1. Экологические системы понятие,состав,границы,энергетика
 Скачать 354.42 Kb.
|
400млн. ,что вызовет повышение температуры на 1С, причём также с более значительным повышением в полярных областях.Проблема влияния антропогенной деятельности на изменение температуры всё ещё в стадии обсуждения. Конечно, нельзя сводить это воздействие просто к “Подъёму температуры на термостате”, поскольку глобальное распределение температуры связано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время. Содержание водяного пара также может измениться при изменении температуры. Таким образом, конечным результатом изменения концентрации CO2 в атмосфере могут стать сложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так и процессов образования осадков. Ранее предполагалось, что окислы азота, выбрасываемые транспортной авиацией, являются основной причиной разрушения озонового слоя. Однако количественные измерения показали, что этот источник ничтожен по сравнению с естественными. Из продуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они искусственного происхождения и широко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках. Озон составляет очень небольшую долю в атмосфере –менее одной миллионной доли и по объёму, и по массе. Основная его часть концентрируется в стратосфере- до 90%. Остальные 10% сосредоточены в нижних слоях атмосферы. Здесь озон уже является очень опасным загрязнителем воздуха. Он действует на дыхательные пути, раздражает глаза, нарушает рост растительности и т.д. концентрация его в воздухе, используемом для дыхания, не должна превышать 150-200 мкг/м^3. Озон образуется в результате электрических разрядов, но гораздо более важными являются фотохимические реакции с участием веществ-посредников (окислы азота или углеводороды). В больших городах в результате промышленных и автомобильных выбросов, которые взаимодействуют друг с другом и с другими газами, образуются сложные химические соединения, возникает фотохимический смог, имеющий высокую концентрацию озона. В связи с тем что экологическая роль озонового слоя в глобальном масштабе велика, многие страны приступили к немедленным практическим действиям. Уже в 1978г. США, Канада и Скандинавские страны запретили применение фреонов в аэрозольных баллончиках там, где в этом нет необходимости. В заключении заметим, что пока наши знания недостаточны, чтобы определить основные причины колебания содержания озона в атмосфере и объяснить его механизм. Поэтому любые прогнозы следует воспринимать как гипотетические. 14.Последствия загрязнения атмосферного воздуха. Дело в том, что причины возникновения загрязнения и способы предотвращения или снижения уровня загрязнения окружающей природной среды составляют достаточно важную часть в изучении экологии, однако, это не является всем предметом изучения. Одинаково важны с точки зрения использования нашей окружающей среды способы, которые охраняют наследие плодородной почвы, чистый воздух, пресная чистая вода и леса для тех, кто будет жить на нашей планете после нас. Задумайтесь о том, а живут ли счастливо и хорошо в нашем общем доме сейчас, животные, птицы, рыба и насекомые? К сожалению, ответ на этот вопрос будет отрицательным. С тех пор, как давным-давно появились первые древние люди, природа давала человеку все, в чем он нуждался – воздух, для того, чтобы дышать, пищу, для того, чтобы не умереть с голоду, воду, для того, чтобы утолить жажду, дерево, для того, чтобы строить дома и топить очаг. На протяжении многих тысяч лет человек жил в гармонии с окружающей его природной средой и человеку казалось, что природные ресурсы планеты неисчерпаемые. Но вот наступило двадцатое столетие. Как известно, двадцатое столетие стало временем научного и технологического прогресса. Те достижения и открытия, которые смог сделать человек в механизации и автоматизации индустриальных процессов, в химической промышленности, покорение космоса, создание станций, способных вырабатывать ядерную энергию, а также пароходы, которые могли ломать даже самый толстый лед – все это поистине удивительно. С наступлением этой индустриальной революции, отрицательное влияние человека на окружающую среду стало увеличиваться в геометрической прогрессии. Этот индустриальный прогресс стал причиной очень серьезной проблемы. На нашей планете все – почва, воздух и вода стали отравленными. Сегодня, практически во всех уголках планеты, за редким исключением, можно найти города с большим количеством машин, заводов и фабрик. Побочные продукты индустриальной деятельности человека затрагивают всех существ, живущих на планете. В последнее время очень много говориться о кислотном дожде, глобальном потеплении, истончении озонового слоя планеты. Все эти негативные процессы вызваны тоннами загрязняющих вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферный воздух промышленными предприятиями. Вы только представьте себе, каждый год в атмосферный воздух попадает приблизительно тысяча тонн промышленной пыли и других загрязняющих веществ. Большие города страдают от смога, они прямо-таки задыхаются. Ситуация осложняется тем, что в больших городах, как правило, практически нет зелени, деревьев, которые, как известно, являются легкими планеты. Транспорт – это один из главных загрязнителей окружающей природной среды. На сегодняшний день автомобили, с их бензиновыми и дизельными двигателями, стали главными источниками загрязнения атмосферы в промышленных странах. Огромные площади лесов, которые росли в Африке, Южной Америке и Азии, стали уничтожаться, обеспечивая потребности различных отраслей промышленности в Европе и Соединенных штатах Америки. Это очень страшно, потому что уничтожение лесов нарушает кислородный баланс не только в этих странах, но и на всей планете в целом. В результате, практически одноминутно исчезли некоторые разновидности животных, птиц, рыб и растений. Многие из животных, птиц и растений сегодня находятся на гране исчезновения, многие из них внесены в «Красную книгу Природы». Несмотря ни на что, люди до сих пор продолжают убивать животных для того, чтобы некоторые из людей могли носить шубы и меха. Задумайтесь, сегодня мы убиваем животных не ради того, чтобы добить себе пищу и не умереть с голоду, как это делали наши древние предки. Сегодня люди убивают животных ради забавы, ради того, чтобы получить их мех. Некоторые из таких животных, например, лисы, вполне реально подвергаются опасности навсегда исчезнуть с лица нашей планеты. Каждый час несколько видов растений и животных исчезает с лица нашей планеты. Реки и озера высыхают. Одним из самых ярких примеров отрицательного антропогенного влияния человека является Аральское море, которое стало намного меньше из-за отрицательного воздействия человека. Загрязнение атмосферного воздуха и мировых океанов, истощение озонового слоя и другие возникшие проблемы являются следствием небрежного отношения человека к экологии и окружающей нас среде. Защита окружающей среды стала той проблемой, над решением которой работают ученые всего мира. Должны быть предпринятые самые активные меры для того, чтобы создать международную систему экологической безопасности. На сегодняшний день уже сделано достаточно много шагов для обеспечения экологической безопасности всей планеты. 159 стран, все члены Организации Объединенных Наций, объединились в управление по охране окружающей природной среды. Было проведено достаточно много конференций, на которых обсуждались проблемы экологии, решение которых ни в коем случае нельзя откладывать. В России и большинстве республик бывшего Союза Советских Социалистических республик существуют некоторые территории, на которых состояние окружающей природной среды находится в прямо-таки бедственном положении. Местами бедствия, практически местами экологической катастрофы являются - Аральское море, озеро Байкал, Кузбасс, Семипалатинск и Чернобыль, и это некоторые из подобных, страшных областей. Основным источником загрязнения на данных территориях является радиация. Радиация коварна тем, что её не видно, как, например, пыль, а последствия этого загрязнения поистине чудовищны. Более, чем двадцать лет назад на берегу озера Байкал была построена целлюлозно-бумажная фабрика. В результате практически бесконтрольного загрязнения озера сточными водами, основным поставщиком которых и была целлюлозно-бумажная фабрика, более чем пятьдесят процентов пресной, одной из наиболее чистых вод планеты было потеряно. Из-за загрязнения изменилась в целом вся экологическая система озера. В 1986 году, атомная станция, расположенная в Чернобыле, это недалеко от Киева, взорвалась. Во время взрыва было выброшено очень опасное радиоактивное облако. Ситуация осложнялась не только наличие такого опасного взрыва, но и того, что из-за преобладающих ветров, были затронуты этим радиоактивным облаком многие страны Европы. Это, а также праведное негодование пострадавших от радиации стран, стало отправной точкой к тому, чтобы сократить изготовление таких смертельных промышленных и военных побочных продуктов. После той страшной катастрофы, которая произошла в Чернобыле, жителей близлежащих городов и деревень должны были быть срочно эвакуированы. Достаточно много людей, которые попали под смертоносное воздействие радиации, умерли, а, также, очень много людей осталось инвалидами. Экологические катастрофы наносят очень большой вред природе и окружающий среде, но больший вред экологические катастрофы причиняют человеку. Человечеству нужно принять верное решение – хочет ли оно жить или умереть. 15.Парниковый эффект: суть, причины, последствия, принимаемые меры защиты. Парниковый эффект. Некоторые атмосферные газы хорошо пропускают видимый свет и поглощают тепловое излучение планеты, вызывая общее потепление. Парниковый эффект на 50% обусловлен присутствием углекислого газа, 18% вносит метан и 14% фреоны. Увеличение количества СО2 в атмосфере вызвано в основном сжиганием топлива и сведением лесов под распашку, а также интенсивной минерализацией гумуса обширных пахотных земель. Метан поступает в атмосферу из болотистых районов, от переувлажненных почв рисовых плантаций, от многочисленных скотоводческих хозяйств, при вскрытии угольных месторождений. Метан — один из основных продуктов метаболизма жвачных, придающий характерный острый запах их выделениям. В ХХ в. количество СО2 в атмосфере выросло на 25%, а метана — на 100%, что повысило среднюю температуру на 0,5°С. При такой тенденции в ближайшие 50 лет температура может подняться на 3-5°С. Расчеты показывают, что таяние полярных льдов приведет к повышению уровня мирового океана на 0,5-1,5 м. В Египте окажутся затопленными 20-30% плодородных земель дельты Нила, под угрозой окажутся прибрежные селения и крупные города Китая, Индии и США. Общее количество осадков увеличится, но в центральных частях материков климат может стать более засушливым и пагубным для урожая, прежде всего зерновых и риса (для 60% населения Азии рис — основной продукт). Таким образом, даже небольшие изменения в газовом составе атмосферы опасны для природных экосистем. 16.Озоновый слой: значение,состав,возможные причины его разрушения, принимаемые меры защиты. Термосфера, магнитосфера. Тропосферы 4/5 массы атмосферы. Озоновый слой – 40 тон. 6500 раз ослабляет ультра-фиолетовое излучение. Причины разрушения O3 озонового слоя: (1) Cl2 природное извержение, антропогенный фактор. ClFCH – фреоны, CH4FxClx-1. Одна молекула Cl2 разрушает 100000 молекул O3. (2) NO2, NxOy. Разложение азотных удобрений. выхлопные газы ракет, машин, ядерные взрывы в атмосфере, 1 молекула NO2=10 молекул O3. (3) H2. Роль азона: Защита от УФ. Разрушение загрязнителей 3CO+O33CO2 Вредное действие азон оказывает в нижних слоях атмосферы: 0,000001 – доля полезного действия; 0,000001-0,000005 вредное вещество; больше 0,000005 ядовитое вещество (разрушение гемоглабина). Проблема озона имеет 2 аспекта: разрушение в верхних слоях (озоновый экран) и увеличение концентрации в околоземном пространстве. Озоновый экран располагается у полюсов 9-30 км, и у экватора на 18-32 км. Было замечено что содержание озона уменьшилось. Наиболее значительная потеря озона наблюдается над Антарктидой. Его уменьшилось на 40-50%. Пространство, в пределах которого регулируется уменьшение концентрации озона назыв. озоновая дыра. Размер дыры увелич. на 4 % в год. Основным фактором разрушающим озон яв. фреоны. Наиболее интенсивно озоновый слой нарушается весной из-за низких температур и повышенной облачности зимой способствует высвобождению хлора из фреонов, а хлор действует на озон весной, когда температура повышается. Другие причины разрушения озонового слоя называют вырубку лесов. Загрязнения разрушают озоновый слой. 17.Кислотные дожди:причины, механизм возникновения, влияние на растительный и животный мир, строения. Кислотные дожди — осадки, кислотность которых выше нормальной. Связаны с выбросами в атмосферу сернистого газа, сероводорода, окисла и диокисла азота, углекислого газа. Антропогенным источником SO2 является процесс сжигания ископаемого топлива. Происходят реакции: SO2+H2O=H2SO3+Q; H2SO3+O=H2SO4 или SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO. Негативное воздействие: подкисление озер и рек, деградация лесов, вымывание биогенов из почвы, влияние на людей и изделия. Двуокись серы – основной загрязнитель, и из-за него появ. кислотные осадки. Они действуют на почву. Водные экосистемы, растения, пямятники, строения и др. на почву кислотные осадки действуют отрицательно. Т.к. она и так кислая, так еще и осадками подкисляться. В почве резко увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кис. осадки повышают подвижность тяжелых металлов (свинца, ртути). Кис. осадки проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть. Питьевая вода ухудшается. Попадаю в водные источники, кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды. 18.Смоги: виды, механизм образования, влияние на здоровье людей. Смог — любое видимое загрязнение воздуха, обычно в сочетании дыма, влаги и пыли. Различают смог лондонского типа (влажный), и лос-анджелесского типа (сухой или фотохимический); второй содержит продукты разложения загрязняющих веществ солнечными лучами. Первый тип наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей возрастанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в аэрозоль серной кислоты; симптомы: удушье, резь в глазах, тошнота. Механизм образования фотохимического тумана: молекулы NxOy, содержащиеся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ультрафиолета, затем реагируют с кислородом, образуя озон; последний, реагируя с углеводородом выхлопов или выбросов нефтехимии, образует фотооксиданты, которые, накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, всячески вредят; симптомы: раздражение глаз, верхних дыхательных путей; понижается видимость, повреждаются зеленые насаждения, поверхность зданий. 19.Особая роль транспорта в химическом и акустическом загрязнении атмосферы и меры защиты от него. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя - источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 - 5 раз. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 - 3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине: Содержание свинца в бензине, г/л…………0,15 0,20 0,25 0,50 Концентрация свинца в воздухе, мкг/м3…..0,40 0,50 0,55 1,00 Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира составляет, %: Оксид углерода Оксиды Азота Углеводороды Москва 96,3 32,6 64,4 Санкт-Петербург 88,1 31,7 79 Токио 99 33 95 Нью-Йорк 97 31 63 В некоторых городах концентрация СО в течении коротких периодов достигает 200 мг/м3 и более, при нормативных значениях максимально допустимых разовых концентраций 40 мг/м3 (США) и 10 мг/м3 (Россия). В Московской области ОГ (отработанные газы автомобилей) CO,CH, CnHm - создают смог, и высокое давление приводит к тому, что дым горевших торфяников стелется по земле, не уходит вверх, суммируется с ОГ, в результате ПДК в сотни раз превышает допустимую норму. Это приводит к развитию широкого спектра заболеваний (бронхиты, пневмонии, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульты, язвы желудка, через который эти газы выделяются…) и увеличению смертности людей с ослабленным иммунитетом. Особенно трудно приходится детям6 бронхиты, бронхиальная астма, кашель, у новорожденных нарушение генных структур организма и неизлечимые болезни, в итоге увеличение детской смертности на 10% в год. У здоровых людей организм справляется с отравленным воздухом, но на это уходит так много физиологических сил, что в результате все эти люди теряют работоспособность, производительность труда падает, а мозг работает совсем плохо. Для уменьшения скольжения при езде автомобилей зимой улицы посыпают солью, создавая при этом невероятную грязь и лужи. Эта грязь и сырость переносится в троллейбусы и автобусы, в метро и переходы, подъезды и квартиры, обувь от этого портится, засоление почвы и рек убивает все живое, губит деревья и травы, рыба и вся водяная живность- разрушается экология. В России на 1 км автомобильных дорог приходится от 2 до 7 га. При это не только изымаются сельскохозяйственные, лесные и другие земли, но и происходит расчленение территории на отдельные замкнутые участки, что нарушает обитания популяций диких животных. Около 2млр тонн нефти потребляет автомобильный и дизельный транспорт6 автомобили, трактора, суда, комбайны танки, самолеты. Разве это не безумие, 2млр тонн нефти выбрасывать на ветер и только 39млн тонн использовать для перевозки грузов. При этом , например, в США нефть закончится через 10 лет, через 20 лет останется военный резерв через 30 лет черное золото будет стоить дороже желтого. Если не изменить расход нефти , то через 40 лет не останется ни капли. Без нефти цивилизация погибнет, не достигнув зрелого возраста, способности возродить цивилизацию в другом месте. Меры предпринимаемые в России для уменьшения отрицательного влияния автотранспорта на окружающую среду : Принимаются меры для улучшения качества отечественного автомобильного топлива: растет выпуск высокооктанового бензина российскими заводами, организовано производство экологически более чистого бензина в АО «Московский нефтеперерабатывающий завод». Однако импорт этилированных бензинов сохраняется. В результате в атмосферу от автотранспорта поступает меньше свинца. Существующее законодательство не позволяет ограничить ввоз в страну старых автомобилей с низким эксплуатационными характеристиками, и количество иномарок с большим сроком службы, не отвечающих нормам государственных стандартов. Контроль за соблюдением экологических требований при эксплуатации автотранспорта осуществляют региональные отделения Российской транспортной инспекции Минтранса в тесном взаимодействии с Госкомэкологии России. В ходе широкомасштабной операции « Чистый воздух», в которой приняли участие все отделения Ространсинспекции, установлено, что практически во всех субъектах РФ доля автомобилей, эксплуатируемых с превышением действующих нормативов по токсичности и в отдельных регионах достигает 40%. По предложению отделений Ространсинспекции на большинстве территорий субъектов РФ введены талоны токсичности для автомобилей. В последние годы, несмотря на рост числа автомобилей, в Москве наметилась тенденция стабилизации объема выбросов вредных веществ. Основные факторы, позволяющие поддерживать такую ситуацию внедрение католических нейтрализаторов отработавших газов; ввод в действие обязательного экологического сертифицирования автомобилей, принадлежащих юридическим лицам; существенное улучшение топлива на АЗС. В целях снижения загрязнения окружающей среды продолжается перевод предприятий дорожного хозяйства с жидкого топлива на газ. Принимаются меры для улучшения экологической ситуации в районах размещения асфальтобетонных заводов и асфальтосмесительнх установок6 модернизируется очистное оборудование, совершенствуются мазутные горелки. 3. Акустическое загрязнение 3.1 Физика шума Определение. Шум - беспорядочное сочетание различных по уровню и частоте звуков. Основной параметр измерения шума - интенсивность звукового давления (сила звука или громкость). Стандартная единица измерения интенсивности звукового давления 1 дБ - минимальный звук, слышимый средним человеком. Шкала децибел является логарифмической, т.е. источник звука в 70 дБ в 10 раз громче источника в 60 дБ и в 100 раз громче звука в 50 дБ. Акустическое загрязнение наиболее интенсивно в промышленных зонах, где тяжелое оборудование, моторизированные и авиатранспортные средства имеют высокую концентрацию. Общее акустическое загрязнение в мире увеличивается примерно на 1 дБ в год начиная с 1980-х. Пример: Реактивный самолет - до 120 дБ Рок-концерт - 110 дБ Тяжелый грузовик - 90 дБ на расстоянии 15 м Груженый поезд - 75 дБ на расстоянии 15 м Автомагистраль - 65-80 дБ в зависимости от времени суток, плотности транспортного потока и типа покрытия. Средний фоновый шум в типичном доме сегодня 40-50 дБ. 3.2 Влияние шума на здоровье человека Наиболее заметное физиологическое влияние шум оказывает на здоровье. Это воздействие может быть временным или постоянным и вызывать нарушение нормальной деятельности или просто общее раздражение. Эффект варьируется в зависимости от: индивидуальной чувствительности организма длительности воздействия природы шума и его громкости постоянности уровня шума Табл.2 Пороги воздействия шума Шумовой порог Уровень шума Результаты воздействия Средний индивидуальный порог воздействия шума воздействие 75 - 80 дБ в течение нескольких часов Временная потеря звуковой чувствительности на несколько часов Средний болевой порог шума, способный причинить физическую боль кратковременное воздействие 130 - 140 дБ Постоянная потеря звуковой чувствительности или частичная потеря слуха Высший уровень шума одиночный звук >150дБ Травматическая потеря слуха и повреждение внутреннего уха. Повседневное влияние шума на человека: повышенная раздражительность, сниженная производительность, головные боли, повышение активности язвенных заболеваний, утомление, аллергии 20.Органические загрязненности атмосферы: ПДК СС, ПДК м.р., ПДК р.з., при совместном присутствии нескольких загрязняющих в-в. Нормирование примесей в атмосфере Основной физической характеристикой примесей атмосферы является их концентрация, т.е. масса вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях (0 °С, 101,3 кПа). Концентрация примесей определяет физическое, химическое и другие виды воздействия вещества на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере. Максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающая вредного воздействия на здоровье человека, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК). Содержание примесей в воздухе нормируется отдельно для рабочей зоны и для населенных мест. ПДКр.з. рабочей зоны (мг/м3) - предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной работе в пределах 8 часов в течение всего рабочего стажа не может вызывать у работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки. ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе - это такие концентрации, воздействие которых на организм человека периодически или в течение всей жизни прямо или косвенно через экологические системы не приводит к возникновению заболеваний. Согласно санитарным нормам проектирования промышленных предприятий, для населенных мест устанавливаются два вида предельно допустимых концентраций: ПДКм.р. максимальная разовая и ПДКСС среднесуточная, ПДКм.р. максимальная разовая (мг/м3) -- концентрация вещества в воздухе населенных мест, которая при вдыхании в течение 20 мин. вызывает рефлекторных реакций в организме человека. ПДКс.с. среднесуточная (мг/м3) - концентрация вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. ПДКс.с. среднесуточная устанавливается для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного или другого влияния вещества на организм человека. Современные условия характеризуются одновременным загрязнением атмосферы множеством различных загрязнителей. В некоторых случаях совместно действующие вещества способны взаимно усиливать вредное действие друг друга. Такое явление называется эффектом суммации. Эффектом суммации обладают ацетон и фенол, формальдегид и соляная кислота, угарный газ и нитросоединения и др. В крупных промышленных центрах, где сосредоточено много предприятий, соблюдение лишь нормативов ПДК недостаточно для сохранения качества воздуха, Если каждый объект хозяйственной деятельности будет выбрасывать в атмосферу загрязняющие вещества в количествах, близких к верхнему пределу этих норм, суммарный эффект загрязнения атмосферы окажется значительно выше допустимого. Поэтому в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02-78 для каждого действующего или проектируемого источника загрязнения устанавливаются предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в атмосферу. 21.ПДВ (предельно допустимый выброс): определение(суть), принципы разработки и установления нормативов. |