Лекция. Тақырыбы:Техносфераның және техносфералық қауіпсіздіктің қазіргі күйі.
Жоспары: 5.1 Техносфера. Заңдылықтар және оның даму көрсеткіштері.
5.2. Техносфераның дамуына демографиялық жарылыстардың, энергетиканың, көліктің, өнеркәсіптік өндірістің және экономинаың басқасалаларынң әсер етуі: Қышқыл жаңбырлар, Парникті эффект, Озон қабатының бұзылуы.
Мақсаты: Өмір сүру ортасының антропогендік қауіп қатерлері, қышқыл жаңбырлар, озон қабатының бұзылуы туралы түсіндіру.
5.1. Техносфера ( гр. techne — өнер, шеберлік, sphaira — шар ) —адамзаттың әлеуметтік-экономикалық қажетсінулеріне жақсы сәйкестендіру мақсатымен адамдардың техникалық құралдардың тікелей және жанама әсері арқылы өзгертілген биосфера бөлігі. Кейде бұл терминнің мынадай анықтамасы кездеседі: шаруашылық-өндірістік айналымдарды энергия ағыны мен заттектердің табиғи алмасуынан оқшаулау тұрғысында шаруашылық айналымына тартылатын табиғи ресурстарды пайдаланудың және қайта пайдаланудың іс жүзінде тұйык аймақтықғаламдық келешек технологиялық жүйесі (Дедю,1989).
Техносфераның дамуына демографиялық жарылыстардың, энергетиканың, көліктің, өнеркәсіптік өндірістің және экономинаың басқасалаларынң әсер етуі: Қышқыл жаңбырлар, Парникті эффект, Озон қабатының бұзылуы.
Бұл күндері адамның өзі жасаған жаңа өмір сүру ортасына және техносфераға байланысты өмір-тіршілікке қауіп төніп тұр. Себебі адам өмір сүру ортасының жағдайымен санаспай ойсыз іс-әрекет жасауының арқасында, техникалық жоғары деңгейге жетпегендігінің кесірінен өз өміріне қауіп-қатер туғыза бастады.
Сонымен адам қауіпсіздік жүйесінде үш түрлі рөл атқарады:
- қорғау объектісі ретінде;
- қауіпсіздікті қамтамасыз ету құралы ретінде;
- қауіп-қатердің көзі ретінде.
Антропогендік қауіп адамдардың шаруашылық іс-әрекетінің және өзі құрған объектілерінің жұмысының нәтижесінде пайда болады әрі адамдардың денсаулығына және өмір сүру ортасына кері әсерін тигізеді.
Ышқыл жаңбырлар.
Қазіргі күннің экологиялық проблемаларының бірі – қышқыл жаңбырлар. Жаңбыр суы ең таза сулардың бірі болу керек, бірақ олай емес. Атмосфера құрамына енген өндіріс қалдықтары – күкірт диоксиді және азот оксидтері атмосфераға еніп, ондағы ылғалмен әрекеттесіп, күкірт және азот қышқылдары түзіледі. Нәтижесінде жерге жауатын жаңбыр мен қар қышқылданады, әдетте рН мәні 5,6-дан төмен жауын шашынды қышқыл жаңбырлар деп атайды.
Қышқыл жаңбыр деген түсінікті алғаш рет 1872 жылы Британ зерттеушісі Роберт Смит ендіріпті.
Қышқыл жаңбырлар түзілуінде SO2 үлесі шамамен 70%-дай, қышқылдық әсердің 20-30%-ы басқа заттарға байланысты. Қышқыл жаңбырлардың болуына ауадағы СО2-де әсер етеді. Осы газдың ауада әр уақытта болуына байланысты жауын-шашын суларының сутектік көрсеткіші 5,6-ға тең (рН=5,6). Қышқыл жаңбырлар алғаш рет 1907-1908 жылдары Англияда байқалды. Қазір рН=2,2-2,3 жауын-шашындар жиі болып тұрады.
Қышқыл жаңбырлар Скандинавия елдерінде, Англияда, Германияда, Бельгияда, Данияда, Польшада, Канадада және Ақш-тың солтүстік аймақтарында жиі болып тұрады. Ресей территориясында бұндай жаңбырлар Норильск, Челябинск, Красноярск және басқа да өндірісті аймақтарда болып тұрады. Кейбір қалаларда жаңбыр қышқылдығының 70-90 %-ы автотранспорттық ластануға байланыс-ты. Мысалы, Санк-Петербургте жаңбыр суының қышқылдығы 4,08-ден 3,7-ні құрайды.
Қышқыл жаңбырлардың әсері әр түрлі. Олар топыраққа, су экожүйесіне, өсімдіктерге, архитектуралық ескерткіштерге және тағы басқа объектілерге зиянды әсер етеді.
Қышқыл жаңбырлардың топыраққа әсері. Топыраққа түскен бұндай жауын катиондардың қозғалысы мен олардың шайылуын көбейтеді, редуценттердің, азотұстағыштардың және топырақтағы басқа организмдердің белсенділігін азайтады. Егер де рН=5 немесе одан да төмендеп кетсе, ол жағдайдағы топырақтағы минералдардың ерігіштігі күшейеді, олардан бос күйінде улылығы жоғары алюминий босап шығады. Қышқыл жаңбырлар ауыр металдардың да (кадмий, қорғасын, сынап) мөлшерін көбейтеді. Қышқыл жаңбырлар мен олардың әсерінен босап шыққан химиялық заттар (металдар, нитраттар, т.б.) жер асты суларына, су қоймаларына, су құбырларына қосылып ауыз судың сапасын нашарлатады.
Қышқыл жаңбырлардың су экожүйелеріне әсері. Су көздерімен қосылып қышқылдық жауындар судың қышқылдығы мен тұздылығын көбейтеді. Көптеген гидробионаттар осы көрсеткіштердің өзгерісіне өте сезімтал келеді. Судың рН<6 болған жағдайда ферменттердің, гармондардың және судағы басқа да организмдердің өсіп дамуы төмендейді.
Қазіргі уақытта Жер бетінде өзінің тіршілік ағзаларынан айрылған мыңдаған көлдер бар. Швецияның, Норвегияның және Канаданың көлдері мен өзендерінің 20 %-ында тіршілік иелері жоқ. Мысалы, тек Швецияның 14 мың көлінде аса сезімтал организмдер жойылған, ал 2200 көлінде бірде бір тіршілік иелері жоқ.
Қышқылдық жаңбырлардың және атмосфералық ластанудың орманға әсері. Бұл факторлар орман ағаштары мен басқа да өсімдіктерге орасан зор зиян келтіреді. Бұндай жауын-шашындар топырақ пен өсімдіктерден биогенді элементтердің (кальций, магний, калий), қанттардың, ақуыздардың, аминқышқылдарының азаюына әкеледі. Олар ағаштардың сыртқы қабықтарын бүлдіріп, олардың ішіне патогендік бактериялар мен саңырауқұлақтардың кіруіне, осылармен қоректенетін көптеген жәндіктердің пайда болуына жағдай жасайды. Осының нәтижесінде фитоценоздардың өнімділігі төмендейді, ал кейде олардың жалпылама өлімі болуы мүмкін. Осындай жаңбырлардың әсерінен алюминий мен басқа ауыр металл иондарының әсері күшейеді, ал олар ағаштардың түбірлерін бүлдіреді, инфекциялардың кіруіне жағдай жасайды, осының нәтижесінде ағаштардың тым ерте қартаюы болады (Альцгеймер ауруы). Қышқылды жауын әсеріне шыршалы ағаштар аса сезімтал келеді.
Атмосфера мен топырақтың ластануы кесірінен жойылған ормандар аймақтары Германия, Швеция, Финляндия, Австрия, Польша, Канада, АҚШ елдерінде көп кездеседі. Германияда 1980 жылдардың басында ормандардың жалпы түрде бүлінуі байқалды. Осы кезде шыршалы ағаштардың 80-90 %, ал жалпы басқа барлық ағашты өнімдердің 10 % бүлінді. Ресей территориясында 1,5-2,0 млн.га орман бүлінген. Негізгі бүліну аймақтары Норильск, Мончегорск, Братск аудандарында.
Парниктік эффект.
Парниктік эффект. «Көшетхана эффектісі» (парник эффектісі) деп ауадағы антропогенді түрде пайда болған химиялық заттардың күн энергиясын өздеріне сіңіруі нәтижесінде атмосфераның қызып, жер бетінің орташа температурасының көтерілуін айтамыз. Ластану нәтижесінде атмосферада пайда болған көмірқышқыл газы шоғырланған қабат жерге бағытталған қысқа толқынды күн радиациясын өткізгіш келеді, ал жер бетінің шығарған ұзын толқынды жылу сәулесін жоғары қарай өткізбейді. Осыған байланысты ғарыш кеңістігіне өтетін жер жылуының мөлшері азайып, ол ауаның төменгі қабатында ұсталып, жердің температурасын жоғарылатады. Ауада көміртек диоксиді негізінен қазба отынды (көмір, мұнай, табиғи газ) жағудан жиналады. Көміртек диоксидін ең көп шығаратын елдер АҚШ (22 % шамасында), Ресей (шамамен 16 %), Қытай (11 %-дай). Көшетхана эффектісінің әсерінен жер бетінің температурасы қазіргімен салыстырғанда (планетаның орта температурасы 05,5 0С) 2030 жылы 2,5 0С жоғарылауы мүмкін деп болжануда. Атмосфераның төменгі қабатындағы температураның жоғарылауы Антарктида мен Гренландия мұздықтарының еруіне, Дүние жүзілік мұхит деңгейінің көтерілуіне және құрлықтың ойпат жерлерін судың басып кетуіне, ауа райының өзгеруіне апарып соғады. Бұл жағдай дүние жүзінің көптеген елдерінде күрделі экологиялық проблемаларға себеп болып, бірқатар апатты жағдайларға соқтыруы мүмкін. Сондықтан ЮНЕСКО, ФАО, ЮНЕП бойынша ғаламдық жылыну құбылыстарына жол бермеу тұрғысында жан-жақты зерттеулер жүргізілуде.
Климаттың ғаламдық жылынуы бұл бұрын болмаған үлкен аумақты экологиялық қауіп әкелуі мүмкін. Егер де мұхит деңгейі 1,5-2,0 м көтерілсе, ол жағдайда 5 млн. км2 құрғақ жер су астына кетеді. Бұл аймақ өте үлкен болмағанмен, бұл жерлерде 1 млрд. астам халық тұрады және әлемдік ауыл шаруашылық өнімдерінің 1/3 бөлімі жиналады.
Болжаулар бойынша, климаттың жылынуы ауа-райының тұрақсыздығына, табиғи аймақтардың шекараларының жылжуына, табиғи апаттардың көбеюіне, жануарлар мен өсімдіктердің жойылуының тездетілуіне әкеледі.
Міне осының бәрі 1979 ж. Торонта қаласында климаттың өзгеру проблемаларына арналған Халықаралық конференцияның болуына себеп болды.
Атмосфераға көмірқышқыл газын шығаратын негізгі техногендік себеп ол органикалық отынды жағу. Қазіргі уақытта тек қана жылу энергетикасы ауаға адам басына шаққанда жылына 1 тонна немесе жер бетіне шамамен 6 млрд. т/жыл көміртек шығарады. Климатолог-тар, егер де жылына ауаға 15-20 млрд. т көміртек шықса, бұл өте қауіпті деп есептейді.
Атмосферадағы СО2-нің азаюы фотосинтез және мұхит суларының сіңіруі арқылы жүреді. Мұхит сулары адамның іс-әрекеті нәтижесінде шыққан бұл газдың шамамен 50 %-ын сіңіре алады. Бірақ та бұл газдың ауадағы мөлшерінің тез көбеюі табиғаттағы тепе-теңдікті сақтауға мүмкіндік туғызбай отыр.
Озон қабатының бұзылуы. Озон көп мөлшерде кездесетін стратосферадағы қалыңдығы 2-3 мм болатын қабат. Осы биіктікте Күн сәулесінің әсер етуінен оттек молекуласынан (О2) озон молекулалары (О3) түзіледі. Озон қабаты биосфераның жоғарғы шекарысы болып есептелінеді. Озон қабатынан жоғары орналасқан атмосфера қабаттарында тіршілік нышаны кездеспейді. Жер бетіндегі барлық организмдердің тіршілігіне қажетті қауіпті күннің ультракүлгін сәулелерін сіңіріп отыратынына байланысты озон қабатын «қорғаныш қабаты» немесе «озон қалқасы» деп те атайды. 1980 ж. Антарктидадағы ғылыми жұмыстарға негізделген стансалар-да жүргізілген зерттеулерден атмосферадағы озон құрамының төмендегені байқалған. Осы құбылыс «озон тесігі» деген атау алған. 1987 ж. көктемде Антарктиданың үстіндегі «озон тесігі» барынша үлкейіп, оның ауданы шамамен 7 млн. км2-ді (ғарыштық түсіру бойынша) құрады. 1992 ж. Оңтүстік Америка материгі және оған жанасқан кеңістіктер үстінде озон құрамының айтарлықтай төмендеуі (50%) тіркелді. 1995 ж. көктемде Арктиканың озонды қабаты шамамен 40%-ға дейін азайған. Сонымен бірге Канаданың солтүстік аудандарында және Скандинавия түбегінің, Шотландия аралдарының, Қазақстанның, Якутияның үстінде «мини-тесіктер» қалыптасқаны тіркелген. Соңғы кездері озон қабатының бұзылуы, яғни «озон тесігінің» пайда болуы биосферада елеулі өзгерістер туғызуы мүмкін. Сондықтан бұл жағдай күрделі экологиялық мәселесінің бір бөлігі. Озон қабатында басталған бұзылу процесте-ріне себеп болып отырған шығарындыларға мұздатқыштардан бөлінетін фреондар мен ғарыштық аппараттар және ұшақтардың органикалық отынының толық жанбаған өнімдері және ядролық сынақтарда бөлінген заттар жатады. Осы заттар атмосфераның жоғары қабаттарына көтерілгенде қарқынды түрде озонды бұзатын хлор немесе басқа галогендердің атомын түзетін фотохимиялық ыдырауға ұшырайды, ал олар әрі қарай озонның оттекке айналу процесін катализдейді. Дүние жүзі бойынша шамамен 1,3 млн. тонна озон ыдыратушы заттар алынып отырған. Оның көлемінің 35 %-ын АҚШ, 40 %-ын Еуропа елдері, 10-12 %-ын Жапония, 7-10 %-ын Ресей өндіреді. Озон қабатының тозуы барлық тіршілікке қауіп тудырады. Бүкіл дүние жүзідік денсаулық сақтау ұйымының (БДҰ) мәліметтері бойынша атмосферадағы озон құрылымының 1 %-ға төмендеуі ультракүлгін сәуле мөлшерінің 2%-ға дейін өсуіне, осыған байланысты адамдардың қатерлі ісік, көз катарактысының және т.б. аурулардың көбеюіне, адамның жүйке жүйесінің әлсіреуіне, жұқпалы ауруларға қарсы екпе тиімділігінің төмендеуіне себепші болып отыр.
Бақылау сұрақтары:
1. Өмір сүру ортасының антропогендік қауіп қатері.
2. Қышқыл жаңбырлар.
3. Парниктік эффект.
4. Озон қабатының бұзылуы.