Экологические проблемы человечества

Реферат:

 

Экологические проблемы человечества 

 

            

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

                 

ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологическое состояние  планеты стало глобальной проблемой  мирового масштаба

в 21-ом веке, которую пытаются решить ученые многих стран мира.

Состояние природы вокруг должно заставить нас задать себе вопрос:”А будут ли

наши дети жить на голубой  планете Земле?”

Накопление углекислого  газа в атмосфере-одна из основных причин парникового

эффекта, возрастающего от разогревания Земли лучами Солнца.Этот газ не

пропускает солнечное  тепло обратно в космос.Содержание парниковых газов-СО

₂, метана и др.-неуклонно увеличивается. Правда, действует и процесс ,

направленный в обратную сторону,-это процесс фотосинтеза, в котором растения

усваивают двуокись углерода из воздуха и строят из нее свою биомассу. По

оценкам ученых, за год вся  растительность суши улавливает из атмосферы 20-30

млрд. т. углерода в форме  его двуокиси. Один квадратный метр быстрорастущего

тропического леса за год  извлекает из воздуха 1-2 кг углерода, 1 м²

арктической тундры-раз в сто меньше, но нельзя забывать, что растительность

суши-лишь сравнительно небольшая часть всей земной флоры. Основную площадь

нашей планеты занимают океаны, а в их водах плавают массы  микроскопических

водорослей. В усвоении атмосферной  двуокиси углерода они играют не меньшую

роль, чем гигантские по сравнению  с ними наземные растения, за год  эти

микроскопические водоросли  потребляют около 40 млрд. т. углерода.

Российский климатолог Н. И. Будыко еще в 1962 г. выдвинул гипотезу, что

сжигание человечеством  огромного количества разнообразных  топлив, особенно

возросшее во второй половине 20 в., неизбежно приведет к увеличению

содержания углекислого  газа в атмосфере. А он задерживает  отдачу солнечного и

глубинного тепла с  поверхности Земли в космос, что  приведет к эффекту ,

который мы наблюдаем в застекленных парниках. Вследствие такого парникового

эффекта средняя температура  приземного слоя атмосферы должна постепенно

повышаться.

Выводы Н.И.Будыко заинтересовали американских метеорологов. Они проверили его

расчеты, сами провели многочисленные наблюдения и к концу 60-х гг. пришли к

твердому убеждению, что  парниковый эффект в атмосфере Земли  существует и

нарастает.

Концентрация, например, двуокиси углерода в атмосфере увеличилась  по

сравнению с доиндустриальной эпохой на 28 %. Если человечество не примет

меры, чтобы сократить  выбросы этих газов к середине будущего века,  средняя

глобальная температура  приземной атмосферы повысится  на 1.5-4.5°С.

Последняя цифра относится  к высоким российским широтам. Произойдет

перераспределение осадков  на территории страны, увеличится число  засух,

изменится режим речного  стока и режим работы гидроэлектростанций. Растает

верхний слой вечной мерзлоты, занимающий в России около 10 млн. м²

(60% территории страны), что  повлияет на устойчивость фундаментов  инженерных

сооружений. Уровень мирового океана поднимется к 2030 г. на 20 см, что  приведет

к затоплению низколежащих побережий.

Доли некоторых государств в глобальном выбросе двуокиси углерода таковы: США-

22%, Россия и Китай-по11%, Германия и Япония-по 5%.

В балансе потребления  органического топлива в нашей  стране природный газ

занимает 45%, в то время  как в мировом топливном балансе  на природный газ

приходится 25%. Таким образом, структура украинской энергетики по воздействию

на климат более нейтральна по сравнению с энергетикой других стран, так как

природный газ имеет более  низкий коэффициент выброса двуокиси углерода, чем

уголь и нефть.

К газам, создающим парниковый эффект, относится и метан, поэтому  очень важно

определить его потери при добыче, транспортировке по трубопроводам,

распределении в городах и населенных пунктах, при использовании на станциях

теплоснабжения и электростанциях. По некоторым украинским и зарубежным

источникам, потери газа по всей этой цепочке составляют от 10 до 30 %, по

данным Минтопэнерго Украины-1.5%, что соизмеримо с мировой нормой.

Суммарные промышленные выбросы  углерода, например в России, в 1990 г.

оценивались в пределах 650-700 млн. т. К наиболее загрязняющим атмосферу

отраслям отнесены топливно-энергетическая, нефтехимическая, металлургическая

и транспортная.

Мощным источником СО₂ служит дыхание почвы. На 1124.9 млн. га

северо-западной части Европы дыхание почвы составляет 1800 МтС, т.е. 3% от

глобальной эмиссии, что  в три раза превосходит индустриальную эмиссию. В

условиях холодного и умеренного климата за счет замедленной скорости разложения

биомассы происходит (вместе с органическим веществом) накопление углерода.

Другим местом скопления  СО₂ служат болота-резервуар с временем

пребывания  органического  углерода в торфах до 10 тыс.лет и его аккумуляцией

45-50 МтС/г. Из-за малой скорости разложения мха углерод активно накапливается

в сфанговых болотах. Увеличение годового стока может быть достигнуто в первую

очередь облесением, а также  путем сохранения и увеличения содержания гумуса в

почвах.

Анализ динамики климатических  данных показал, что в 80-х и начале 90-х г.г.

среднегодовые температуры  на северной половине Восточно-Европейской  равнины

возросли из-за частой повторяемости  теплых зим, причем отмечена сопряженность

ареалов максимальной изменчивости климатических характеристик с

географическим распределением загрязнений атмосферы.

Изменение климата в результате антропогенных выбросов парниковых газов ведет

к крупномасштабным негативным последствиям практически во всех областях

деятельности человека. Наиболее значительному потеплению подвержены высокие

широты Земли, в которых  расположены значительная часть  территории Европы и

Азии.

В Западной Европе изменение  климата чревато для сельского, лесного и водного

хозяйства. Это связано  главным образом с перераспределением осадков и

увеличением числа и интенсивности  засух. В зоне вечной мерзлоты, которая

занимает около 10 млн. км², в результате таяния льдов при потеплении

климата станет разрушаться  хозяйственная инфраструктура, будет  нанесен ущерб

добывающей промышленности, энергетическим и транспортным системам,

коммунальному хозяйству. Подъем уровня Мирового океана  приведет к  затоплению и

разрушению береговой  зоны и низменной территории дельт  рек с расположенными

здесь населенными пунктами. Изменение климата может оказать  негативное влияние

на здоровье людей-как из-за усиления теплового стресса в южных районах, так и

из-за распространения многих видов заболеваний.

В 1992 г. страны-члены ООН  подписали рамочную Конвенцию ООН  об изменении

климата. Конечная цель Конвенции  заключается в том, чтобы добиться

стабилизации парниковых газов в атмосфере на уровне, не допускающем опасного

антропогенного воздействия  на климатическую систему.

Один из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом-

автомобильный транспорт. Есть несколько видов борьбы с этим видом

загрязнений: техническое  совершенствование двигателей , топливной аппаратуры,

электронных систем подачи топлива; повышение качества топлива, снижение

содержания токсичных  веществ в выхлопных газах  в результате применения

дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование

альтернативных видов  топлива, например сжатого природного газа.

Кроме того, открыт способ утилизации углекислого газа с помощью новейших

технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят

высокоэкономичным методом  газоразделения с помощью ионообменных мембран, при

этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода

закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает  на дальнейшую

переработку.

На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и  подвергают

электрохимическому разложению в процессе электролиза. В результате реакции

при высокой (1100-1500°С) температуре  на аноде выделяется сверхчистый

кислород, а на катоде смесь  окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ,

служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего

спектра современных искусственных материалов-от синтетического бензина и

дизельного топлива до изделий из полимеров  (пластмасс, лаков, красок,

растворителей и т.д.). Синтез-газ  может использоваться и в металлургии  для

бескоксового производства чугуна.

В Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева  РАН разработаны

новейшие технологии превращения  углекислого газа в метанол (метиловый

спирт) и диметиловый эфир, увеличивающие в 2-3 раза производительность

аппаратов при значительном уменьшении расхода электроэнергии. Здесь был

создан реактор нового типа, в котором производительность увеличена в 2-3

раза.

Введение этих технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и

поможет не только создать  альтернативное сырье для синтеза  многих

органических соединений, основой для которых сегодня  служит нефть, но и

решить важные экологические  проблемы.

В перспективе возможно, хотя пока это относительно дорого, извлекать диоксид

углерода непосредственно  из атмосферы крупных промышленных городов.

Интересно, что его запасы в атмосфере и гидросфере, накопленные  за 100 лет

промышленной цивилизацией, существенно превышают ( в пересчете на

углеводороды, полученные по предлагаемой технологии) оставшиеся на планете

залежи нефти, а это  около 400 млрд.т.

Стратосферный озоновый слой защищает людей и природу от жесткого

ультрафиолетового и мягкого  рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части

солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах  планеты

вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6%

увеличивает число раковых  заболеваний кожи. Установлено, что  жесткий

ультрафиолет подавляет  имунную систему организма.

Озон-трехатомные молекулы кислорода-рассеян над Землей на высоте от 15 до 50

км; озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т. газа ,

наибольшая концентрация-на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически сжать

эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится  слой всего в 2

мм, однако без него жизнь на планете невозможна.

Запуск мощных ракет, ежедневные полеты реактивных самолетов в высоких  слоях

атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное  уничтожение

природного озонатора-миллионов гектаров леса-пожарами и хищнической рубкой,

массовое применение фреонов  в технике, парфюмерной и химической продукции в

быту-главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.

В последние годы над Северным и Южным полюсами возникли «озоновые  дыры» площадью

свыше 10 млн. км² каждая, появились громадные «озоновые дыры» над