояние на автомобила от I-ти тип върху емисиите на j-тия замърсител.
Тъй като различните видове автомобили отделят различни количества вещества, е необходимо да се изчисляват емисиите за всеки тип автомобили поотделно.
Идентифицирани са следните групи:
M 1 - камиони с бензинов двигател;
М 2 - камиони с дизелов двигател;
M 3 - камиони, работещи на сгъстен газ;
М 4 - автобуси с бензинови двигатели;
М 5 - автобуси с дизелови двигатели;
M 6 - леки автомобили;
М 7 - автомобили, индивидуални автомобили.
Стойностите на специфичните емисии на CH, CO, NO от моторни превозни средства, както и стойностите на коефициентите на влияние на средната възраст на превозните средства и тяхното техническо състояние върху емисиите на замърсители от моторните превозни средства.
Таблица 1.2
Специфични емисии на замърсители от автомобилния транспорт m (I, j), g/kg
Група машини CH CO NO
М 1 12,0 55,5 6,8
М 2 6,4 15,0 8,5
M 3 7,5 25,0 7,5
М 4 9,6 51,5 6,4
М 5 6,4 15,0 8,5
М 6 1,6 16,1 2,2
M 7 1,7 16,1 2,1
Таблица 1.3
Коефициенти на влияние на средната възраст на автомобилите r (I, j) и тяхното техническо състояние k (I, j) върху емисиите на замърсители.
Група машини CH CO NO
r (I, j) k (I, j) r (I, j) k (I, j) r (I, j) k (I, j)
M 1 1,2 1,9 1,3 1,7 1,0 0,8
M 2 1,2 1,2 1,3 1,8 2,0 1,0
M 3 - - - - - -
M 4 1,2 1,9 1,3 1,7 1,0 0,8
M 5 1,7 2,0 1,3 1,8 1,0 1,0
M 6 1,7 1,8 1,3 1,6 1,0 0,9
M 7 1,7 1,8 1,3 1,6 1,0 0,9
Защото без да използвате технически средстваневъзможно е да се определи състоянието на автомобилите, при изчисленията е допустимо да се приеме, че 50% от автомобилите са в задоволително състояние, а 50% са в незадоволително състояние.
Чрез определяне на интензитета на потока в няколко участъка от изследваната зона и извършване на изчисленията с помощта на горната формула е възможно да се сравни интензитетът на емисиите в различни улици.
1. 2. Метод за определяне на променливостта на листната площ на дървесни растения при различни условия на околната среда.
Оборудване: лист бяла хартия, ножица, технически везни с теглилки, линийка, писалка, молив, микрокалкулатор.
Всички метамерни растителни органи реагират на замърсяване на околната среда или абиотични фактори. Процесите на растеж в растенията включват много подпроцеси и всъщност са сумативни. Растенията са обект на много голяма променливост (особено размерът на листата) и диапазонът на степента на отговор е много широк. По този начин размерът на листата може значително да се увеличи след резитба на дървета, тъй като притокът на пластични вещества и фитохормони от кореновата система се разпределя към листата, останали след резитбата, и също така стимулира събуждането на спящи пъпки. В същото време размерът на листата може да бъде значително намален в резултат на продължителна пролетна суша. В тази връзка при биоиндициране на замърсяване на сухоземни екосистеми за научни цели е необходимо изключване на тези опции, а при вземане на листа трябва да се използва голяма проба (60-100 проби). В санитарните зони на предприятията, в уличните насаждения, в повечето случаи размерът на листата е намален в сравнение с по-чиста крайградска зона. Има няколко начина за измерване на площта на листата. Модификация на тегловния метод е разработката на Dorogan L.V. (1994), където първо се определя коефициентът на преобразуване за дървесен вид и след това, чрез измерване на дължината и ширината на листа, се правят масивни изчисления на площта на листата. Това значително ускорява работата с големи проби.
По време на обиколка на града (по-разумно е да се проведе в самото начало на септември) учениците изрязват 100 листа от един дървесен вид (топола), растящ в различни условия на околната среда, поставят ги в торби и след това ги изсушават между листове вестникарска хартия в лабораторни условия. Това дава възможност за работа в зимен период. Коефициентът на преобразуване се основава на сравняване на теглото на квадрат хартия с теглото на лист със същата дължина и ширина. За да направите това, вземете хартия (за предпочитане в кутия) и очертайте квадрат, равен на дължината и ширината на листа, след което внимателно очертайте очертанията му.
Площта на квадрат от хартия се изчислява, изрязва и претегля. От получените данни коефициентът на преобразуване се изчислява по формули 1 и 2:
1) K=Sl / Sq.
2) S \u003d (P l Sq.) / Pkv.
K - коефициент на преобразуване,
S - площ на листа (l) или хартиен квадрат (sq.),
P е масата на квадрат хартия или лист.
Изчисляването на коефициента се основава на измерването на 7-8 листа. В същото изчисление тя се задава отделно за всеки тип растение. Приблизително е равно на -0,64 за бреза; за ябълка-0,71-0,72 за топола -0,60-0,66. След това измерете дължината (A) и ширината (B) на всеки лист и умножете по коефициента на преобразуване (K):
Ние получаваме редица стойности на променливостта на листната площ за всеки дървесен вид при различни условия на околната среда. За всеки ред се изчисляват средните аритметични стойности и се сравняват една с друга.
В случай на голяма извадка, вариационни криви за поява на листа от определена област в различни условияоколен свят.
В същото време всички редове по площ на листата се разделят на класове от най-малкото листо до най-голямото, със същата стъпка между класовете. Съответно за всеки клас се определя появата.
Сравняват се кривите, правят се изводи за разликите в изменчивостта на листната площ в зависимост от условията на средата. Задайте разликата в диапазона на вариация за малки и големи листа.
2. Резултатите от оценката на състоянието на атмосферния въздух в училищния микрорайон.
2. 1 Двойното значение на използването на превозни средства: необходимостта от движение на стоки и в същото време сериозна екологична опасност за околната среда.
Транспортът - най-важната сфера на материалното производство - свързва регионите в една обща система на икономическа дейност. Колкото по-интензивни са производствените процеси в района, толкова по-силно е въздействието на човека върху природата, включително и чрез превозните средства, в района. Общото, регионалното и локалното състояние на околната среда зависи от характера на обмяната на веществата между човека и природата. Най-важният проводник на веществата в този процес е транспортът и тази роля на транспорта нараства навсякъде. Дейността на транспорта стана доста сравнима с естествените процеси на движение на веществата.
Дете на цивилизацията, чудо на 20 век, троянски кон на технологичния прогрес Щом не наричат модерна кола! Тези имена отразяват не само възхищението от успехите на автомобилната индустрия, но и нарастващите страхове относно възможните отрицателни последици за околната среда, причинени от тези успехи. Бърз, компактен, издръжлив, независим, удобен, незаменим автомобил се превърна в неразделна част от ежедневието. модерен човек. Автомобилът е химически реактор, в който топлинната енергия се преобразува чрез редокс реакция в механична енергия, която върти колелата.
Автомобилът представлява сериозна химическа опасност за природата, за хората, ако не се научите как да управлявате екологично компетентно химическите процеси, протичащи в неговия двигател.
Въздействието на изгорелите газове на превозните средства върху живите организми е както следва:
1. Максималната енергийна производителност на двигателя се постига в условия на излишък на гориво, но поради липсата на кислород във въздуха част от въглехидратите на бензина не се окисляват напълно, което води до образуване на сажди и въглероден оксид CO, което има вредно въздействие върху човешкото здраве дори при ниски концентрации поради по-активно взаимодействие с кръвния хемоглобин в сравнение с кислорода.
2. Бензинът съдържа различни въглеводороди. Те навлизат в атмосферата чрез изпарение. Продукт от непълно изгаряне на гориво, взаимодействащо с азотен оксид, смогът е мъгла, вредна за хората.
3. При условия на високи температури, развити в цилиндъра на двигателя, азотът се окислява от атмосферния кислород до азотен оксид (2) NO, което причинява обща слабост, световъртеж и гадене.
5. При изгаряне на бензин в условия на липса на кислород и високи температури се образуват брохиатни въглехидрати, които имат канцерогенни свойства, особено 3,4 - бензпирен.
6. На етапа на запалване на горивото и още повече при стартиране на двигателя или работа без натоварване, т.е. при условия на излишък на кислород, се синтезират алдехиди, които имат наркотичен ефект върху централната система.
7. За да се елиминира предварителното запалване на сместа въздух-бензин, към бензина се добавят антидетонатори, най-ефективният от които е тетраетилолово (ТЕС) (С2Н5) 4Рв. Неизбежното изпускане на олово в атмосферата е много опасно поради възможното му натрупване в кръвта и тъканите на хора и животни, в плодовете на растенията и листата на дърветата.
Вредното въздействие на химическите съединения, образувани в състава на отработените газове, се проявява не само по отношение на хората, но се простира върху цялата природна среда.
Това е автомобилът от еколого-химическа гледна точка и затова „детето на цивилизацията” на ХХ век все повече заприличва на чудовищно чудовище.
Автомобилният транспорт е един от основните източници на замърсяване на околната среда. Средният годишен пробег на лек автомобил е 15-25 хил. км, камион 5-15 хил. км, през което време камион изразходва 1500-7500 литра бензин, лек автомобил 1500-2500 литра. При изгаряне на един литър бензин се отделят 200-400 mg олово, следователно един лек автомобил отделя 0,3-1 kg олово в градската среда годишно.
Дизеловите двигатели замърсяват атмосферата със сажди, серни съединения, бензпирен. Не бива да забравяме и вторичното замърсяване на атмосферата от пътния прах, образуван по време на движението на превозните средства, и продуктите от изгарянето на гумите, сред които отбелязваме съединенията на цинка и кадмия.
Частици олово, сяра се натрупват във въздуха, преминават в почвата, оттам попадат в растенията. Особено опасна в геохимично отношение е крайпътната ивица с ширина до 200 m. Следователно в близост до пътищата е невъзможно да се събира сено, да се берат гъби, горски плодове или да се пасе добитък. Освен това въздухът в близост до магистралите е замърсен с прах, състоящ се от частици асфалт, гума и метал.
За пълното изгаряне на 1 kg бензин теоретично са необходими около 15 kg въздух (приблизително 3,5 kg кислород). Това означава, че една средностатистическа кола, която изминава 10 хиляди км годишно и изгаря около 10 тона бензин, консумира 35 тона кислород и отделя 160 тона изгорели газове в атмосферата.
Теоретично, когато двигателят работи, трябва да се образуват само въглероден окис (4) и вода:
2С8Н18 + 25о2 = 16СО2 + 18Н2О
Но в реални условия, особено при нерегулиран двигател, различни скорости на превозното средство, не всички продукти имат време да изгорят напълно. При четиритактовите и особено при двутактовите двигатели част от въглеводородите могат да бъдат в отработените газове. Повече от 200 различни вещества са открити в изгорелите газове на автомобили и мотоциклети.
Количеството емисии силно зависи от културата на работа на машината. Ако двигателят работи небрежно, ако водачът ускорява дълго време на междинни предавки, ако запалването е лошо регулирано, тогава не само консумацията на бензин се увеличава с 15-40%, но и делът на токсичните вещества в отработените газове се увеличава с 6-8 пъти.
Автомобилните двигатели с вътрешно горене (DSV) замърсяват атмосферата с вредни вещества, отделяни с отработените газове (EG), картерните газове и горивните пари. В същото време 95-99% от вредните емисии се отчитат от отработените газове, които са аерозоли със сложен състав, в зависимост от режима на работа на двигателя.
Елементният състав на автомобилното гориво е въглерод, водород, в малки количества кислород, азот и сяра. Атмосферният въздух, който е окислител на горивото, се състои главно от азот (79%) и кислород (21%). При идеално изгаряне на смес от въглеводородно гориво с въздух в продуктите на горенето трябва да присъстват само N2, CO2, H2O. В реални условия отработените газове съдържат и продукти на непълно изгаряне (въглероден окис, въглеводороди, алдехиди, твърди въглеродни частици, пероксидни съединения, водород и излишък на кислород), продукти на топлинни реакции на взаимодействие на азот с кислород (азотни оксиди), както и неорганични съединения на различни вещества, присъстващи в горивото (серен анхидрид, оловни съединения и др.).
Общо в GO са открити около 280 компонента. От техните собствени химични свойства, естеството на въздействието върху човешкото тяло, веществата, съдържащи се в отработените газове и картерните газове, са разделени на няколко групи. Групата на нетоксичните вещества включва азот, кислород, водна пара и въглероден диоксид. Групата на токсичните вещества се състои от: въглероден оксид, азотни оксиди, голяма група въглеводороди, включително парафини, олефини, ароматни съединения и др. Следват алдехиди, сажди. При изгарянето на серни горива се отделят неорганични газове. Канцерогенните полициклични ароматни въглехидрати (ПАВ), включително най-активният, бензопиренът, който е индикатор за наличието на канцерогени в отработените газове, образуват специална група. Когато се използва оловен бензин, се образуват токсични оловни съединения.
Съставът на отработените газове на основните типове двигатели - бензинов двигател с искрово запалване и дизелов двигател с компресионно запалване - се различава значително, главно в концентрацията на продукти от непълно изгаряне, а именно въглеродни оксиди, въглеводороди и сажди. Основните токсични компоненти на отработените газове на двигателите са CO, CnHm, NOx и оловни съединения, дизеловите двигатели - NOx, сажди.
Концентрациите на токсични вещества в отработените газове варират в широки граници. Количеството токсични емисии зависи от конструкцията на двигателя, по-специално от горивния механизъм.
Дизелът е по-малко токсичен от бензиновия двигател. Положителните качества на дизеловия двигател се проявяват най-пълно в градския трафик с голям процент малки натоварвания и празен ход.
Стандартизирани компоненти на отработените газове автомобилни двигателие въглероден оксид, азотни оксиди и въглеводороди, като имащи най-голяма токсичност.
2. 2. Оценка на нивото на замърсяване на въздуха с изгорели газове на МПС в три зони на селото.
Един от основните източници на замърсяване на въздуха в града е автомобилният транспорт. Санитарните изисквания за ниво на замърсяване позволяват движението в жилищна зона с интензивност не повече от 200 автомобила. /час.
За да отчетем автомобилните потоци в съседния на училището квартал, направихме карта на всички улици, по които движението е разрешено. Тогава бяха избрани три улици:
❑ Св. Алтай - с лек автопоток;
❑ Св. Профсъюз - със среден автопоток;
❑ Св. Морски - с интензивен трафик.
Регистрацията на автомобили е извършена по методиката (т. 1. 1).
Напредък.
1. Направихме няколко наблюдения в рамките на един час (от 14:00 до 15:00 часа) на движението на МПС в определените трасета.
Таблица 2. 1.
Броят автомобили от различни марки, преминаващи през изследваните улици на село Южни за 1 час (осреднено).
Група машини Св. Алтай, бр. ул. Профсоюзная ул. Морски, бр.
2. Тъй като различните автомобили отделят различно количество замърсители, ние изчисляваме емисиите за всеки тип автомобил поотделно, като вземаме предвид тяхното количество.
Например, масата на въглеродния окис (CO), отделяна от една кола марка M 1 (камион с бензинов двигател) над 1 km, е: m (M1; CO) \u003d 55,5 g / km x 1,3 x1,7 \ u003d 122 .66 г/км
След това масата на въглеродния окис, отделян от всички автомобили от тази марка над 1 км от пътя по улицата. Море за 1 час е равно на:
M (M1; CO) = 82бр. х 122,66 г/км = 10,06 кг/км.
Таблица 2. 2.
Масата на замърсителите (M), изхвърлени от всички автомобили от различни марки над 1 км от пътя, за 1 час на улицата. Морски.
Машинна група M (SN), g/km M (CO), g/km M (NOx), g/km
M 1 2243.5 10058 446.1
M 2 138.2 292.5 255
M 4 525.3 2101.2 122.9
М 5 43,5 70,2 17
М 6 97,9 669,8 39,6
M 7 2106.8 13562.6 765.5
Всички коли: 5155.2 26754.3 1646.1
Таблица 2. 3.
Масата на замърсителите, изхвърлени от всички автомобили от различни марки на 1 км от пътя, за 1 час на улицата. Търговски съюз.
Група превозни средства M (SN), g/km M (CO), g/km M (N Ox), g/km
574,6 2575,8 114,2
M 2 285.7 1088.1 527
M 4 175.1 910.5 40.96
М 5 65,3 105,3 25,5
М 6 73,44 502,32 29,7
M 7 2002.8 12892.9 727.65
Всички коли: 3176.94 18074.9 1465.0
Таблица 2. 4.
Масата на замърсителите, изхвърлени от всички автомобили от различни марки на 1 км от пътя, за 1 час на улицата. Алтай.
Група превозни средства M (CH),g/km M (CO),g/km M (NOx),g/km
M 1 136.8 613.3 27.2
M 2 18,43 70,2 34
M 4 65.7 341.5 15.4
M 7 197.7 1272.5 71.8
Всички автомобили: 428.4 2364.5 152.4
2. Резултатите от изследването се представят под формата на диаграма.
Приносът на автомобилите в брутните емисии на вредни вещества в атмосферата на град Каменск-Шахтински е 78%.
Особено опасно е замърсяването на атмосферния въздух с олово, чиито съединения се използват като антидетонационни добавки към бензина. На улиците с интензивен трафик съдържанието на олово в атмосферния въздух достига 6 µg/cu. м.
Максималната концентрация на олово се наблюдава на 20 m от пистата (80 µg/l), а от 50 m тя остава на постоянно ниво (30 µg/l). При максимална интензивност на трафика съдържанието на олово (например в мъховете) е 223 µg/l, а при минимална е 4-50 µg/l. .
Обхватът на разпространение на оловото от източника е 0-500 km.
Време прекарано в естествена среда: в атмосфера -5 - 20 часа; във вода - месеци; в почвата - години.
Човекът, едно от последните звена в хранителната верига, е най-застрашен от невротоксичните ефекти на оловото. Оловните съединения влизат в организма през кожата и лигавиците, през дихателните пътища и хранителния тракт. При интоксикация с олово се развива увреждане на мозъка (енцефалопатия), дихателната функция на кръвта се нарушава поради разрушаването на червените кръвни клетки, функцията на храносмилателния тракт е възможна в резултат на атрофия на лигавицата на тънките черва и инхибиране на редица ензими поради изместването на оловото от последните цинк и мед. Съдържанието на олово в кръвта не се нормализира дори три години след нормализиране на нивото му във въздуха. Установена е връзка между нивата на олово и кадмий в косата на учениците и степента на умствено развитие. .
2. 3. Резултатите от използването на растения като биоиндикатори на замърсяване в антропогенния ландшафт на района на училището.
Външните влияния могат да причинят промени в индивида, които са вредни, безразлични или полезни за него, тоест адаптивни. Внедряване наследствена информациязависи пряко от околната среда. Организми извън околната среда не съществуват. Защото организмите са отворени системи, които са в единство с условията на околната среда, тогава внедряването на наследствената информация става под контрола на околната среда.
Един и същи генотип е в състояние да даде различни фенотипове, което се определя от условията, в които генотипът се реализира в процеса на онтогенезата. Фенотипната променливост се проявява в рамките на нормалния диапазон на реакцията.
Растенията са обект на много голяма променливост (особено размерът на листата) и диапазонът на скоростта на реакцията им е много широк.
Съвременните физични и химични методи не дават пълна картина на екологичната ситуация в определен район, така че е необходимо да се използват данни от биомониторинг и да се провеждат биоиндикативни изследвания.
Индикаторно растение е това, което показва признаци на увреждане, когато е изложено на фитотоксична концентрация на един или повече замърсители. Индикаторната инсталация е химически сензор, който може да открие наличието на замърсител във въздуха. Тези вещества включват тежки метали (Pb, Cd), сероводород, амоняк, серен диоксид и други. В резултат на тяхното въздействие растенията могат да променят скоростта на растеж, узряване, влошаване на цъфтежа, образуването на плодове и семена, да променят процеса на възпроизвеждане и в крайна сметка да намалят производителността и добива.
2. 3. 1. Биоиндикация на атмосферния въздух по улиците на село Южни
Биоиндикацията на състоянието на околната среда на микрорайона на училището се извършва с помощта на канадска топола, като се използва тегловният метод на L. V. Dorogan, определящ площите на листата на дървесно растение (раздел 1. 2.).
Обект на изследването бяха три тополи с приблизително еднаква възраст (определена от дебелината на ствола), растящи в различни екологични зони на училищния микрорайон, на улици с различно натоварване от трафик:
1. Улица Морская, по която минава участък от магистралата Каменск-Донецк.
2. Профсоюзная улица с натоварено движение;
3. Улица Алтайская, където се намира нашето училище; трафикът е малък.
Напредък.
1. Събрани 100 листа от всяко дърво.
2. Задайте коефициента на преобразуване:
Sl=Skv x Rl / Rkv=11cm x 7.5cm x 0.2g / 0.3g=55cm
Кв = 87,5 см
K \u003d 55 см / 83,3 см \u003d 0,66
3. Измерете дължината и ширината на всеки лист и определете неговата площ S = AxBxK.
Таблица 2.5.
Площи с листни остриета на канадска топола, st. Алтай.
Номер на листа Дължина на листа, cm Ширина на листа, cm Площ на листа, cm Номер на листа Дължина на листа, cm Ширина на листа, cm Площ на листа, cm
12 8 63,36 48. 10,5 6,5 45,05
11 7,5 47,19 49. 10 6,5 39,6
11 6,5 54,45 50. 11,5 6 49,34
12 7 55,44 51. 11,5 6,5 53,13
11,5 7,5 56,93 52. 9 7 38,61
12 7 55,44 53. 9,5 6,5 34,45
12 7,5 59,4 54. 10 5,5 42,9
12,5 8 66 55. 11 6,5 58,08
12,5 7,5 61,86 56. 10,5 8 41,58
11,5 6,5 49,34 57. 10,5 6 45,05
5,7 5,2 19,6 58,10 6,5 Z6.3
10 6 39,6 59. 11,5 5,5 53,13
7 5,4 25 60. 9,5 7 34,49
5,9 3 15 61. 9,5 5,5 34,45
10,5 6,5 45,05 62. 11 5,5 43,56
11 6 43,56 63. 12,5 6 61,88
12 6,5 51,48 64. 14 7,5 83,16
10,5 7 48,51 65. 12 9 63,36
10,5 7,5 51,96 66. 13 8 68,64
10 6 39,6 67. 14,5 8 86,13
11,5 6 45,54 68. 12 9 63,36
11 6,5 47,19 69. 13 8 72,93
10,5 6 41,58 70. 10 6,5 42,8
12 7,5 59,4 71. 8 6 31,68
10,5 6 41,58 72. 9,5 5,5 34,45
10 7,5 49,5 73. 9 7 41,58
11 7 50,81 74. 7,5 4 20
13 8 68,64 75. 12 8,5 67,32
11,5 7 53,15 76. 15 9 89,1
12 7,5 59,4 77. 10,5 6 41,58
10 7 46,2 78. 11,5 7 53,13
5,8 4,7 18,4 79. 13 8 68,64
9 7 41,58 80. 14 9 85,16
11 7,5 54,45 81. 12 8,5 67,32
11 7,5 54,45 82. 15 10 99
9 6 35,64 83. 12,5 10 82,5
11,5 7 53,13 84. 11,5 8 60,72
13 8 68,64 85. 9,5 7 43,89
10,5 8 55,44 86. 9 7 41,58
11 7 50,82 87. 10,5 9 62,37
10,5 6 41,58 88. 10,5 6 41,58
10,5 7 48,51 89. 10,5 7 74,16
10,5 7 48,51 90. 11 9 65,34
10,5 6 48,58 91. 9 7,5 44,55
11 6,5 47,19 92. 10,5 7,5 51,98
9 6 35,64 93. 12 8,5 67,32
11,5 6 49,34 94. 9,5 7 43,89
95. 12,5 6,5 53,63 98. 15 9,5 94,05
96. 9,5 6,5 40,78 99. 11. 5 8 60,72
97. 8,5 6 39,66 100. 12,5 8 66
4. Определяме класовете площи на тополовите листни остриета и честотата на тяхното появяване върху растението.
Таблица 2.6
Класове площи с тополови листни остриета според честотата на тяхното появяване в различни зони на микрорайона.
Класове площ, см 7-18 19-30 31-42 43-54 55-66 67-78 79-90 91-102
Честота на срещите, ул. Морски 22 46 15 7 5 3 2 -
ул. Профсъюз 8 15 39 25 10 2 1 -
ул. Алтайская 2 3 23 34 22 9 4 3
5. След като получихме редица стойности на промяната на признака в различни условия на околната среда, ние изграждаме вариационни криви за появата на листа от определена област.
След като разгледахме вариационните криви, стигаме до извода, че реализацията на наследствената информация е в пряка зависимост от околната среда. Условията на околната среда влияят върху тежестта на наследствената черта
(размер на листните плочи) и броя на индивидите, показващи тази характеристика.
Тъй като (разбрахме от раздел 2. 2) замърсяването на атмосферния въздух с отработени газове на улицата. Морето е голямо поради максималния трафик, след това замърсената атмосфера (а оттам и почвата) влияят върху процесите на растеж на тополата. Площта на листните му петури варира от 7 до 42 cm2.
Атмосферен въздух ст. Алтай е най-малко замърсен с отработени газове поради малкия автопоток; площта на листните плочи на тополата, растяща на тази улица, варира от 30 до 80 cm2.
Основните фактори на околната среда в населените места са значително различни от тези, които влияят на растенията в естествената им среда. Замърсяването на въздуха, водата, почвата засяга физиологичните функции на растенията, техния външен вид, състояние, продължителност на живота, генеративна сфера. Вещества - токсиканти се адсорбират върху клетъчните мембрани на растенията, проникват в клетките, нарушават метаболизма; в резултат на това фотосинтезата рязко намалява, дишането се увеличава.
Обикновено признаците на увреждане на растенията от токсиканти се изразяват в некроза на ръба на листата, покафеняване на листата, поява на деформации и смърт. Прахът, който се утаява върху листата, действа като екран, който намалява достъпа на светлина и подобрява абсорбцията на топлинното излъчване. Освен това е възможно запушване на листата с прахови частици. Замърсяването на почвата и водата с нефтопродукти причинява различни етапи на увреждане на растенията - от липсата на залагане на семена, размера на органите до пълната гибел.
2. 3. 2. Резултати от биотестове на извор "Криница" (ул. Морская), разположен отстрани на магистралата.
През 2004 г. млади еколози от нашето училище извършиха цялостно проучване на природните резервоари на своето село. Сред обектите на изследване беше изворът Криница, който се намира на улица Морская само на десетина метра от магистралата Каменск-Донецк. Ние, членовете на кръжока, проведохме биотестове на семена от боб с различни природни води и бяхме изключително изненадани, че изворната вода (питейната вода за жителите на нашето село) няма недвусмислен ефект върху тестовите растения, особено върху развитието на корена система. В сравнение с контролата (чешмяна вода) се наблюдава потискане на растежните процеси на бобовете с кринова вода.
Сред химическите замърсители на критичните води идентифицирахме оловото, което се отделя при изгаряне на гориво в автомобили, движещи се по магистралата (участък 2. 2).
Таблица 2. 7.
Влияние на различни водни проби върху покълването на семената и процесите на растеж на фасула.
Опции за репликация Семена Корени Кълнове Тегло на разсад, експерименти g
Обща покълнала дължина, mm Тегло, g Дължина, mm Тегло, g
Контрола 1 10 10 23,0 0,095 37,0 0,232 0,33
(вряща вода)
2 10 10 45,0 0,224 134,5 1,021 1,25
3 10 10 27,0 0,095 27,0 0,172 0,27
4 10 10 41,0 0,102 67,0 0,17 0,27
5 10 10 54,5 0,065 29,5 0,195 0,26
Проба 1 1 10 10 17,6 0,026 36,8 0,175 0,20
2 10 10 13,0 0,03 27,1 0,135 0,17
3 10 10 15,4 0,035 31,7 0,18 0,22
4 10 10 21,5 0,02 34,9 0,095 0,12
5 10 9 6,5 0,047 19,7 0,15 0,20
2. 3. 3. Ролята на зелените площи в живота на нашия град и село.
Ролята на зелените площи в живота на града е огромна. Съгласно Закона на Руската федерация „За опазване на околната среда“ (1992 г.), зелените зони на градовете са класифицирани като специално защитени природни територии. Растителността по улиците на градовете се разглежда преди всичко от гледна точка на подобряването на околната среда в хигиенно и естетическо отношение.
Зелените площи на града са част от интегрираната зелена зона. Основната функция на насаждението е санитарно-хигиенна, рекреационна, устройствено-устройствена и декоративно-художествена.
Зелените растения играят огромна роля в обогатяването на околната среда с кислород и абсорбирането на получения въглероден диоксид. Едно средно голямо дърво за 24 часа възстановява толкова кислород, колкото е необходимо за дишането на трима души. различни растения(те растат в близост и вътре в училищния двор) са в състояние да отделят различни количества кислород през вегетационния период от повърхността на листата от 1 кв. м.
Люляк-1,1 кг;
Пепел-0,89 кг;
дъб-0,85кг;
Бор-0,81 кг;
Клен-0,62 кг.
Растенията, растящи в близост до училището, се различават по ефективността на обмена на газ. Ако ефективността на газообмена се приеме за 100%, тогава при бял бор - 164%, английски дъб - 450%, топола - 691%.
Растенията подобряват микроклимата: намаляват топлинното излъчване, повишават влажността на въздуха, много произвеждат фитонциди (бял рожков, западна туя, конски кестен, бял бор).
Някои растения утрояват количеството леки отрицателни йони и помагат за намаляване на количеството тежки йони, които влияят неблагоприятно на дишането на хората, причинявайки умора; а леките отрицателни йони подобряват работата на сърдечно-съдовата система, допринасят за повишаване на нивото на йонизация на въздуха (концентрацията на леки йони под техните корони достига 500 йона / ml):
бял бор;
Бяла акация;
Обикновен люляк;
Тополата е черна и пирамидална.
Зелените растения намаляват нивото на градския шум, отслабвайки звукови вибрациидокато преминават през клоните и листата. Най-шумозащитната способност се различава:
клен; - топола; - бряст.
Огромната роля на зелените площи за почистването на въздуха в града. Задържайки въздушните потоци, растенията абсорбират съдържащите се в тях замърсители - фини аерозоли и твърди частици, както и газообразни съединения, абсорбирани от растения или растителни тъкани, които не участват в метаболизма. Процесът на филтриране на въздуха може да бъде разделен на 2 фази: задържане на газове и аерозоли и тяхното взаимодействие с растенията. Способността за утаяване на прах се обяснява със структурата на короната и листата на растенията. Когато прашният въздух преминава през естествен лабиринт, възниква вид филтриране. Значителна част от праха се задържа върху повърхността на листата, клоните, стволовете. При падане на валежите те се отмиват и заедно с водните потоци се отнасят в почвата и канализационната мрежа. Различните растения имат различни прахоуловителни свойства. Запрашеност на повърхността на листата:
Бряст –3,4 g/m^
Люляци - 1,6;
Клен - 1;
Тополи - 0,6.
Зелените площи имат емоционално и психическо въздействие: те активно допринасят за възстановяването на силата и баланса между тялото и околната среда.
Тополата е уникално дърво.
❑ Ефективно задържа прах, съдържащ метал (до 50% през лятото, до 37% през зимата).
❑ Отделя 7 пъти повече кислород от например смърча.
❑ Топола на средна възраст абсорбира до 40 kg въглероден диоксид на час по време на вегетационния период.
❑ Ефективност на абсорбция на въглероден диоксид за топола 691%.
❑ По отношение на влажността на въздуха той надвишава смърча, например, почти 10 пъти
❑ Засаждането на тополи е по-евтино и по-ефективно от гледна точка на спестяване на градско пространство.
❑ Допринася за насищането на въздуха с полезни леки отрицателни йони.
❑ Тополовият пух отлага хиляди тонове прах и сажди по земята.
❑ Тополата е декоративна, бързо расте, размножава се добре.
2. 3. 4. Практическа работачленове на кръга и млади еколози на средно училище № 10 за премахване на негативните последици от антропогенното въздействие върху околната среда.
Съставихме и реализирахме с помощта на гимназисти практически ориентиран проект „Зеленострой”.
Селище: п. Южни, град Каменск-Шахтински.
Обект: територията на СОУ No10.
Период на изпълнение: април-октомври 2005г
Целта на проекта: да допринесе за подобряване на екологичната обстановка в града и околностите му чрез:
1. привеждане в ред на училищната територия и обекта към училището;
2. засаждане на дървета и оформяне на цветни лехи;
3. почистване и облагородяване на извора.
Изпълнители на проекта: учители и ученици на училището, родители.
Социално-екологичен проблем: замърсяване на въздуха, недостатъчно озеленяване на района на училището.
Въздействие върху околната среда и живота на хората: в резултат на проекта се повиши нивото на интерес към опазването на природната среда сред учениците; озеленените площи допринасят за подобряване на техните екологични и естетически характеристики.
Разпространение на информация за проекта: Информацията беше разпространена чрез медиите и на конференцията „Да запазим земното кълбо синьо и зелено“.
По време на изпълнението на проекта беше особено възможно да се привлече вниманието на учениците към екологичните проблеми на града и селото, да се включат в активна работа за решаване на проблеми. Учениците станаха по-внимателни към зелените площи, проблемите с битовите отпадъци.
Срещнати трудности при изпълнението на проекта: възникнаха затруднения с осигуряването на разсад. Помощ оказаха родителите.
Логика на проекта:
Задачи Методи-видове дейности Резултат
1. Участвайте в кампанията Зелена вълна. Почистване на училищната територия Почистени бяха територията на училището и прилежащите улици.
територия и фиксирани зони.
Засаждане на дървета и храсти. Засадени: 50 бора,
50 клена,
10 череши.
Разбивка на цветни лехи. Край стелата "На загиналите воини" има 2 цветни лехи.
2. Участвайте в операцията „На живо, като защитим извора. Изворът “Криница” е благоустроен, боклуците са извозени, пресъхнал извор е изсечен!” тръстика.
3. Провеждане на биомониторинг на въздуха. Извършете биоиндикация атм. въздух на селото. Установени са най-замърсените улици на селото.
Анализирайки получените резултати, ние, младите еколози, стигнахме до следните изводи:
▪ Извършвайки предварителна оценка на състоянието на атмосферния въздух в нашето село, ние определихме зоната на най-силно антропогенно въздействие върху околната среда: покрайнините на улица Морская, покрай която минава част от магистралата Каменск-Донецк.
▪ След като оценихме количеството на редица замърсители (CH, CO, N Ox), попаднали в околната среда с автомобилните отработени газове, доказахме, че ст. Altaiskaya, на която се намира средно училище № 10, се намира в зоната на минимално антропогенно замърсяване.
▪ Извършвайки биоиндикация на състоянието на околната среда на селото по тегловния метод на Л. В. Дороган, доказахме, че антропогенното замърсяване на атмосферата значително засяга висшите растения: променя цвета, формата и растежа на листата.
▪ В резултат на проучването стигнахме до заключението, че живите индикатори имат големи предимства, елиминирайки използването на скъпи и отнемащи време физически и химични методи за определяне на степента на замърсяване на околната среда: те обобщават всички важни данни за замърсяването без изключение , показват скоростта на протичащите промени, начините и местата на натрупване в екосистемите на различни видове токсиканти, ни позволяват да преценим степента на вредност на определени вещества за дивата природа и хората.
▪ Въоръжени със знания за причините и естеството на промените в околната среда, ние избрахме наличните за нас начини за премахване на нарушенията на характеристиките на околната среда: контрол и грижа за съществуващите растения, засаждане на разсад, разпространение на информация за екологични проблеми в градските медии.
▪ По време на изследователска работанаучихме елементарни методи за екологично изследване на състоянието на атмосферния въздух, усетихме участието си в изпълнението на сериозни въпроси, полезни за обществото.
Заключение и перспективи.
Нашата Ростовска област се намира в южния федерален окръг. В този гъсто населен район практически не са останали недокоснати природни кътчета. Следователно проблемът с опазването на околната среда става все по-остър всяка година. Колкото по-бързо се получи информация за всички източници и мащаби на замърсяване, толкова по-скоро ще се вземат мерки за предотвратяване на негативните последици от техногенезата
Ние, младите еколози, извършихме предварителна екологична оценка на състоянието на атмосферния въздух в училищния микрорайон, идентифицирахме екологично опасни и благоприятни зони и разпространихме тази информация в медиите.
В този обществено важен въпрос имаме чувство за отговорност за всичко, което се случва наоколо. Училищният екологичен кръг, ръководен от Павлова Валентина Алексеевна, работи вече шеста година. Какви проекти само не реализирахме! Това са „Древен коралов риф в покрайнините на родния град“, „Влияние на пашата на добитък върху местните пасища“, „Определяне на нивото на физиологичното състояние на подрастващите в техния клас“, „Цялостно изследване на естествените резервоари на родното село. " и други.
Можете да бъдете сигурни, че онези, които на младини са се включили в борбата за опазване на природата, никога няма да станат нейни врагове.
Екологичната работа на нашето училище за пета поредна година е призната за най-добра сред останалите петнадесет училища в града на годишната междуучилищна екологична конференция; класиран на второ място на регионална краеведска конференция „Отечество”; представен на заключителната конференция на шестата Всеруска олимпиада "Съзвездие" научно - изследователски проектимладежи по проблемите на околната среда.
Може би тази област на дейност не е популярна сред младите хора, но за нас, членовете на кръга (група от различни възрасти от 8 до 11 клас), елементът на творчеството и чувството за полезност за обществото е основният критерий при избора професия. Ежегодно участваме в регионалната геоекологична олимпиада в Ростов Държавен университет, всяка година печелим награди. Като се вземат предвид резултатите от олимпиадата, вече 5 бивши студенти от кръга от 1-ва до 5-та година овладяват специалността "геоекология" в RSU само с "добър" и "отличен".
Осъзнаването на общите цели и трудностите, които стоят на пътя на човек, неизбежно поражда усещане за планетарното единство на хората. Просто трябва да се научим да се чувстваме членове на едно семейство, чиято съдба зависи от всеки един от нас.
Перспективи.
По отношение на младите еколози на училище № 10:
✓ Продължете да наблюдавате състоянието на атмосферния въздух във вашето село, като записвате промените.
✓ Провеждане на акция „Екология – безопасност – живот“ с цел популяризиране на екологичните знания.
✓ Съберете колкото се може повече ученици от вашето училище и родители за акцията Засаждане на дървета.
✓ Да привлече вниманието на градската администрация към екологичните проблеми на състоянието на атмосферния въздух в град Каменск-Шахтински.
Атмосферният въздух все още не се счита за ресурс в икономическия смисъл на думата; използването им е безплатно.
Въпреки това, той се използва като природен ресурс, първо за извличане на голяма група компресирани и втечнени газове(азот, кислород, аргон, хелий, ксенон, твърд въглероден диоксид), както и като приемник на замърсители от промишлени предприятия (ресурс за асимилация).
AT последно времеРешаващият фактор, определящ екологичното състояние на атмосферния въздух, е замърсяването.
Под замърсяване на атмосферата трябва да се разбира всяка промяна в нейния състав и свойства, която има отрицателно въздействие върху здравето на хората и животните, състоянието на растенията в екосистемите.
Според агрегатното състояние емисиите на вредни вещества в атмосферата се класифицират на ˸ 1) газообразни (серен диоксид, азотни оксиди, въглероден оксид, въглеводороди и др.); 2) течност (киселини, основи, солеви разтвори и др.); 3) твърди (канцерогенни вещества, оловни и ᴇᴦο съединения, органичен и неорганичен прах, сажди, катранени вещества и др.)
Основните замърсители (замърсители) на атмосферния въздух, генерирани по време на човешки производствени дейности, са серен диоксид (SO 2), азотни оксиди (NO, NO 2), въглероден оксид (CO) и прахови частици. Те представляват около 98% от общ обемемисии на вредни вещества. По-голямата част от тези газови емисии се образуват в резултат на изгарянето на изкопаеми горива (нефтопродукти, въглища, природен газ и др.) в топлоелектрически централи, в двигатели на автомобилен, железопътен, авиационен, воден транспорт, в хода на други индустриални технологични процеси. В този случай въглеродният диоксид (въглероден диоксид, CO 2) се образува като основен газообразен продукт, но не принадлежи към замърсителите, а продуктите от непълно изгаряне на въглерод (CO, сажди, полиароматни съединения), азотни оксиди в резултат от окислителната реакция допълнително се отделят в атмосферата при високи температури на молекулярен азот във въздуха, серен диоксид по време на окисляването на серни примеси във въглеводородни суровини, пепел по време на изгаряне на въглища.
В допълнение към основните замърсители, в атмосферата на градовете се наблюдават повече от 70 вида вредни вещества, но концентрацията на основните замърсители най-често надвишава допустимите нива в много руски градове.
Схематично емисиите на замърсители в атмосферата могат да бъдат представени като пирамида, долната част и основният обем на която са заети от изброените по-горе основни замърсители с голяма маса на емисии - те се характеризират с относително умерена токсичност и съответно достатъчно големи стойностидопустими концентрации в атмосферния въздух (MPCm.r.˸ CO - 3; NO 2 - 0,085; SO 2 - 0,5 mg / m 3). Следващото ниво с много по-малък обем са различни органични и неорганични химични съединения с много по-висока токсичност, като съединения на тежки метали, замърсители в химическата промишленост и др. Горната част на пирамидата се формира от малки количества супертоксични вещества или така наречените високоефективни токсични вещества - това са продукти и междинни продукти в производството на много пестициди, съединения на най-токсичните тежки метали (например живак и някои други) , тази група включва много органохлорни съединения, включително .h. така наречените диоксини. Тези съединения най-често са много опасни не само и дори не толкова от гледна точка на тяхната остра токсичност, а поради заплахата от дълготрайни последствия (мутагенни и канцерогенни ефекти).
Екологично състояние на атмосферния въздух в Русия. - понятие и видове. Класификация и характеристики на категорията "Екологично състояние на атмосферния въздух в Русия". 2015 г., 2017-2018 г.
Екологични аспекти на безопасността
Екологична безопасност – сборът от условия, при които се постига научно обосновано ограничаване или изключване на вредното въздействие на стопанската дейност върху живота на населението и качеството на околната среда.
Безопасността на околната среда се постига чрез система от мерки (прогнозиране, планиране, подготовка за прилагане на набор от превантивни мерки), които осигуряват минимално ниво на неблагоприятно въздействие на природата и технологичните процеси на нейното развитие върху живота и здравето на хората (човешки ) при запазване на темповете на икономическо развитие.
Качеството на околната среда се състои от качеството на индивида компоненти на природата(атмосферен въздух, климат, природни води, почвено покритие и др.), домакински уреди(производство, жилища, благоустройство) и социално-икономически условия(ниво на доходи, образование).
На настоящ етап историческо развитиеПрието е да се разграничават две форми на взаимодействие между обществото и природата:
икономически– потребление на природни ресурси;
екологичен– опазване на природната среда с цел запазване на човека и неговата естествена среда.
Човекът, консумирайки ресурсите на околната среда за задоволяване на своите материални и духовни потребности, променя природната среда, която започва да се отразява на самия човек. Отрицателната антропогенна дейност се проявява в три основни направления:
· замърсяване на околната среда -процесът на въвеждане в околната среда или появата в нея на нови агенти, обикновено нехарактерни за нея, които оказват отрицателно въздействие върху нейните компоненти.
Има три вида замърсяване: физическо (слънчева радиация, електромагнитно излъчване и др.), химично (аерозоли, тежки метали и др.), биологично (бактериологично, микробиологично). Всеки вид замърсяване има характерен и специфичен източник на замърсяване. Източник на замърсяване -природен или стопански обект, който е началото на навлизането на замърсител в околната среда. Разграничете естественои антропогененизточници на замърсяване. Антропогенният поток от екотоксиканти, постъпващи в околната среда, преобладава над естествения (50-80%) и само в някои случаи е сравним с него;
· изчерпване на природните ресурси;
· унищожаване на околната среда.
Мащабът на човешкото въздействие върху природата в съвременните условия стана планетарен, а по отношение на количествения ефект човешката дейност надминава много природни процеси, което води до тежки екологични последици. Антропогенното влияние обхваща всички най-важни компоненти на биосферата: атмосферата, хидросферата, литосферата. Нека да преминем към тяхното подробно описание.
I. Промяна в състоянието на атмосферата.
атмосфера – газовата обвивка на планетата, достигаща до 1000 км височина. Отвъд това разстояние атмосферата се разрежда и постепенно преминава в открития космос. Атмосферата осигурява дихателната функция на всички живи организми; определя общия топлинен режим на повърхността на планетата; предпазва от вредното космическо и ултравиолетово лъчение на слънцето. Атмосферната циркулация оказва влияние върху местните климатични условия, а чрез тях и върху режима на реките, косвено върху растителната покривка и процесите на формиране на релефа.
Специалистите, изучаващи атмосферата, разграничават в нея няколко зони, разположени на различна височина от Земята, в зависимост от тяхната температура (фиг.).
Тропосферанай-близкият слой до повърхността на Земята, височината му е 9-16 км. В този слой се случват явленията, които наричаме време.
Стратосфера- слой, достигащ височина 45-50 км. Именно тук е съсредоточена основната част от атмосферния озон (20-25 km), който има изключително важно биологично значение - защитата на живите организми от късовълновата ултравиолетова радиация.
Мезосфера- слой, разположен на надморска височина 50-80 km от земната повърхност. Този слой се характеризира с бързо понижаване на температурата, така че на горната му граница температурата може да достигне -100 o C.
Термосферазапочва на надморска височина над 80 km, горната му граница достига 600-800 km. Това е полето на полетите на изкуствени земни спътници и междуконтинентални балистични ракети. Долната граница на термосферата се характеризира с непрекъснато повишаване на температурата, достигайки +250 ° C. Най-важната физическа характеристика на този слой е повишената йонизация, т.е. наличието на огромен брой електрически замърсени частици, което прави възможно наблюдението на сияния.
Екзосферае външният слой на атмосферата. Оттук атмосферните газове се разпръскват в открития космос. Екзосферата се различава от космическото пространство с наличието на голям брой свободни електрони, които образуват горните радиационни пояси на Земята.
Въпреки че процесите, протичащи в земната атмосфера, са необичайно сложни, нейните химичен състав относително еднакво:
азот (N 2) - 78,1%
кислород (O 2) - 20,95%
аргон (Ar) - 0,9%
въглероден диоксид (CO 2) - 0,03%
Водород (H 2), хелий (He), неон (Ne) и други газове - 1,8 * 10 -4%.
Атмосферата има мощна способност да се самопречиства. Въпреки това, надхвърляйки границите на тази способност, човешката дейност променя баланса, който се е развил в природата. Повечето от екологичните негативни последици от човешката дейност се проявяват в замърсяването на природни вещества.
1. Замърсяване на въздуха– е промяна във физико-химичния състав на въздуха, която застрашава здравето и живота на хората, както и естествената среда.
В екологичната литература замърсителите се наричат замърсители(екотоксиканти). Степента на замърсяване на въздуха се оценява от две основни групи екотоксиканти:
а) канцерогени- бенз(а)пирен, бензен, формалдехид (чийто източник са изгорелите газове на превозните средства), както и олово, кадмий, никел, хром, арсен, въглероден дисулфид, азбест, хлорсъдържащи вещества (резултат от производствени дейности) . Карциногенеза- това е способността на метала да проникне в клетката и да реагира с ДНК молекула, което води до хромозомни нарушения на клетката.
б) неканцерогенни вещества– оксиди на азот, въглерод, сяра, озон, частици прах и сажди. Най-често срещаните и универсално контролирани замърсители, които според UNEP се освобождават годишно до 25 милиарда тона, включват:
Серен диоксид и прахови частици - 200 млн. т/год.;
азотни оксиди (N x O y) – 60 млн. т/год.;
въглеродни оксиди (CO и CO 2) - 8000 милиона тона / година;
въглеводороди (C x H y) – 80 милиона тона/год.
През последните десетилетия се образува струпване на дим и мъгла над индустриални центрове и големи градове, т.нар смог(от английски smoke - дим и fog - мъгла). В структурата му могат да се разграничат три нива:
долната, разположена между къщите, се образува от изпускането на отработени газове от превозни средства и повдигнат прах;
Средният, захранван от дима на отоплителните системи, се намира над къщите на височина 20-30 метра;
· високо, на разстояние 50-100 метра от повърхността на земята, се състои от емисии от промишлени предприятия.
Смогът затруднява дишането, допринася за развитието на стресови реакции. Особено опасно за болни, възрастни хора и малки деца. (Лондонският смог от 1951 г. Причинява смърт от обостряне на белодробни, сърдечни заболявания и директно отравяне за две седмици на 3,5 хиляди души. Област Рур през 1962 г. За три дни умират 156 души).
Главни компоненти фотохимичен смогса азотни оксиди (NO 2 , N 2 O) и въглеводороди. Взаимодействието на слънчевата светлина с тези замърсители, концентрирани близо до земната повърхност, води до образуването на озон, пероксиацетилнитрати (PAN) и други вещества, подобни по свойства на сълзотворен газ. ПАН - химически активни органични вещества, които дразнят лигавиците, тъканите на дихателните пътища и белите дробове на човек; обезцветете зелените растения. Високите концентрации на озон намаляват добивите, забавят растежа на растенията и причиняват смърт на дърветата.
Натрупването на примеси в достатъчна концентрация за образуването на фотосмог допринася за температурна инверсия – особено състояние на атмосферата, при което на определена височина температурата на въздуха е по-висока от температурата на въздушните маси в приземния слой.Този слой топъл въздух предотвратява вертикалното смесване и прави невъзможно разпръскването на токсични емисии. Със съвременното градоустройство подобни условия се създават и в градове с блокове от високи сгради. Инверсионният слой от топъл въздух може да бъде разположен на различна височина и колкото по-ниско е разположен над повечето източници на замърсяване, толкова по-сложна е ситуацията.
Нивата на фотохимично замърсяване на въздуха са тясно свързани с начина на движение на превозните средства. В периода на висока интензивност на трафика сутрин и вечер се наблюдава пик на емисиите на азотни оксиди и въглеводороди, чиято реакция помежду им причинява фотохимично замърсяване на въздуха.
Високите концентрации и миграцията на примеси в атмосферния въздух стимулират тяхното взаимодействие с образуването на по-токсични съединения, което води до парников ефект, появата на озонови дупки, киселинни дъждове и други екологични проблеми.
2. Парников ефект – нагряване на атмосферата в резултат на увеличаване на количеството въглероден оксид (IV) и редица други газове в нея, които предотвратяват разсейването на топлинната енергия на Земята в открития космос.Атмосферният въглероден диоксид, заедно с водната пара и други многоатомни минигазове (CO 2 , H 2 O, CH 4 , NO 2 , O 3 ), образува слой над повърхността на планетата, който позволява на слънчевите лъчи (оптичен диапазон от електромагнитни вълни) да достига земната повърхност, но забавя обратната топлинна (дълговълнова инфрачервена) радиация. Топлинната енергия се натрупва в повърхностните слоеве на атмосферата толкова по-интензивно, колкото по-голяма е концентрацията на парникови газове в тях. По този начин делът на молекулите на водната пара в образуването на парниковия ефект е 62%; въглероден диоксид - 22%; метан - 2,5%; азотни оксиди - 4%; озон - 7% и други газове 2,5%.
Увеличаването на въглеродния диоксид в атмосферата се дължи на дълъг период на системно нарастване на изгарянето на изкопаеми горива. Добивът на газ, нефт и въглища, гниенето на органичните остатъци и увеличаването на броя на добитъка са източник на емисии на метан в атмосферата. Мащаб на приложение в селско стопанство азотни торовеи въглеродсъдържащите горива в топлоелектрическите централи характеризират количеството азотни оксиди, изхвърлени в атмосферата. Наличието на водна пара в атмосферата се дължи на интензивността на изпарението на водата от повърхността на океаните поради затоплянето на климата.
Засилването на парниковия ефект се улеснява и от хлорфлуорвъглеводороди (фреони), използвани като разтворители, охлаждащи течности в хладилни агрегати и различни битови патрони. Техният принос за парниковия ефект е 1000 пъти по-силен от този на същото количество въглероден диоксид.
Последицата от парниковия ефект е повишаване на температурата на земната повърхност и затопляне на климата. В резултат на това съществува риск от стопяване полярен лед, което може да причини наводнения на ниски крайбрежни масиви. В допълнение, повишаването на температурата на въздуха може да доведе до намаляване на производителността на земеделските земи - дезертьорство(от английски desert - пустиня). В тази връзка населението на съответните региони ще изпитва недохранване.
3. "Озонови дупки" – зони с намалено съдържание на озон с 40-50% в атмосферата.
Озонът е съединение от три кислородни атома (O 3 ), образувано в горната стратосфера и долната мезосфера от кислород под въздействието на ултравиолетова (UV) слънчева светлина. Резултатът от това взаимодействие е поглъщането от озоновия екран на около 99% от ултравиолетовата радиация на слънчевия спектър, която има висока енергия и е пагубна за всички живи същества. Количествена оценка на състоянието на озона в атмосферата е дебелината на озоновия слой, която в зависимост от сезона, географската ширина и дължина варира от 2,5 до 5 относителни милиметра.
Многобройни данни показват, че озоновият слой започва да намалява. Основният процес на разрушаване на озона се дължи на влиянието и увеличаването на емисиите на азотни оксиди, чийто източник са изгорелите газове на суперлайнери с висок таван, различни ракетни системи, вулканични изригвания и други природни явления. Сериозна заплаха за озоновия слой е изпускането на хлорофлуоровъглероди (CFC) в атмосферата. Най-тежкото изтъняване на озоновия слой е свързано с производството на фреони (CH 3 CL, CCL 2 F 2 и CCL 3 F), които се използват широко като пълнители в аерозолни опаковки, пожарогасители, хладилни агенти в хладилници и климатици, както и в производство на дунапрен. Попадналите в атмосферата фреони се характеризират с голяма устойчивост и остават в нея 60-100 години.
Тъй като са химически инертни, фреоните са безвредни за хората. В стратосферата обаче, под действието на късовълновата ултравиолетова радиация от Слънцето, техните молекули се разлагат с отделяне на хлор.
Молекулата на хлора действа като катализатор, оставайки непроменен при десетки хиляди актове на разрушаване на озоновите молекули. Един хлорен атом може да унищожи 100 000 озонови молекули.
Намаляването на съдържанието на озон в атмосферата с 1% води до увеличаване с 1,5% на интензитета на тежката UV радиация, падаща върху повърхността на нашата планета. Дори малко намаляване на озоновия слой може да увеличи случаите на рак на кожата, да повлияе неблагоприятно на растенията и животните и да причини непредвидими промени в глобалния климат.
Проблемът за влиянието на фреоните върху стратосферния озон придоби международно значение, особено във връзка с образуването на "озонови дупки". Приета е международна програма за намаляване на производството с фреони. Промишленото производство на така наречените алтернативни фреони с нисък коефициент на относителна озонова активност е разработено и налажено.
4. киселинен дъжд – валежи (дъжд, сняг, мъгла), чийто химичен състав се характеризира с ниска стойност pHфактор а. За да разберем този въпрос, припомняме, че водните молекули обикновено се дисоциират на водородни йони (H +) и хидроксилни йони (OH -). Разтвор с равни концентрации на водородни и хидроксидни йони се нарича неутрален. Количествено, стойността на киселинността на разтвора се определя като логаритъм от концентрацията на водородни йони, взети с обратен знак. Тази стойност се нарича pH- фактор. Стойността на pH = 7 характеризира неутрална вода - не кисела и не алкална. Намаляването на стойността на pH с 1 означава повишаване на киселинните свойства на разтвора с 10 пъти. Колкото по-ниска е стойността на pH, толкова по-киселинен е разтворът.
Киселинният дъжд е резултат от наличието на серни оксиди и азотни оксиди в атмосферата. Основните източници на тези съединения във въздуха са изгарянето на изкопаеми горива, съдържащи сяра; топене на метал; експлоатация на автомобила. Под действието на ултравиолетовите лъчи серният оксид (IV) се превръща в серен оксид (VI), който реагира с атмосферните водни пари, за да образува сярна киселина, много хигроскопична, способна да образува токсична мъгла. Заедно със серните оксиди, азотните оксиди се смесват с водните пори, за да образуват азотна киселина. Тези две киселини, както и солите на тези киселини, причиняват киселинен дъжд. Колкото по-високо е съдържанието на тези киселини във въздуха, толкова по-често валят киселинни дъждове.
Киселинни валежи има в радиус от 10-20 км около индустриалните гиганти. Най-неблагоприятните райони на Русия по отношение на киселинните валежи включват: полуостров Кола, източния склон на Уралския хребет и района на Таймир. Киселинните аерозолни частици имат ниска скорост на отлагане и могат да бъдат транспортирани до отдалечени райони на 100-1000 km от източниците на замърсяване.
Киселинните дъждове водят до разрушаване на сгради и конструкции, особено тези от пясъчник и варовик. Корозионната агресивност на атмосферата се увеличава значително, което причинява корозия на метални предмети и конструкции.
Особено опасни са не самите валежи, а вторичните процеси, които предизвикват. Под въздействието на киселинните дъждове се променят биохимичните свойства на почвата, състоянието на пресните води и горите. В резултат на промените в рН на почвата и водата се повишава разтворимостта на тежките метали в тях. Компонентите на киселинния дъжд след взаимодействие с тежки метали ги превръщат в лесно усвоима от растенията форма.
По-нататък по хранителната верига тежките метали навлизат в организмите на рибите, животните и хората. До определени граници организмите са защитени от преките вредни ефекти на киселинността, но натрупването (натрупването) на тежки метали крие сериозна опасност. Киселинните дъждове, понижавайки pH на езерната вода, водят до смъртта на техните обитатели. Веднъж попаднали в човешкото тяло, йоните на тежките метали лесно се свързват с протеини, инхибирайки синтеза на макромолекули и като цяло метаболизма в клетките.
5. Намаляване на количеството кислород (O 2). Преди повече от три милиарда години прости клетки, хранещи се с химикали, разтворени във вода, се превърнаха в организми, способни на фотосинтеза и започнаха да произвеждат кислород.Преди около два милиарда години съдържанието на свободен кислород в земната атмосфера започна да се увеличава. От част от атмосферния кислород под въздействието на слънчевата светлина се образува защитен озонов слой, след което започват да се развиват сухоземните растения и животни. Съдържанието на кислород в атмосферата е претърпяло значителни промени във времето, тъй като нивата на неговото производство и използване са се променили. (Ориз.)
В съвременните условия основните производители на кислород на земята са (обслужват) зелените водорасли на повърхността на океана (60%), тропическите гори на сушата (30%) и сухоземните растения (10%). Възможно намаляване на количеството кислород на планетата се дължи на няколко причини.
Първо, увеличаване на обема на изгорените изкопаеми горива (индустрия, топлоелектрически централи, транспорт). Според експерти използването на всички находища на въглища, нефт и природен газ, достъпни за човека, ще намали съдържанието на кислород във въздуха с не повече от 0,15%.
Липсата на кислород във въздушната среда на градовете допринася за разпространението на белодробни и сърдечно-съдови заболявания сред населението.
6. акустично замърсяване – повишаване на нивото на шума във въздуха, който дразни живия организъм.
На съвременния етап на развитие на научно-техническия прогрес това увеличение се дължи на въвеждането на нови технологични процеси, нарастването на капацитета на оборудването, механизацията на производствените процеси, появата на мощни средства за сухопътен, въздушен и воден транспорт, които доведе до почти постоянно излагане на високи (60-90 dB) нива на шум. Това допринася за появата и развитието на неврологични, сърдечно-съдови, слухови и други патологии.
В общия шумов фон на града делът на транспорта е 60-80%. Вътрешноквартални източници на шум: спортни игри, игрите на детски площадки, разтоварно-товарните дейности в магазините са 10-20%. Шумовият режим в апартаментите се състои от шум, проникващ отвън и произтичащ от работата на инженерно и санитарно оборудване: асансьори, помпи, изпомпване на вода, улеи за боклук, вентилация, спирателни кранове.
7. Намалена прозрачност на атмосферата поради увеличаване на съдържанието на суспендирани примеси (прах) в него.Прахът е сложна смес от частици. Твърди или течни частици, суспендирани във въздуха, се наричат аерозоли. Те се възприемат като дим (аерозоли с твърди частици), мъгла (аерозоли с течни частици), мъгла или мъгла.
Причините за основните естествени емисии на прах в атмосферата са прашни бури, ерозия на почвата, вулканична дейност и морски пръски. Източници на изкуствено аерозолно замърсяване на въздуха са топлоелектрически централи, преработвателни предприятия, металургични и циментови заводи, промишлени сметища, взривни работи и строителство. В продължение на много години в атмосферния въздух на 50 руски града са регистрирани високи концентрации на аерозоли. Средната концентрация на суспендирани вещества в най-замърсените градове достига 250-300 µg/m 3 , което е два пъти по-високо от средноденонощната пределно допустима концентрация (ПДК) от 150 µg/m 3 . През 2000 г. на територията на Тамбов се наблюдава двукратно превишаване на максималната еднократна повърхностна концентрация на прах, т.е. възлизаше на 2 MPC.
Промишленият прах от индустриалните градове съдържа метални оксиди, много от които са токсични: оксиди на манган, олово, молибден, ванадий, антимон, телур. Тяхното влияние върху живия организъм зависи от размера на праховите частици, тяхната природа и химичен състав (фиг.).
Суспендираните частици не само затрудняват дишането, причиняват алергии и отравяния, но и водят до изменение на климата, тъй като отразяват слънчевата радиация и затрудняват отделянето на топлина от Земята. Прахът ускорява разрушаването на метални конструкции, сгради и съоръжения. Намалената прозрачност на атмосферата допринася за създаването на смущения в авиацията и корабоплаването, което често е причина за големи транспортни произшествия.
Подобна информация.
Координати: имейл [имейл защитен] , [имейл защитен]
Icq 170552870, телефон 89168119086. www.wiseowl.ru
ВЪВЕДЕНИЕ 2
1. Обща характеристика на атмосферата и нейното замърсяване 3
2. Характеристики на изменението на климата 5
3. Въглероден диоксид и парниковият ефект 7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
ЛИТЕРАТУРА 12
ВЪВЕДЕНИЕ
„Състоянието на атмосферата. Причини за замърсяване на въздуха. Въглеродният диоксид и парниковият ефект, изменението на климата” е една от най-важните и актуални теми в екологията днес.
Темата на творбата е актуална, защото на прага на XXI век. човечеството е изправено пред парадоксален факт: от една страна, научно-техническият прогрес, съчетан с екологичната неграмотност, причинява деградация на околната среда; от друга страна, само човекът трябва да стане гарант за опазване на природата. Сега, когато човек, според определението на В. И. Вернадски, се превърна в „огромна геоложка сила“, трябва да защитим околната среда от човек и за човек, което е само част от проблемите, решени от екологията.
Целта на работата е да се разгледа състоянието на атмосферата, причините за замърсяването на атмосферата, както и характеристиките на въглеродния диоксид и парниковия ефект и тяхното въздействие върху атмосферата.
Основни цели:
Проучете литературата по проблема на изследването.
Въз основа на теоретичен анализ на изследването на проблема, да се систематизират знанията за състоянието на атмосферата и причините за нейното замърсяване.
Разгледайте същността и спецификата на изменението на климата, характеристиките на въглеродния диоксид и парниковия ефект.
Да систематизира и обобщи съществуващите в специалната литература научни подходи към този проблем.
За покриване на темата е определена следната структура: работата се състои от увод, основна част и заключение. Заглавията на основната част отразяват нейното съдържание.
1. Обща характеристика на атмосферата и нейното замърсяване
Един от основните екологични проблеми е замърсяването на въздуха. Въздухът е един от основните природни ресурси. Атмосферата е определящото условие за живота на планетата. Известно е, че човек може да живее без храна - 5 месеца, без вода - 5 дни и без въздух - по-малко от 5 минути. Качеството на атмосферата определя живота и здравето на хората, съществуването на флората и фауната. Най-замърсен е въздухът.
Съсредоточен е в пласт с дебелина 5,5 км. маса на цялата атмосфера, а в слой от 40 km - 99% от общата маса на атмосферата.
Долната част на атмосферата (приблизително 15 km) е тропосферата. В него има интензивно турбулентно смесване, духат ветрове и по този начин температурата рязко намалява с височина (приблизително 6 ° C на 1 km). На надморска височина около 55 км тя е минимална - 3°C, след което има интензивно повишаване на температурата.
Съставът на въздуха е основно: N2 - 79%, O2 - 20 ... 21%, и малко количество CO2, инертни газове, водород. ср м. м. - 29 g / mol.
Един от най-важните екологични проблеми в повечето страни е замърсяването на въздуха. Град с население от 1 милион души годишно отделя в атмосферата 10 милиона тона водна пара, 2 милиона тона газове (SO2, CO2, NO2 и др.). Приблизително 20 хиляди тона прах и 150 тона тежки метали (Pb, Zn, Cd и др.) 1 .
Според Световната здравна организация (СЗО) през 90-те години на миналия век в 27 от 54 изследвани страни концентрацията на SO2 надвишава стандартните норми (40–60 µg/dm3). Милано отваря списъка на градовете с високо замърсяване на въздуха, следван от Техеран, Сеул, Рио де Жанейро, Париж, Пекин, Мадрид.
Основният показател, характеризиращ състоянието на атмосферата, е концентрацията на вредни вещества и нейното съотношение с ПДК или максимално допустимите емисионни норми (МДЕ).
ГДЕ се определят на базата на ПДК, като се отчита разсейването на емисиите и припокриването им с фоновото замърсяване.
Взето е предвид и комбинираното въздействие на няколко източника на замърсяване. За продукти от горенето (CO2, SO2 и др.) МДГ се изчислява съгласно формула 2:
където ПДК е максимално допустимата концентрация; ОТ f е фоновата концентрация на емитираното вещество, равна на нула; з– височина на тръбата, m; Vе обемът на емисиите, m3/s; Δ T– превишение на температурата на емисиите над температурата на въздуха; н– брой източници на замърсяване; НО– безразмерен коефициент, който определя условията за разсейване на примесите в атмосферата, за RF е 120 Ее безразмерен коефициент, който отчита скоростта на утаяване на примесите (за газове Е= 5); м, нса безразмерни коефициенти, които отчитат условията за изпускане на газове от източници на емисии: м≅ 0,4; н= 1 … 3.
Много често емисиите на компанията са по-високи от МДГ и тя не може да ги намали при никакви обстоятелства (Байкалският целулозно-хартиен комбинат, който все още работи, е източник на диоксин).
За такива предприятия се определят временно договорени емисии (TAE), изчислени за дългосрочна програма за намаляване на емисиите.
Вкисляването на дъждовете, а след това на почвите и природните води, първоначално протича като скрит, незабележим процес. Чистите, но вече подкислени езера запазиха измамната си красота. Гората изглеждаше същата като преди, но вече бяха започнали необратими промени.
Киселинните дъждове най-често засягат ела, смърч, бор, тъй като смяната на игличките е по-рядка от смяната на листата и натрупва повече вредни вещества за същия период от време. При иглолистните дървета иглите пожълтяват и падат, короните изтъняват, тънките корени се повреждат. При твърдата дървесина цветът на листата се променя, зеленината пада преждевременно, част от короната умира и кората е повредена. Няма естествено възобновяване на иглолистните и широколистните гори. Тези симптоми често са придружени от вторични лезии от насекоми и болести по дърветата. Поражението на дърветата все повече засяга младите гори.
Ефектът на серния диоксид и неговите производни върху хората и животните се проявява предимно в поражението на горните дихателни пътища. Под въздействието на серен диоксид и сярна киселина хлорофилът в листата на растенията се разрушава и следователно фотосинтезата и дишането се влошават, растежът се забавя, качеството на дървесните насаждения и добивите намаляват, а при по-високи и продължителни дози на експозиция, растителността умира.
Така наречените "киселинни" дъждове предизвикват повишаване на киселинността на почвата, което намалява ефективността на прилаганите минерални торове върху обработваемата земя, води до загуба на най-ценната част от видовия състав на дългосрочно обработваните сенокоси и пасища. Содно-подзолистите и торфените почви, които са широко разпространени в северната част на Европа, са особено податливи на влиянието на киселинните валежи.
За да се намалят материалните щети, чувствителните към автомобилните емисии метали се заменят с алуминий; върху конструкциите се нанасят специални газоустойчиви разтвори и бои. Много учени виждат развитието на автомобилния транспорт и нарастващото замърсяване на въздуха в големите градове с автомобилни газове като основна причина за увеличаването на белодробните заболявания.
Озоновият слой се намира в горната атмосфера (стратосферата) и съдържа голямо количество озон (O3). Започва на надморска височина от около 8 km над полюсите и 17 km над екватора. Целта му е да абсорбира късовълнова ултравиолетова радиация. През 1985 г. атмосферни учени от British Antarctic Survey съобщиха напълно неочакван факт: пролетното съдържание на озон в атмосферата над станция Хале Бей в Антарктида е намаляло с 40% между 1977 и 1984 г. между 1977 и 1984 г. Скоро това заключение беше потвърдено от други изследователи, които също показаха, че областта на нисък озон се простира отвъд Антарктида и обхваща слой от 12 до 24 км височина, т.е. голяма част от долната стратосфера.
Ултравиолетовите лъчи унищожават нормално стабилните CFC молекули, които се разпадат на силно реактивни компоненти, по-специално на атомен хлор. По този начин фреоните пренасят хлор от повърхността на Земята през тропосферата и ниската атмосфера, където по-малко инертните хлорни съединения се разрушават, в стратосферата, до слоя с най-висока концентрация на озон. Много е важно хлорът да действа като катализатор по време на разрушаването на озона: количеството му не намалява по време на химическия процес.
2. Характеристики на изменението на климата
Изменението на климата е причинено от промени в земната атмосфера, процеси, протичащи в други части на земята, като океани, ледници и ефекти, свързани с човешки дейности. Външните процеси, които формират климата, са промените в слънчевата радиация и орбитата на Земята 3 .
промяна в размера и относителната позиция на континентите и океаните,
промяна в яркостта на слънцето
промени в параметрите на земната орбита,
промяна в прозрачността на атмосферата и нейния състав в резултат на промени във вулканичните
земна дейност,
промяна в концентрацията на CO2 в атмосферата при взаимодействие с биосферата,
промяна в отразяващата способност на земната повърхност (албедо),
промяна в количеството налична топлина в дълбините на океана.
Помислете за основните промени в климата на Земята.
Времето е ежедневното състояние на атмосферата. Времето е хаотична нелинейна динамична система. Климатът е средно състояние на времето и, напротив, той е стабилен и предвидим. Климатът включва неща като средна температура, валежи, брой слънчеви дни и други променливи, които могат да бъдат измерени на определено място. На Земята обаче има и процеси, които могат да повлияят на климата.
Ледниците са признати за един от най-чувствителните индикатори за изменението на климата. Те значително увеличават размерите си по време на застудяване на климата (т.нар. „малки ледникови периоди“) и намаляват по време на затопляне на климата. Ледниците растат и се топят поради естествени промени и под въздействието на външни влияния. През миналия век ледниците не са успели да регенерират достатъчно лед през зимата, за да заместят загубата на лед през летните месеци. Най-значимите климатични процеси през последните няколко милиона години са ледниковите и междуледниковите цикли на настоящата ледникова епоха, движени от промените в орбитата на Земята. Промените в състоянието на континенталния лед и колебанията в морското равнище в рамките на 130 метра са в повечето региони основните последици от изменението на климата.
В десетилетен мащаб изменението на климата може да е резултат от взаимодействията между атмосферата и световните океани. Много колебания на климата, включително най-известната южна осцилация Ел Ниньо, както и колебанията в Северния Атлантик и Арктика, се дължат отчасти на способността на световните океани да съхраняват топлинна енергия и да пренасят тази енергия в различни части на океана. В по-дълъг мащаб термохалинната циркулация възниква в океаните, която играе ключова роля в преразпределението на топлината и може значително да повлияе на климата.
По-общо променливостта на климатичната система е форма на хистерезис, т.е. това означава, че текущото състояние на климата е не само следствие от влиянието на определени фактори, но и цялата история на неговото състояние. Например, по време на десет години суша езерата частично пресъхват, растенията умират и площта на пустините се увеличава. Тези условия на свой ред причиняват по-малко обилни валежи в годините след сушата. Че. изменението на климата е саморегулиращ се процес, тъй като околната среда реагира по определен начин на външни въздействия и променяйки се, самата тя е в състояние да повлияе на климата.
Животновъдството е отговорно за 18% от световните емисии на парникови газове, според доклада на UN Livestock Long Shadow от 2006 г. Това включва промени в използването на земята, т.е. изсичане на гори за пасища. В тропическите гори на Амазонка 70% от обезлесяването е за пасища, което беше основната причина, поради която Организацията по прехрана и земеделие (FAO) в своя селскостопански доклад от 2006 г. включи използването на земята под влиянието на пашата. В допълнение към емисиите на CO2, животновъдството е отговорно за 65% от емисиите на азотен оксид и 37% от емисиите на метан, които са с антропогенен произход.
3. Въглероден диоксид и парников ефект
Систематичните наблюдения на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата показват неговото нарастване. Известно е, че CO2 в атмосферата, подобно на стъклото в оранжерия, предава лъчистата енергия на Слънцето към повърхността на Земята, забавя инфрачервеното (топлинно) излъчване на Земята и по този начин създава т. нар. оранжерия (парник). ) ефект.
Вулканите също са част от геохимичния въглероден цикъл. В продължение на много геоложки периоди въглеродният диоксид се освобождава от вътрешността на Земята в атмосферата, като по този начин неутрализира количеството CO2, отстранено от атмосферата и свързано от седиментни скали и други геоложки поглътители на CO2. Този принос обаче не може да се сравни по големина с антропогенните емисии на въглероден окис, които според Геоложката служба на САЩ са 130 пъти по-високи от количеството CO2, отделяно от вулканите 4 .
Антропогенните фактори включват човешка дейност, която променя околната среда и влияе върху климата. В някои случаи причинно-следствената връзка е пряка и недвусмислена, като например ефекта от напояването върху температурата и влажността, в други случаи връзката е по-малко ясна. През годините са обсъждани различни хипотези за влиянието на човека върху климата. В края на 19-ти век в западната част на САЩ и Австралия например е популярна теорията „дъждът следва ралото“.
Основните проблеми днес са нарастващата концентрация на CO2 в атмосферата поради изгарянето на гориво, аерозолите в атмосферата, които влияят на нейното охлаждане, и циментовата промишленост. Други фактори като използване на земята, изтъняване на озоновия слой, добитък и обезлесяване също оказват влияние върху климата.
Започвайки да нараства по време на индустриалната революция през 1850 г. и постепенно да се ускорява, потреблението на гориво от човека доведе до повишаване на концентрацията на CO2 в атмосферата от ~280 ppm до 380 ppm. С този ръст прогнозираната концентрация до края на 21 век ще бъде над 560 ppm. Сега е известно, че атмосферните нива на CO2 са по-високи от всякога през последните 750 000 години. Заедно с нарастващите концентрации на метан, тези промени предвещават повишаване на температурата с 1,4-5,6°C между 1990 и 2100 г.
Смята се, че антропогенните аерозоли, особено сулфатите, отделяни от изгарянето на гориво, допринасят за охлаждането на атмосферата. Смята се, че това свойство е причината за относителното "плато" на температурната диаграма в средата на 20 век.
Производството на цимент е интензивен източник на CO2 емисии. Въглеродният диоксид се образува, когато калциевият карбонат (CaCO3) се нагрява, за да се получи циментовата съставка калциев оксид (CaO или негасена вар). Производството на цимент е отговорно за приблизително 2,5% от емисиите на CO2 от промишлени процеси (енергиен и индустриален сектор).
Глобалното изменение на климата е тясно свързано със замърсяването на атмосферата от промишлени отпадъци и изгорели газове. Влиянието на човешката цивилизация върху климата на Земята е реалност, чиито последствия вече се усещат. Учените смятат, че горещата вълна през 1988 г. и сушата в Съединените щати - до известна степен следствие, така нареченият ефект - от глобалното затопляне на земната атмосфера в резултат на увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид в нея поради до обезлесяването, което го абсорбира, и изгарянето на такива горива като въглища и бензин, което освобождава този газ в атмосферата. Въглеродният диоксид и други замърсители действат като филм или стъкло в оранжерии: те пропускат слънчевата топлина към Земята и я задържат тук. Като цяло температурата на земята през първите 5 мес. 1988 г. е по-висок от всеки подобен период през 130-те години, през които са правени измерванията. Може да се твърди, че причината за промяната на температурата е дългоочакваното глобално затопляне, свързано със замърсяването на околната среда. Тенденцията към затопляне не е природно явление, а следствие от парниковия ефект.
80-те години на миналия век, посочиха учените, са четирите най-топли години на миналия век, а 1988 г. счупи всички предишни рекорди. Компютърните прогнози обещават по-нататъшно затопляне през 90-те години. и в новото хилядолетие.
Както знаете, основният парников газ е водната пара. Следва въглеродния диоксид, осигуряващ през 80-те години. 49% допълнително увеличение на парниковия ефект спрямо началото на миналия век, метан (18%), фреони (14%), азотен оксид N2O (6%). Други газове представляват 13%.
Учените отдават изменението на климата на промените в съдържанието на "парникови" газове в атмосферата. Известно е550 как химичният състав на атмосферата се променя за 160 000 години. Тази информация е получена въз основа на анализ на състава на въздушните мехурчета в ледникови ядра, извлечени от дълбочина до 2 км в станцията Восток в Антарктика и Гренландия. Установено е, че през топлите периоди концентрациите на CO 2 и CH 4 са приблизително 1,5 пъти по-високи, отколкото през студените ледникови. Тези резултати потвърждават предположението, направено през 1861 г. от J. Tyndall, че историята на изменението на климата на Земята може да се обясни с промени в концентрацията на CO 2 в атмосферата.
Парниковият ефект ще наруши климата на планетата чрез промяна на критични променливи като валежи, вятър, облачност, океански течения и размера на полярните ледени шапки. Въпреки че последиците за отделни държавидалеч не е ясно, учените са уверени в общите тенденции. Вътрешността на континентите ще стане по-суха, а бреговете по-влажни. Студените сезони ще стават по-кратки, а топлите – по-дълги. Повишеното изпарение ще доведе до изсушаване на почвата върху обширни площи 5 .
Един от най-широко обсъжданите и опасени ефекти от парниковия ефект е прогнозираното покачване на морското равнище в резултат на покачващите се температури. Повечето учени смятат, че това покачване ще бъде относително постепенно, създавайки проблеми главно в страни с голямо население, живеещо на или под морското равнище, като Холандия и Бангладеш. По отношение на географските области, парниковият ефект може да има най-голямо въздействие върху високите ширини на северното полукълбо. Сняг и лед отразяват слънчева светлинав открития космос, без да позволява повишаване на температурата. Но поради затоплянето на всичко Глобусътплаващият арктически лед ще започне да се топи, оставяйки по-малко сняг и лед за отразяване.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обобщавайки работата, могат да се направят следните изводи:
Атмосферата е най-леката обвивка на Земята, която граничи с космическото пространство; Обменът на материя и енергия с космоса се осъществява чрез атмосферата. Съставът на атмосферата включва основно: N2 (78%); О2 (21%); CO2 (0,03%). Основният показател, характеризиращ състоянието на атмосферата, е концентрацията на вредни вещества и нейното съотношение с ПДК или максимално допустимите емисионни норми (МДЕ). ГДЕ се определят на базата на ПДК, като се отчита разсейването на емисиите и припокриването им с фоновото замърсяване.
Изменение на климата - колебания в климата на Земята като цяло или на отделни нейни региони във времето. Науката палеоклиматология се занимава с неговото изучаване. Причината за изменението на климата са динамичните процеси на Земята, външни влияния като колебанията в интензитета на слънчевата радиация, а напоследък и човешката дейност. Напоследък терминът "промяна на климата" се използва често (особено в контекста на политиката за околната среда) за обозначаване на промените в текущия климат.
Изменението на климата е причинено от промени в земната атмосфера, процеси, протичащи в други части на земята, като океани, ледници и ефекти, свързани с човешки дейности.
Систематичните наблюдения на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата показват неговото нарастване. Известно е, че CO2 в атмосферата, подобно на стъклото в оранжерия, предава лъчистата енергия на Слънцето към повърхността на Земята, забавя инфрачервеното (топлинно) излъчване на Земята и по този начин създава т. нар. оранжерия (парник). ) ефект. Един от най-широко обсъжданите и опасени ефекти от парниковия ефект е прогнозираното покачване на морското равнище в резултат на покачващите се температури.
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА
Валова (Копилова) В. Д. Екология: учебник. - М.: Издателство Дашков и К. 2007
Коробкин В.И., Переделски Л.В. Екология: учебник за ВУЗ. - М. 2005 г. - 576 с.
Повърхностни състояния атмосферанеприемливо и опасно. Антропогенни процеси замърсяваневъздушен басейн в повечето... . Това се дължи на много причини, и преди всичко неблагоприятен състояниевъздушен басейн на мегаполиси, ...
Тенденцията за пагубно въздействие върху глобалната екоклиматична обстановка се засилва необратимо.
В атмосферата се увеличава съдържанието на CO2 (въглероден оксид), процесът на разрушаване на озоновия екран на Земята протича интензивно, наблюдават се киселинни дъждове, които нанасят щети на всички живи същества, загиват ценни видове живи същества, намалява се плодородието на земята, водата се отравя, настъпва обезлесяване на земната повърхност.
Атмосферният въздух е просто необходим за всички живи същества на земята. Например, човек може да живее 30 дни без храна, 3 дни без вода и не повече от 3 минути без въздух. Сега никой не е изненадан от използването на вода, преминала през филтрите. Не е далеч денят, когато свеж въздух. Ситуацията с проблемите на опазването на атмосферния въздух в Русия е особено остра. В районите, където е съсредоточено 38% от градското население, не се извършва мониторинг на замърсяването на атмосферата, а в районите с 55% от населението се наблюдава много висок процент на емисии на вредни вещества. В Русия процедурата за мониторинг на емисиите на замърсители в атмосферния въздух е много слабо развита. Причините за това явление са следните:
1) отслабване на контрола върху околната среда;
2) отстраняване от решаването на специфични екологични задачи на местните власти;
3) съществуващи недостатъци в екологичното законодателство;
4) апатично отношение към проблема с опазването на атмосферния въздух.
Говорейки за мониторинга на състоянието на атмосферния въздух, трябва да се отбележи, че той е поверен на Росхидромет. Според неговите показатели се определя качеството на състоянието на атмосферния въздух, но, за съжаление, не и източникът на замърсяване. Оказва се, че според информацията, предоставена от Росхидромет, е невъзможно да се подадат искове за превишаване на нормата за замърсяване на въздуха. Значението на атмосферния въздух за човечеството и околната среда не може да бъде надценено. Тази среда, без която би било невъзможно да си представим разпространението на звука, без която нямаше да има човешка реч. Атмосферата предотвратява удара на метеоритите със земята, разпределя слънчевата светлина и предпазва земята от прегряване. Атмосферата обаче се замърсява от емисиите на газообразни производствени отпадъци.
Основните източници на замърсяване на въздуха в Русия са:
1) топлоелектрически централи;
2) предприятия от черната и цветната металургия;
3) нефтохимически предприятия;
4) предприятия за строителни материали;
5) превозни средства.
Трябва да се отбележи, че в енергетиката у нас се отделя голям дял прахови емисии, огромен процент на серен оксид и азотен оксид.
Ако отворите страниците на историята, виждаме, че през 1952 г. в Лондон са загинали 4 хиляди души поради повишеното ниво на замърсяване на въздуха.
От отделянето на замърсители в атмосферния въздух страдат както растенията, така и животните. За никого не е тайна значението на такъв зелен пигмент в растенията като хлорофил. Но хлорофилът се разрушава под въздействието на серен диоксид и сярна киселина и следователно има влошаване на процеса на фотосинтеза. Особено забележимо е вредното влияние на серния диоксид и сярната киселина върху добивите.
Замърсеният въздух води до следните проблеми:
2) парников ефект;
3) озонови "дупки";
4) повърхностен озон;
5) повишаване на заболеваемостта;
6) намаляване на плодородието на земята;
7) киселинен дъжд.
Смогът, или както още се нарича фотохимична мъгла, възниква поради прекомерното отделяне на токсични вещества от автомобилния транспорт, от горски пожари, изгаряне на въглища и др. Смогът има много пагубен ефект върху човешкото тяло.
При смог се наблюдава намаляване на видимостта, възпаление на очите, появата на задушаване, появата на бронхиална астма.
Историята на Русия помни много добре последствията от фотохимичната мъгла от 1972 и 2010 г. През 2010 г. Москва превишава MPC няколко пъти. Превишенията на въглероден оксид са 7 пъти, на неразтворени вещества - 16 пъти, на азотен диоксид - над 2 пъти. Това явление рязко повлия на броя на смъртните случаи в Москва, който по това време се удвои. Смогът беше придружен и от масова смърт на животни в московските паркове и в подмосковните гори. Причината за смога е пресушаването на блатата и добива на торф от тях, което предизвиква торфени пожари.
Парниковият ефект е придружен от глобални климатични промени. Това се случва чрез отделяне на въглероден диоксид в атмосферата, който се създава от изгарянето на въглища, газ, нефт и бензин, обезлесяването на земната повърхност, което ги забавя. Както вече беше отбелязано, парниковият ефект има неблагоприятни последици както за хората, така и за околната среда. Намаляването на производството на храни, причинено от загуба на реколта поради суши или наводнения, неизбежно ще доведе до недохранване и глад. Повишаването на температурата рязко влияе върху обострянето на заболявания на сърцето, кръвоносните съдове и дихателните органи.
Трябва да се отбележи, че разширяването на местообитанието на животни, които са носители на опасни инфекциозни заболявания. Например, можете да донесете акари, които причиняват това опасна болесткато енцефалит, пренасян от кърлежи.
Този проблем изисква незабавни действия.
Киселинният дъжд нанася огромни щети на природата. Те съдържат сярна и азотна киселина, чиито източници са природни процеси или антропогенни дейности.
Невъзможно е да не споменем версията на учени от Масачузетския технологичен институт за причината за така известното историческо явление като пермското масово измиране. Според хипотезата на учените преди 252 милиона години причината за изчезването на почти целия живот на Земята е киселинният дъжд. Пермското масово измиране се смята за една от най-големите катастрофи на биосферата в историята на Земята. Това доведе до изчезването на повече от 90 процента от всички морски видове и 70 процента от видовете сухоземни гръбначни животни. Освен това изчезнаха повече от 80 вида от целия клас насекоми. Катаклизмът удари тежко и света на микроорганизмите. Но в средите на учените няма еднозначност в тази версия. Според американски учени изчезването може да е настъпило поради киселинни дъждове, причинени от силни емисии на различни вещества в атмосферата, включително сяра.
Катастрофични и такива явления като ерозия, деградация и замърсяване на земята.
Много неприятен е фактът, че почвите на земеделските земи в Русия годишно губят милиард и половина тона плодороден слой поради ерозия. По отношение на намалението на добива поради ерозия, то надхвърля почти 50%. Важна роля в борбата с ерозията играят агротехническите мерки, изграждането на хидротехнически съоръжения и др. Деградацията на земята възниква в резултат на нарушаване на растителната покривка поради разработването на минерални находища, геоложки проучвания и др. Голяма опасност представлява замърсяването на земите от сметища за битови и промишлени отпадъци. Земите в районите на промишлени предприятия са замърсени с токсични вещества. Делът с изключително опасно замърсяване на земята в Русия възлиза на 730 хиляди хектара.
Трябва да се спомене и опасното въздействие на приземния озон върху човешкото здраве и околната среда. Озонът е по-тежък от кислорода и се произвежда от химична реакциямежду азотни оксиди (NOx) и летливи органични съединения (ЛОС) в присъствието на слънчева радиация. Основните източници на тези съединения са емисии от промишлени предприятия, топлоелектрически централи, отработени газове от автомобили и бензинови пари. Озонът е много опасен в райони с високи температури. Не става дума за озон в стратосферата, а за озон в тропосферата. Влиянието на озоновия слой в стратосферата е по-малко опасно от приземния озон.
Според учените разширяването на озоновата дупка с един процент води до увеличаване на заболеваемостта от рак на кожата с 3-6%. Приземният озон е опасен за белодробни заболявания, задушаване, влошаване на състоянието на пациенти с бронхит и астма. Постоянното излагане на озоновата зона причинява белези в белите дробове. Озонът има много пагубен ефект върху растителността. Наблюденията и редица експерименти в Америка показват, че нейните жители живеят в райони, където делът на озон надвишава допустимите граници. В Русия може да се проследи същата ситуация, но, за съжаление, подобни изследвания се провеждат много рядко. В Русия се обръща много малко внимание на въпроса за приземния озон. Не само в бившия СССР, но в днешна Русия не е имало случай на провеждане на конференции, специално посветени на приземния озон. От резюметата на доклада на S.N. Котелников, че общите щети за здравето на населението на Русия от замърсяването на въздуха са повече от 37 милиарда евро годишно. В много региони той е съпоставим с растежа на брутния регионален продукт.
