• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Причини утворення і екологічні наслідки озонових дір, парникового ефекту, смогів, кислотних дощів

Хімічне забруднення грунтів

Чинники, що впливають на хімічний склад природних вод

Література

/1/ - Білявський Г.О. Основи екології: теорія та практикум. Навчальний

посібник. – К.: Лібра, 2002. – 352 с.

/2/ - Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія, 10 кл.: Підручник для серед.

загальноосвіт. шк. – Київ; Ірпінь: ВТФ «Перун», 2000. – 175 с.

/3/ - Джигерей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного

середовища. – К.: «Знання», 2000. – 125 с.

Руйнування озонової оболонки Землі. Озонова оболонка, розміщена на висоті 20-30 км, захищає життя на планеті від жорсткого ультрафіолетового випромінювання (λ < 320 нм), визначає тепловий режим і динаміку атмосфери.

Біля поверхні Землі озону О₃ мало. Його концентрація у повітрі коливається (вночі менша, вдень більша). Влітку і навесні його в повітрі1,5 раза більше, ніж узимку і восени. Над полярними частинами Землі вміст озону в повітрі вищий, ніж над екватором, в атмосфері міст – вищий, ніж у сільській місцевості.З віддаленнямвід поверхні Землі концентрація озону збільшується і досягає максимуму на висоті 20-25 км. Якщо увесь атмосферний озон привести до нормальних умов земної поверхні (тиск 760 мм рт. ст. і температура 0º С) то середня товщина озонового шару не переважатиме 3 мм.

Озоновий шар відіграє значну роль у збереженні життя на нашій планеті. Він затримує найбільш згубну для людини, тварин і рослин частину ультрафіолетової радіації Сонця, яка спричинює онкологічні (ракові) захворювання шкіри. Окрім того, озоновий шар разом з вуглекислим газом СО₂, поглинає інфрачервоне випромінювання Землі і тим самим запобігає її охолодженню. Так озоновий шар забезпечує збереження життя на Землі.

Виникає запитання, звідки ж береться озон в атмосфері і як саме він захищає нас.

Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери внаслідок поглинання киснем ультрафіолетового випромінювання Сонця:

О₂ + hν → О + О,

О + О₂ → О₃.

Крім того, поглинаючи променисту енергію Сонця (фотони), молекули кисню переходять у збуджений стан (помічено зірочкою) і під час дальшої взаємодії зі звичайним киснем також утворюють озон:

О₂ + hν → О₂^٭,

О₂^٭ + О₂ → О₃ + О,

О + О₂ → О₃.

Озон, що утворився огортає Землю з усіх боків. Але молекули озону існують недовго. Відбувається зворотна реакція фотохімічного розкладу озону, яка, власне, являє собою поглинання озоном фотонів:

О₃ + hν → О₂ + О.

Отже, в атмосфері існує цикл озону – збалансоване утворення і розклад його. Результатом існування цього циклу є перетворення ультрафіолетового випромінювання Сонця на теплову енергію. Але для нас головна «заслуга» озону полягає в тому, що він, «жертвуючи собою», поглинає ультрафіолетове випромінювання і тим самим не допускає високоенергетичні фотони Сонця до Землі.

Озоновий шар не є стабільним. Він може самовільно то збільшуватись, то зменшуватись над певною місцевістю по кілька разів на рік. Під впливом природних факторів (фотохімічного розкладу, виверження вулканів, значного переміщення великих повітряних мас), а більшою мірою під впливом забруднення навколишнього середовища він зазнає руйнування, внаслідок чого утворюються так звані «озонові дірки», які збільшують ультрафіолетове навантаження на все живе на Землі.

Причиною техногенного руйнування озонового шару є забруднення атмосфери оксидами нітрогену, наявність яких у 20 разів збільшує токсичність озону. Джерелами викидів оксидів нітрогену є випробування ядерної зброї (за високих температур в атмосфері азот взаємодіє з киснем з утворенням оксиду нітрогену(ІІ) N₂ + О₂ → 2NО, який легко окиснюється до оксиду нітрогену(ІV) NO + О₂ → NO₂, запуски ракет і космічних кораблів, реактивні літаки, хімічні підприємства з виробництва та використання нітратної кислоти.

Використання хлоро- і флуоровмісних речовин (фреонів) також спричинює руйнування озонового шару. Якщо ці речовини потрапляють в атмосферу, то реагують лише з озоном, бо відносно інших речовин вони інертні. Внаслідок цього над місцевістю може утворитися «озонова дірка». Фреони— інертні речовини типу СF₂С1₂, СFС1₃ тощо, які у верхніх шарах атмосфери відщеплюють атом галогену, що руйнує молекули озону і перешкоджає їх утворенню (фреони широко застосовують у холодильній техніці, як мастило, в парфумерії — як засіб для створення аерозолю). З метою збереження озонової оболонки в 1996 р. розвинені країни припинили виробництво фреонів, замінивши їх пропан-бутановою сумішшю).

Руйнівником озону вважають і пару води, яка потрапляє до озонової оболонки з викидами ракет, літаків, утво­рюючись під час згоряння палива.

Над Україною (окрім південної частини) загальний вміст озону за останні 20 років зменшився на 6 %, і утворилася аномальна зона. Нам про це слід пам’ятати! Особливо небезпечна «озонова дірка» влітку. У цей період дуже потер­пають очі, тому треба користуватися сонцезахисними окулярами. Варто утримуватися і від загару, щоб не зашкодити шкірі.

Глобальне потепління клімату (парниковий ефект).Життя людини повсякденно пов’язане зі спалюванням горючих речовин у побуті, на транспорті, у промисловості. Крім користі застосування нафтопродуктів, вугілля і при­родного газу створює ряд проблем, негативних для розвитку цивілізації та загалом для виживання людства.

Тепловий баланс нашої планети підтримується завдяки тому, що вуглекислий газ і вода, які містяться в атмосфері, поглинають енергію сонячного випромінювання (інфрачервону частину спектра), а потім перевипромінюють її. Таким чином на планеті зберігається тепло.

Поглинання і випромінювання енергії оксидом карбону СО₂ та іншими речовинами спричинює парниковий ефект. Отже, можна сказати, що ми живемо в умовах парникового ефекту, і це відповідає нормальному станові атмосфери, комфортному для нас. Проте посилення цього ефекту може мати згубні наслідки, а саме – глобальне підвищення температури й у зв’язку з цим – зміну клімату.

До цього може призвести підвищення концентрації вуглекислого газу за рахунок спалювання горючих речовин. Протягом останніх 100 років у результаті техногенної діяльності людини вміст вуглекислого газу в атмосфері невпинно зростає.

Уперше парниковий ефект помітив у 1896 р. шведський хімік С. Арреніус.

За прогнозами вчених до середини XXI ст. температура приземної атмосфери може піднятися на 1,5 - 4,5° С, що зумовить:

• підняття рівня Світового океану за рахунок теплового розширення води і затоплення прибережних зон;

• танення льодовиків;

• зміщення кліматичних зон (зонами землеробства стануть тайга і тундра).

У свою чергу, вважають деякі вчені, танення льодовиків і попадання прісної води у світовий океан змінить характер теплих течій і зумовить льодовиковий період.

Причиною потепління є збільшення в атмосфері концентрації парникових газів: вуглекислого газу СО₂ (основні джерела – ТЕС, транспорт, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати; ґрунти, дихання всіх

живих організмів); метану СН₄ (його найбільшими постачальниками є болота, рисові поля, шахти, транспорт, нафтохімічна і нафтодобувна промисловість): озону О₃ (утворюється під час грози, в озонаторах – для бактерицидної обробки води, під час зварювання металів, добування озонідів); пари води.

Основні хімічні процеси утворення парникових газів:

С + О₂ → СО₂;

СН₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О;

С + 2Н₂ → СН₄ (без доступу кисню);

3О₂ → 2О₃ – 288,7 кДж.

З метою стабілізації вмісту вуглекислого газу в повітрі країни — члени ООН підписали в 1992 р. Конвенцію ООН.

Смоги.У результаті переробки і вико­ристання горючих корисних копалин атмосфера забруд­нюється шкідливими речовинами, такими як оксид карбону(П) СО (від неповного згоряння пального у двигунах), оксид сульфуру(ІV) SО₂ (утворюється з сірки, що міститься у вугіллі і бензині), метан СН₄ (витік газу), сірководень Н₂S (виділяється під час перегонки нафти), оксиди нітрогену NO, NО₂ (під час високотемпературного горіння) та ін.

Усі ці речовини спричинюють фотохімічний смог, кислотні дощі тощо.

Фотохімічний смог утворюється в результаті реакцій, що відбуваються під впливом сонячного світла (фотохімічні реакції). При цьому, крім наявних у повітрі забрудників, додатково утворюються діоксид нітрогену та озон. Останній реагує з вуглеводнями, що виділяються в повітря від непов­ного згоряння пального. У результаті утворюються сполуки, небезпечні для здоров’я людей і шкідливі для довкілля. Загальна схема утворення фотохімічного смогу досить складна і у спрощеному вигляді може бути подана такими реакціями:

NO₂ + hv → NO + O;

O + O₂ → O₃;

С_nН_m + O → ПАН (пероксіацилнітрати);

С_nН_m + O₃ → ПАН (пероксіацилнітрати).

Смог досить токсичний, оскільки його склад знаходиться в таких межах: O₃ – 60 … 75 %; ПАН, Н₂О₂, альдегіди тощо – 25 … 40 %.

Фотохімічний смог вперше спостерігався в Лос-Андже­лесі, де багато сонця та автомобілів.

Крім цього, під час згоряння пального утворюється дим, у якому містяться дрібні частинки вуглецю і твердих вугле­воднів, що не згоріли, а також сполуки Кадмію, Плюмбуму, Меркурію та інших елементів, надзвичайно шкідливі для здоров’я.

Смоги (англ. смоке – дим, фог – туман) – явище, характерне для певнихмісць за певних метеорологічних умов і забруднення повітря. За походженням смоги поділяють на три типи: лондонський (чорний смог), лос-анджелеський (білий смог) та льодяний смог.

Причини лондонського смогу:

• низька температура (близько 0° С);

• вологість до 100 %;

• підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива.

З такими смогами лондонці знайомі здавна, недаремно ще в 1273 р. було видано едикт, який забороняв спалювання вугілля в печах під час засідань парламенту. У 1952 р. такий смог забрав життя 4 тисяч жителів Лондона.

В Україні такі смоги спостерігаються у приморських містах.

Фотохімічний смог лос-анджелеського типу почав з’являтися над цим містом

з 30-х років XX ст. Він виникає при дії сонячного світла на вуглеводні і виявляється у вигляді білого туману з неприємним запахом, що подразнює очі, слизові оболонки, органи дихання.

Білий смог формується за умов:

• високої температури (понад 30° С);

• відсутності перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі (інверсія);

• значної концентрації викидів автотранспорту: вуглеводнів, оксидів нітрогену, озону, акролеїну;

• утворення пероксицетилнітрату, що має лакриматорну дію (подразнює слизові оболонки).

В Україні спостерігається в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку і навіть ку­рортному місті Ялті.

Льодяний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче -30° С, високої вологості та забруднення повітря.

Тривалі смоги призводять до появи задухи, бронхіальної астми, збільшення смерт­ності, пригнічення рослинності, руйнування будівель, прискорення корозії металів та інших негативних наслідків.

Кислотні дощі. Кислі атмосферні опади, які називають «кислотними дощами», мають рН<5,5, тоді як його звичайне значення – 5,6-5,7. Основними їх чинниками є оксиди нітрогену і сульфуру, а також пара кислот, їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій, антропогенними — транспорт, ТЕС, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства (добування нітратної та сульфатної кислот, їх вико­ристання у виробництві добрив та органічному синтезі).

Як же утворюються «кислотні дощі?

В атмосфері діоксид сульфуру SО₂ під впливом незначних кількостей розпорошених металів та їхніх солей (в основному Fе і Мn) окиснюється до оксиду Сульфуру(VI) SО₃:

2SО₂ + О₂ ↔ SО₃,

який взаємодіє з краплинами вологи, утворюючи сторонню для повітря речовину – сульфатну кислоту:

SО₃ + Н₂О → Н₂SО₄.

Аналогічним чином роблять свій «внесок» у появу «кислотних дощів» й оксиди нітрогену:

2NО + О₂ → 2NО₂,

2NО₂ + Н₂О → НNО₃ + НNО₂.

Наслідки випадання кислотних дощів:

• зниження рН поверхневих вод і ґрунтів та посилення міграції важких металів;

• опіки і зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин;

• корозія металевих виробів (одним з найбільш вартісних наслідків забруднення повітря SО₂ є прискорення корозії металів: в атмосфері промислових районів залізо і цинк швидко кородують, утворюючи розчинні сульфати, наприклад Zn + Н₂SО₄ → ZnSО₄ + Н₂; алюміній кородує повільніше, але корозію прискорюють висока вологість і збільшення вмісту оксидів сульфуру; мідь утворює патину синьо-зеленого кольору);

• руйнування будівель з вапняку та архітектурних пам’яток (кам’яна і бетонна кладки, вапняковий розчин і цегла поглинають SО₂ — 1 моль СаSО₄ займає більший об’єм, ніж 1 моль СаСО₃, тому в матеріалі виникає механічна напруга;

• тканини, поглинаючи SО₂, втрачають міцність, папір і шкіра руйнуються);

• загибель гідробіонтів;

• деградація лісів, зменшення стійкості дерев проти шкідників і патогенних мікроорганізмів;

• зміна активності ферментів у яйцеклітинах та ікрі, що може призвести до загибелі молодняку риб.

Процес закиснення опадів триває. Розрахунки показують, що при сталих концентраціях оксиду сульфуру(ІV) 80 мкг/м³ і оксидів нітрогену 50 мкг/м³, що відповідає гранично допустимим концентраціям цих речовин у більшості промислово розвинених країн, рН опадів становить 2,7. Якби такі дощі випадали постійно, то все живе загинуло б. Очевидно, це і є межею закиснення.

Рекордно кислотний дощ (рН = 1,7) випав у 1979 р. в Уїлінгу (США).

Читайте також:

1. F) Наслідки демографічного вибуху.
2. V Такі негативні особистісні утворення, як самовпевненість і нерозвиненість автономії та ініціативи, обумовлюють неадаптивне старіння людини.
3. Автономні утворення у зарубіжних державах
4. Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання
5. Адміністративний арешт активів та його наслідки
6. Адміністративні зміни кінця 18-19 ст. та утворення нових архівів
7. Аналіз складу майна та джерел його утворення.
8. Аналіз фінансово-господарської діяльності підприємства як методична основа діагностики його спроможності протидіяти кризовим явищам та ліквідувати їх наслідки
9. Антична колонізація Північного Причорноморья та її наслідки.
10. Античний Рим: економічні причини розвитку і занепаду
11. Антропогенний вплив на природне середовище та сучасні екологічні проблеми
12. Антропогенні екологічні катастрофи

Переглядів: 6916