Глобальная проблема экологии

Введение

Атмосфера Земли играет важную роль в жизни планеты: она содержит кислород, который необходим преобладающему большинству живых организмов для дыхания, и диоксид углерода, который потребляют растения, водоросли и цианобактерии в процессе фотосинтеза. Атмосфера - это защитный слой планеты, защищает ее обитателей от солнечного ультрафиолетового излучения.
Загрязнение атмосферы, оказывающее неблагоприятное влияние здоровью населения, животному и растительному миру, остается острой экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение.
Под загрязнением атмосферного воздуха Земли понимается привнесение в атмосферу новых, несвойственных для нее химических, физических и/или биологических веществ, также изменение их естественной концентрации.
Согласно сведениям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2015 год, около 3,7 миллионов человек в мире каждый год умирает из-за загрязненности атмосферного воздуха. Общее число смертей, связанных с неблагоприятным влиянием загрязненного воздуха как в помещениях, так и в атмосфере в общем, достигает приблизительно 7 миллионов в год. Данные Международного агентства по изучению рака свидетельствуют о том, что загрязненность воздуха является основной причиной появления и развития онкологических заболеваний.
В связи с вышесказанным тема работы является актуальной в настоящее время, так как от состояния атмосферного воздуха зависит жизнь и здоровье не только человека, но и всех живых организмов на Земле.
Целью работы является анализ загрязнения атмосферы Земли.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
Изучение истории вопроса загрязнения атмосферы
Анализ состояния атмосферного воздуха в настоящее время
Выявление путей решения проблемы загрязнения атмосферы


ГЛАВА 1. ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ВОПРОСА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
Абсолютно чистой от загрязнений атмосфера никогда не была, так как процессы разложения погибших животных и растительных организмов, а также лесные пожары всегда происходили с выбрасыванием в атмосферный воздух различных газообразных веществ и пыли с тех пор, как существует мир. Сначала деятельность людей оказывала влияние только на живое вещество суши и почву, а главным источником загрязнения атмосферного воздуха было употребление огня. Первое достижение человечества - использование огня - вызывало образование углекислого газа, дыма и золы; в связи с этим, атмосферный воздух всех городов даже в период ранней цивилизации должен был содержать в себе огромное количество загрязняющих веществ. Средневековые события свидетельствуют о том, что из-за примитивного состояния санитарии в городах Европы в это время не только дым от сжигания древесины отравлял воздух, но и гниющие на улицах остатки, отходы различных промыслов, в том числе таких вредных ремесел, как дубление кож. Больше двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран. Однако долгое время эти загрязнения происходили лишь локально. Дым и копоть загрязняли относительно небольшие площади атмосферы и полностью разбавлялись массой чистого воздуха в то время, когда заводов, фабрик и транспорта было мало. В далеком прошлом вся антропогенная деятельность негативно отражалась лишь на ограниченных площадях, а сила влияния была намного меньше мощности естественного круговорота веществ в природе. Таким образом, до XIX в. загрязнение атмосферы не было столь глобальным и не являлось экологической проблемой. Загрязнение атмосферного воздуха стало носить сущность экологической проблемы, касающейся интересов всего общества в мире, только с появлением и развитием промышленного производства.
Стремительный рост промышленности и транспорта в XIX веке привел к тому, что такое количество попадающих в воздух загрязняющих веществ не может больше улетучиваться. Их концентрация увеличивается, и это влечет за собой опасные и даже трагические последствия для биосферы.
С появлением каменного угля как источника тепла загрязненность атмосферы начинает увеличиваться в ускоренном темпе. В XIX веке, когда начали активно развиваться промышленность, транспорт и энергетика, в сферу промышленного производства начали вовлекаться огромные массы химических элементов, извлекаемых из земных недр. При этом негативному влиянию стала подвергаться не только наружная часть земной коры, но также гидросфера и атмосфера.
В середине XX века некоторые элементы природы стали использоваться в таком количестве, которое сравнимо с массами, вовлечёнными в природные круговороты. Продолжающийся процесс добычи угля, органического горючего топлива и природного газа, для целей получения электроэнергии и высокой температуры, массового распространения автомобильного транспорта, развития химических и металлургических заводов и фабрик – это все приводит к увеличению и накоплению различных химических веществ в атмосфере, которые оказывают отрицательное влияние на состав атмосферы в планетарном охвате. Увеличение концентрации оксида азота, окиси серы и углерода оказывает негативное воздействие на различные компоненты биосферы. 
В настоящее время проблема загрязнения атмосферы распространена по всему миру, но наиболее сконцентрирована в крупных мегаполисах и районах с развитой промышленностью.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ
В настоящее время главными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися в процессе производственной и иной деятельности человека являются диоксид серы (SО2), оксиды азота (NО2), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю выпадает около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Кроме основных загрязнителей, в атмосфере городов и поселков находится еще более 70 вредных веществ с различными наименованиями, наряду с которыми — формальдегид, соединения свинца, фтористый водород, фенол, аммиак, бензол, сероуглерод и др. Во многих городах России именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни

.
Данные Организации Объединенных Наций доказывают, что в атмосферу каждый год выбрасывается 110 млн. тонн оксида серы; 70 млн. тонн оксида азота; 180 млн. тонн оксида углерода; 70 млн. тонн неочищенных ядовитых газов; 60 млн. тонн зависших частиц; 700 тыс. тонн фреонов (соединений тяжелых металлов); 500 тыс. тонн свинца; 100 тыс. тонн токсичных химикатов; 10 тыс. тонн ртути.
Выделяют 2 больших класса источников загрязнения атмосферы: естественные и искусственные (антропогенные). К естественным источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ. К искусственным или антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, отходы производства и потребления.
Естественные источники загрязнения атмосферного воздуха являют собой такие опасные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. При извержении вулканов в атмосферу попадает огромное количество различных газов, водяных паров, твердых частиц, пепла и пыли. Например, в процессе извержения вулкана Кракатау в 1883 году в атмосферу было выброшено примерно 150 млрд. т пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы оставались в верхних слоях атмосферы в продолжение нескольких лет.
При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так как в воздух попадают загрязняющие вещества с высокой температурой.
В значительной степени загрязняют атмосферный воздух крупные лесные пожары. Чаще всего они происходят в годы сильной засухи. В России наиболее опасны лесные пожары в таких районах как Дальний Восток, Сибирь, Республика Коми, Урал. В среднем за год сгорает и уничтожается на корню до 20-25 млн. кубометров древесины в лесах.
Пыльные бури происходят вследствие переноса мощным ветром поднятых с земли мельчайших частичек почвы. При крупных бурях в атмосферу попадает до 50 млн. тонн пыли и загрязняющих веществ, находящихся на поверхности земли. Причинами, провоцирующими пыльные бури являются засуха, суховеи; побуждают их такие антропогенные виды деятельности, как усиленная распахивание земель, пастьба скота на больших площадях, истребление лесов и кустарников. Наиболее часто происходят пыльные бури в степях, полупустынных и пустынных регионах. В России крупные пыльные бури происходили в 1928-м, 1960-м, 1969-м, 1989 годах.
В общем, эти природные явления имеют заметный эффект, но ограниченно действуют в отношении загрязнения атмосферы. И совсем малозначительный характер имеет загрязнение атмосферы, происходящее при выветривании и разложении органических веществ.
Искусственные источники загрязнения атмосферы особенно вредны для нее. По агрегатному состоянию все загрязнители антропогенного происхождения делятся на твердые, жидкие и газообразные, при этом газообразные загрязнители составляют около 90 % от общей массы выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ.
К антропогенным (искусственным) источникам загрязнения можно отнести:
1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. тонн углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860 - 1960 гг.) содержание этого газа увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов в значительной степени увеличились.
2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей образуются сернистый газ и мазут, которые, в свою очередь, являются причиной кислотных дождей.
3. Выхлопные газы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к разрушению озонового слоя атмосферы (озоносферы).
5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров, при сжигании мусора).
6. Выбросы предприятиями различных газов. Загрязнение атмосферы в крупных промышленных мегаполисах и городских агломерациях намного выше, чем на близлежащих территориях. Так, по сведениям американских исследователей, соотношение концентраций различных загрязняющих веществ в городах к усредненным (фоновым) показателям этих загрязнителей в тропосфере (в частях на млн. частей) таково: SО2 - 0,3/0,0002-0,0004; NО2 - 0,05/0,001-0,003; Оз -во время смогов - до 0,5/0,01-0,03; СО - 4/0,1; МНз- 2/1-1,5; пыль (в мкг/м3) - 100/1 -30.
Химическая промышленность находится на особенном месте среди источников загрязнения атмосферы. Она выбрасывает в атмосферу диоксид серы (SОз), сероводород (H2S), оксиды азота (NО, NО2), углеводороды (CхHх,), галогены (F2, Сl2) и другие загрязняющие вещества.
В выбросах вредных для здоровья человека веществ с отработавшими газами, кроме продуктов окисления углеводородов (углекислый газ и вода) отработавшие газы содержат в себе также: недогоревшие углеводороды (сажа), оксид углерода (угарный газ), продукты окисления примесей, содержащиеся в топливе, оксиды азота, твердые частицы, серные и угольные кислоты, образующиеся при конденсации паров воды, фосфор, радиоактивные выбросы, метан.
7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется широко известное загрязняющее вещество - монооксид углерода.
8. Сжигание топлива двигателях и в котлах транспортных средств, при котором происходит образование оксидов азота, вызывающие смог. Выхлопные газы (отходящие газы) являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных токсичных газов -- основная причина превышения допустимых концентраций ядовитых веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления газами в замкнутых пространствах. Автомобильный транспорт является одним из особо опасных источников загрязнения атмосферного воздуха. В 1900 году в мире существовало 11 тыс