Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

Або люди зроблять так, щоб на Землі було менше димів,

Або дими зроблять так, щоб на Землі було менше людей.

Л. Баттон

§ 48. АНТРОПІЧНИЙ ВПЛИВ НА АТМОСФЕРУ

Основні поняття й ключові терміни: ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ. Охорона атмосфери.

Пригадайте! Які є види забруднень?

Поміркуйте!

Головними хімічними складниками повітря є азот (78,08 %), кисень (20,96 %) та інертні гази (0,94 %). Кількість їх у повітрі не змінюється, вони є сталими складниками повітря. У повітрі є ще й змінні складники (СО2, СН4, О3), кількість яких може змінюватись, особливо в умовах техногенного забруднення атмосфери. Якими є змінні складники повітря в умовах забруднення атмосфери?

ЗМІСТ

Яким є антропічний вплив на атмосферу?

ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ - надходження в повітря газуватих хімічних речовин, твердих часточок і біологічних матеріалів, що можуть чинити негативний вплив на організми та їх угруповання. Часто ефект забруднювачів є опосередкованим та виявляється лише через тривалий час (наприклад, дія фреонів на природні екосистеми через руйнування озонового шару). Забруднення атмосфери може бути локальним й глобальним, природним (вулкани, космічний вплив, лісові пожежі) й антропічним.

Основні антропогенні забруднювачі атмосфери. Найбільш поширеними та небезпечними категоріями забруднювачів є: атмосферний пил (попіл, сажа), аерозолі, вуглеводні (СН4, С2Н4, поліциклічні ароматичні вуглеводні, бензопірен), вуглекислий газ, чадний газ (CO), оксиди Нітрогену (NO, NO2), оксиди Сульфуру (SO2, SO3), ванадій(V) оксид (V2O5), тропосферний озон (сильний фотоокисник з небезпечною дією на органи дихання).

Види забруднень атмосфери. За будовою та характером впливу на атмосферу забруднення умовно поділяють на: механічні (пил цементних заводів, дим і сажа від спалювання вугілля) та хімічні (пилуваті або газуваті речовини, що можуть вступати в хімічні реакції). За агрегатним станом усі забруднювачі поділяють на тверді, рідкі й газуваті. Саме газуваті забруднювачі становлять майже 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Основні джерела атмосферного забруднення - теплоенергетика, промисловість, автотранспорт, нафто- і газопереробна промисловість, випробування ядерної зброї тощо. Атмосферу забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується в усьому світі. Серйозної шкоди довкіллю завдають хімічна промисловість і сільське господарство (забруднення амоніаком). Дуже серйозними для людства є загрози забруднення атмосфери радіоактивними речовинами та зменшення вмісту кисню внаслідок спалювання палива різних видів.

Отже, склад атмосфери в умовах антропічного впливу почав якісно змінюватися; у ній у все більших кількостях накопичуються шкідливі речовини.

Які екологічні проблеми є наслідками забруднення атмосфери?

Руйнування озонового шару вуглеводнями (наприклад, хлорофторовуглеводнями CFCl3, CF2Cl2, що використовуються в холодильній промисловості й у виробництві аерозолів) призводить до утворення озонових дір. Озонові діри - локальні ділянки озоносфери, Де концентрація стратосферного озону істотно (на 40-50 %) менша за звичайну. Поява озонових дір становить реальну екологічну небезпеку для відповідного регіону через послаблення захисту всього живого від згубної дії «жорсткого» ультрафіолетового випромінювання.

Підвищення концентрації СО2 і СН4 внаслідок спалювання органічного палива зумовлює парниковий ефект. Парниковий ефект, тепличний ефект - нагрівання нижніх шарів атмосфери і поверхні Землі внаслідок поглинання водяною парою, вуглекислим газом відбитого від поверхні планети теплового випромінювання. За останні 200 років вміст СО2 в атмосфері зріс майже на 25 %, а температура підвищилася на 0,5 °С.

Викиди вихлопних газів - основна причина перевищення ГДК токсичних і канцерогенних речовин в атмосфері великих міст й утворення смогів. Смог - видиме сильне забруднення повітря, що характеризується поєднанням часточок пилу, краплин туману, газуватих забруднювачів і диму. Джерелами смогу є й продукти згоряння вугілля, мазуту, дизельного палива (тетраетилсвинець, оксиди Сульфуру).

Іл. 75. Ліс після кислотних опадів

Утворення кислотних опадів внаслідок забруднення атмосфери сульфур(IV) оксидом, оксидами Нітрогену, хлороводнем. Кислотні опади - атмосферні опади, кислотність яких перевищує нормальне значення (рН ≤ 5,5). Оксиди, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи ТЕС і автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні краплинки сульфатної та нітратної кислот, що випадають на поверхню Землі. Фільтруючись у ґрунті, вода кислотних дощів забирає багато необхідних біоелементів (Кальцію, Магнію, Калію, Натрію). Їхнє місце займають токсичні метали, що чинять негативну дію на видовий склад редуцентів (іл. 75).

Близько 20 % забруднювачів атмосфери є мутагенами і становлять загрозу здоров'ю не тільки нинішнього, а й наступних поколінь. Забруднення повітря:

  • 1) знижує адаптаційні можливості організму і, як наслідок, стійкість до негативних чинників;
  • 2) підвищує рівень захворюваності, насамперед органів дихальної системи;
  • 3) негативно впливає на рівень смертності.

У населення, яке проживає в місцях з інтенсивним забрудненням атмосферного повітря, підвищується кількість імунодефіцитів. Зростають кількість захворювань на хронічний бронхіт і поширеність бронхіальної астми, підвищується рівень онкологічних захворювань дихальної системи.

Отже, головними глобальними екологічними наслідками забруднення атмосфери є парниковий ефект, озонові діри, кислотні опади, смог.

Які заходи охорони атмосфери від забруднення?

Охорона атмосферного повітря - система заходів, пов'язаних із збереженням, поліпшенням та відновленням стану атмосферного повітря, запобіганням і зниженням рівня його забруднення та впливу на нього хімічних, фізичних і біологічних забруднювачів. Сталий розвиток країн передбачає регулювання усіх сфер діяльності таким чином, аби економічний розвиток сприяв соціальному благополуччю населення, не завдаючи при цьому шкоди довкіллю.

До основних заходів охорони атмосферного повітря належать:

  • економічні заходи (застосування підприємствами екологічних фільтрів, абсорберів для очищення повітря, раціоналізація процесів спалювання, створення безвідходних технологій виробництва);
  • організаційні заходи (створення санітарно-захисних зон для підприємств - джерел забруднення, озеленення й зонування населених місць, перехід на експлуатацію екологічного транспорту, впровадження «зелених» альтернатив);
  • соціальні заходи (контроль технічного стану транспортних засобів, складу палива; утилізація сміття);
  • законодавчі правові заходи (розробка нормативів, стандартів, прийняття законів).

Для визначення якості повітря фактичні концентрації забруднювачів порівнюють з ГДК. На цій основі й формується комплексний індекс забруднення атмосферного повітря (КІЗА). За цим індексом найбільш забрудненими містами України у 2018 р. (дані Центральної геофізичної обсерваторії ім. Б. Срезневського) вважалися Маріуполь, Одеса, Луцьк, Дніпро, Київ, Кривий Ріг, Запоріжжя. Найменш забрудненим повітря було в таких містах, як Горішні Плавні Полтавської області, Ізмаїл, Світловодськ, Чернівці.

Спостереження за концентрацією пилу, нітроген (IV) оксиду, сульфур (IV) оксиду, карбон (IV) оксиду (вуглекислого газу), плюмбум (IV) оксиду, бензопірену, формальдегіду та радіоактивних речовин є обов'язковими. Інші речовини можуть бути включені до програми спостережень за рішенням органів місцевого самоврядування відповідно до специфіки екологічної ситуації.

У нашій країні правові й організаційні основи та екологічні вимоги в галузі охорони атмосферного повітря визначає Закон України «Про охорону атмосферного повітря» (1992).

Отже, для охорони атмосфери необхідні різноманітні та скоординовані заходи на різних рівнях організації суспільства.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Змінні складники повітря й забруднення атмосфери

Заповніть таблицю та визначте екологічне значення змінних складників частин повітря в умовах забруднення атмосфери. Сформулюйте висновок про наслідки змін хімічного складу повітря.

Назва

Джерело

Екологічне значення

Вуглекислий газ

Вуглеводні

Сульфур(IV) оксид

Нітроген(IV) оксид

Тропосферний озон

Метан

Біологія + Поезія. Смог

У Ліни Костенко є рядки:

В Лос-Анжелесі пальми синтетичні

уже вростають коренем в асфальт.

Там смог навис, і сонце тяжко гріє,

потік машин тісніший череди...

У науці виокремлюють три види смогу: крижаний (аляскового типу), вологий (лондонського типу) та сухий, або фотохімічний (лос-анджелеського типу). Визначте причини та наслідки смогу, від якого потерпають великі міста усього світу.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Сталий розвиток. Медицина та економіка

За оцінками ВООЗ, близько 7 млн людей щороку помирають внаслідок дії забрудненої атмосфери на легені й серцево-судинну систему. Існують економічно доступні стратегії зі зменшення викидів у транспортному, енергетичному, сільськогосподарському, житловому секторах та сфері утилізації відходів. Назвіть захворювання, що їх спричиняє забруднене повітря. Наведіть приклади стратегій для зменшення викидів.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Що таке забруднення атмосфери? 2. Назвіть основні джерела забруднення атмосфери. 3. Назвіть екологічні проблеми, що виникли внаслідок забруднення атмосфери. 4. Що таке парниковий ефект? 5. Що таке охорона атмосфери? 6. Наведіть приклади заходів захисту атмосфери.

7-9

7. Яким є антропічний вплив на атмосферу? 8. Які екологічні проблеми є наслідками забруднення атмосферного повітря? 9. Назвіть заходи охорони атмосфери від забруднення.

10-12

10. Назвіть захворювання, що їх спричиняє забруднене повітря та наведіть приклади стратегій для зменшення викидів.