Екологічна ситуація на закарпатті

Закарпаття має унікальні природно-кліматичні умови. Це – неурбанізований край. Тільки 40% населення проживає в містах. Однак, екологічні проблеми ,які виникли з ряду причин, призвели до того, що в 2001 році Закарпаття проголошено зоною екологічного лиха:

1) аварійна ситуація в системі магістральних трубопроводів;

2) стан зберігання та утилізації промислових та побутових відходів: відходи ртутного виробництва (80 тис. тонн), 234 т заборонених отрутохімікатів, 187 т відходів гальваніки, 80 тис т осаду очисних споруд з важкими металами;

3) погіршення хімічної та бактеріологічної якості підземних та поверхневих вод:

- у водойми області за рік скидається понад 20 млн м³ забруднених стічних вод, 10 млн м³ – у підземні водоносні горизонти ( наприклад, в м. Ужгороді потужність очисних каналізаційних споруд – 50 тис м³ на добу, а на очистку йде 90 – 110 м³, в Уж – 10 млн м³ за рік;

4) діяльність лісохімкомбінатів: потребує реконструкції зворотня система водопостачання у В.Бичкові, Сваляві, Перечині;

5) не встановлені пилогазоочисні на Ужгородському ФМК, заводі “Турбогаз” , Берегівському залізобетонному заводі, Виноградівському ФМК (в області близько 50 підприємств);

6) автотранспорт;

7) проблема збереження лісів.

Тема 5.1.

Джерела та екологічні наслідки забруднення атмосфери

План

1.Загальна характеристика атмосфери.

2.Парниковий ефект.

3.Озонова проблема.

4.Смог.

5.Кислотні дощі.

6.Ядерна ніч, ядерна зима.

7.Фізичні забруднення атмосфери.

8.Основні заходи боротьби із забрудненнями атмосфери.

1. Загальна характеристика атмосфери.

Атмосфера Землі ( з грецького – atmos - пара, sphaira – куля) – це газова оболонка Землі, в якій газове середовище обертається разом із Землею як єдине ціле.

Маса атмосфери – (5,15 – 5,9) * 10¹⁵ т. Атмосфера як компонент біогеоценозу являє собою шар повітря в підгрунті, грунті і над його поверхнею , в межах якого спостерігається взаємний вплив компонентів біогеоценозу.

Основними компонентами атмосфери є: азот – 78%, кисень – 21%, аргон – 0,9%, вуглекислий газ, метан, вода – 0,1%. (Для порівн. Венера складається з СО₂, СН₄, NН_3.) Киснево-азотний склад атмосфери є результатом життєдіяльності живих організмів.

За останній період в біосфері спостерігається дисбаланс кисню ( в бік зменшення його процентного вмісту в атмосфері). Дисбаланс кисню в атмосфері формується внаслідок таких процесів:

- з одного боку, протягом історичного періоду (близько 10 тис. років) площа лісів скоротилася з 6,2 млрд. гектарів до 4,2 млрд. га,що вплинуло на виділення вільного кисню;

- з іншого боку, людина, нарощуючи темпи своєї діяльності, спалює все більше вуглеводнів (вугілля), споживаючи при цьому природні запаси; тому постійно зростає вміст СО₂ ( за рахунок антропогенної діяльності щорічно спалюється понад 14 млрд. т, а кисню вилучається кількість, еквівалентна для дихання 50 млн. чол.)

Склад атмосфери ( знизу вгору):

- тропосфера (до 18 км);

- стратосфера (до 50 км);

- мезосфера ( до80 км);

- термосфера (до 1000 км);

- екзосфера ( до 1900 км);

- геокорона ( до 20 000 км);

- космічний простір.

Основна маса повітря (90%) знаходиться у тропосфері.

Важливе значення для біосфери має озоносфера – шар стратосфери, збагачений озоном, захищає живі організми від згубної дії УФ – променів.

Структурні параметри атмосфери: температура, тиск, густина, володіє просторово часовою змінністю – широтою, річною, сезонною, добовою тощо.

Парниковий ефект

Клімат Землі залежить від стану атмосфери: протягом геологічної історії змінювався клімат, чергувалися епохи значного похолодання (льодовиковий період), епохи потепління (танення льодовикових щитів в Євразії, Північній Америці). Останнім часом вчені метеорологи б’ють тривогу: атмосфера Землі розігрівається швидше, ніж в минулому. Це зумовлено антропогенною діяльністю:

а)підігрівання атмосфери шляхом спалювання великої кількості вуглецю, нафти, газу, роботи атомних електростанцій тощо;

б)спалювання органічного палива, знищення лісів призводить до накопичення вуглекислого газу. За останні 20 років вміст СО₂ у повітрі збільшився більш ніж на 17%. В атмосфері СО₂ діє як скло в парнику: він вільно пропускає до поверхні Землі сонячні промені, але утримує тепло розігрітої поверхні Землі. Це викликає розігрівання атмосфери, відоме під назвою парникового ефекту . У найближчі десятиріччя середньорічна температура на Землі за рахунок парникового ефекту збільшиться в середньому на 1,5 – 2 ⁰ С.

В чому небезпека парникового ефекту?

- Підвищення температури викличе значні кліматичні зміни, які матимуть для людей негативні наслідки;

- парниковий ефект змінить такі важливі величини як кількість опадів, шар хмар, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок; внутрішні райони континентів стануть сухішими, узбережжя вологішими, зими коротші, літо триваліше тощо;

- основні кліматичні зони в Північній півкулі змістяться на північ на 400 км, що викличе потепління в зонах тундри, танення шару вічної мерзлоти; глобальне потепління викличе танення льодовиків Гренландії, Арктики, Антарктиди, рівень Світового океану підвищиться на 6-10 м, затопить близько 20% суші. (Модель парникового ефекту – клімат Венери).

Позитивні наслідки парникового ефекту:

- при глобальному потеплінні клімату збільшиться випаровування з поверхні океану, що спричинить зволоження клімату;

- відбудеться інтенсифікація фотосинтезу із збільшенням концентрації СО₂ для деяких сільськогосподарських культур: в Англії, Швеції, Австралії (напр. сорго, зернові тощо).

Озонова проблема

Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить вона у вигляді променів видимого світла, довгохвильових (УФ – ультрафіолетових, червоних) і короткохвильових. УФ – випромінення несе найбільшу кількість енергії і є фізіологічно активним.

Весь потік УФ променів поділяється на 3 види:

1) УФ – А (довжина хвилі 400 – 315 нм);

2) УФ – В (довжина хвилі 315 – 280 нм);

3) УФ – С (довжина хвилі < 280 нм).

УФ-В та УФ-С промені надзвичайно шкідливі для всього живого, призводять до розриву молекул білків, загибелі живих клітин. Від УФ-променів захищає озоновий щит Землі. Озон утворюється в стратосфері на висоті 20-50 км за рахунок кисню, що поглинає УФ промені. Енергія променів УФ-В та УФ-С витрачається на фотохімічну реакцію:

2О₃= 3О₂

До поверхні Землі вони не доходять, туди проникає значно ослаблений потік УФ-С. Від негативної дії цього випромінення організм людини вміє захищатись, синтезуючи в шкірі шар темної речовини – меланіну (засмага). Але ця речовина утворюється повільно.

Останнім часом людство занепокоєне зниженням вмісту озону в атмосфері. Над Антарктидою, Африкою, Нідерландами виявлено “дірки”, де вміст О₃ менший за 50%. Щорічно вони збільшуються. Озонові “дірки” спричиняють посилення УФ-фону в країнах, розташованих у Південній кулі: напр. в Новій Зелландії (спричиняють утворення нових хвороб: хвороба ебола, рак шкіри, катаракта очей тощо). Вже виявлено озонову “дірку” над Шпіцбергеном.

Причини руйнування озонового шару:

- хімічні речовини: оксиди азоту, які вступають в реакцію з озоном, утворюючи кисень);

- антропогенна діяльність (викиди фреонів, хлорорганічних сполук: СFCl _3, CF₂ClBr). Один атом хлору розкладає100тис. молекул озону.

- військова діяльність (випробування в космосі, запуск балістичних ракет).

Смог.

У грудні 1952р. інформаційними агенствами передавалися тривожні повідомлення з Лондона: безвітряна холодна погода призвела до скупчення над містом “чорного смогу” – хмари шкідливих газів, яка утворилася внаслідок посиленої роботи сотень котелень, в топках яких згорали вугілля, мазут, гас. У приземному шарі повітря зросла кількість отруйного оксиду азоту N₂О і інших компонентів. Це призвело до загибелі в Лондоні близько 4 тисяч чоловік, десятки тисяч людей захворіли.

Над Лос-Анджелесом нерідко з’являється “білий смог” в результаті загазованості автотранспортом. Це серйозно шкодить жителям Нью-Йорка, Чікаго, Боготи, Токіо, Мілана, Мехіко та ін. містам ( в Україні – Києву, Харкову, Одесі, Сімферополю). Сприятливими умовами для появи смогу є літні безвітряні дні.

Смог виникає в результаті складних фотохімічних реакцій у повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею, оксидами азоту, під впливом сонячного світла, підвищеної дії температури нижнього шару повітря та значної кількості озону, який виділяється внаслідок розпаду оксиду азоту NО₂ під дією олефінів з автомобільного пального.

Тютюновий дим. У тютюновому димі крім нікотину містяться ще 200 речовин: чадний газ, бензпірени тощо. Тютюн небезпечний тим, що листя тютюну – гігроскопічні і вбирають всі токсичні сполуки.

Види смогу

Смог

вологий фотохімічний льодяний

Вологий смог ( смог лондонського типу) виникає в результаті сукупності густого туману з домішками газоподібних забруднювачів – диму, газових відходів виробництва і пилових частинок.

Фотохімічний смог (смог лос-анджелеського типу) – пелена їдких газів та аерозолей підвищеної концентрації, що виникає під дією УФ-радіації Сонця в повітрі в результаті фотохімічних реакцій, що проходять в атмосфері в присутності газових викидів автомобілей та хімічних підприємств.

Льодяний смог – сукупність газоподібних забруднювачів, пилових частинок і кристалів льоду, що виникає при замерзанні крапель туману і пари опалювальних систем.

5.Кислотні дощі.

Оксиди сірки і азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій та автомобільних двигунів, взаємодіють з вологою, утворюючи краплі азотної та сірчаної кислот і випадають у вигляді кислотних дощів. В чому їх шкідливість?

- знижується врожайність сільськогосподарських культур;

- вимиваються з грунту кальцій, калій, магній, що викликає деградацію фауни і флори;

- гинуть ліси (кедр, бук, тис тощо);

- отруюються водойми, гине риба, комахи, щезають водоплаваючі птахи та тварини;

- гинуть ліси у гірських районах (Карпати), внаслідок чого відбуваються зсуви, селеві потоки тощо;

- прискорюється руйнування пам’ятників архітектури;

- збільшується кількість захворювань.

Понад 230 озер в горах Адірондах штату Нью-Йорк мають критичний рівень забруднень кислотами, 1/3 озер Флориди кисла, 20% озер штатів Массачусеттс, Нью-Гемпшир, Род Айленд, 20000озер Швеції, сотні озер в Канаді.

Ядерна ніч, ядерна зима.

Крім повільних змін клімату, людство в змозі викликати такі катастрофи, які знищать все живе на Землі, наприклад, ядерна війна. Моделювання на ЕОМ показують, що у випадку вибуху навіть не всього ядерного потенціалу, накопиченого на Землі ( в США та Росії існує понад 60 тис. ядерних боєголовок), а локальний ядерний конфлікт, з використанням хоча б 1000 Мт ядерної вибухівки. Такий конфлікт призведе до метеорологічної катастрофи глобального масштабу, яка б мала такі наслідки:

- теплове нагрівання атмосфери на 1⁰ спричиняє ураганні вітри;

- забруднення атмосфери радіоактивними речовинами;

- виділення горючих газів внаслідок пожеж і руйнування промислових свердловин, газопроводів, що викличе підвищення температури на 4-5⁰С;

- утворення значної кількості оксидів азоту зруйнує озоновий шар на 60%;

- забруднення великою кількістю пилом та сажею.

Значна кількість гірських порід перетвориться в аерозоль. Такий пил зависає в атмосфері, надходить у стратосферу. Так вибух потужністю 100Мт здійме і повітря 5 млрд т пилу. Виникнуть вогняні смерчі. Пил, попіл і сажа після такого ядерного конфлікту за 1-2 тижні затягнуть небо над всією Землею. В результаті прозорість атмосфери зменшиться у 200 разів, на Землі настане “ядерна ніч”, яка триватиме кілька місяців. Сильне запорошення атмосфери спричинить охолодження земного шару повітря на 15 – 30⁰ протягом першого місяця після катастрофи. Настане “ядерна зима”, яка теж може тривати кілька місяців. Це зумовлюється тим, що нижні шари охолоджуються, а верхні нагріваються. За декілька місяців пил і сажа осядуть і охолодження зміниться нагріванням.

7. Фізичні забруднення атмосфери.

Фізичне забруднення – це таке забруднення, яке пов’язане із змінами фізичних параметрів середовища: теплових, світлових, шумових, електромагнітних, радіаційних тощо. Розвиток промисловості призводить до шумового забруднення у вигляді природного рівня шуму і зміни звукових характеристик ( періодичності, сили звуку) в населених пунктах, у виробничих приміщеннях (транспорт, промислові прилади. енергетика). Фізико-біологічна адаптація людини до шуму неможлива. ( Шум – сукупність звукових хвиль, тобто періодичні зміни тиску повітря, які вимірюють такими параметрами як інтенсивність (сила звуку), спектр, часові інтервали).

Інтенсивність шуму визначається зміною рівня тиску повітря. Для визначення інтенсивності встановлюють логарифмічну шкалу, кожен ступінь якої відповідає зміні інтенсивності шуму в 10 разів і називається белом (винахідник телефону А.Белл) або децибелом (1/10 бела).

Спектр звуку – це складні гармонічні коливання, що мають певну частоту, фазу й амплітуду. Вухо людини сприймає звук з частотою від 16 до 20000 Гц (звукові хвилі < 16 Гц – інфразвукові, > 20000Гц – ультразвукові.

Часові інтервали звуку – сума коротких імпульсів коливань, що характеризуються певною протяжністю і амплітудою.

До фізичних забруднень належать вібрації, електромагнітні поля, РЛС.

8. Основні заходи боротьби із забрудненнями атмосфери:

Економічні методи :

а) впровадження безвідходних технологій;

б) отримання додаткових пільг (зменшення оподаткування тощо);

в) встановлення новітніх очисних фільтрів.

Організаційні методи:

а) зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва потужних, забезпечення їх новітніми системами очищення4

б) очищення вугілля від залізного колчедану до його спалювання в топках;

в) заміна вугілля газом;

г) регулювання двигунів внутрішнього згорання в автомобілях, установка каталізаторів, які б нейтралізували чадний та вуглекислий гази;