Озоновый слой: проблема XXI века

площадь арктических  льдов  продолжит  уменьшаться,  начнётся  таяние  вечной мерзлоты. Однажды начавшись, газа в атмосфере  стабилизируется.  Результатом станут необратимые изменения в оборот воды в мировом океане и  уровне  моря. Специалисты ООН установили, планета нагревается быстрее, чем  предполагалось ранее, и есть  убедительные  свидетельства  того,  что  именно человечество

несет за это ответственность. Учитывая все данные, разработанные  учеными всего  мира,  и  результаты

исследований Комиссии ООН,  среднемировая  температура  в  этом  веке  может повыситься на 1,4-1,8 градуса Цельсия. Уровень мирового океана повысится  на 10 см, поставив под угрозу миллионы жителей стран, находящихся невысоко  над

уровнем моря. Глобальное потепление заставляет содрогнуться. ООН  подготовила  новый доклад,  в  котором  прогнозируются  последствия   воздействия   глобального

потепления.  Выводы  специалистов  неутешительны:  отрицательные  результаты потепления будут ощущаться почти повсюду. Для  большей  части   Европы   значительно   повысится   угрозанаводнений (жители  Великобритании  уже  испытали  это  в  прошедшем  году). Ледники Альп и большие области вечной  мерзлоты  начнут  таять  и  полностью

исчезнут к концу  этого века.  Изменение  климата  положительно  скажется  на урожаях, собираемых  в  Северной  Европе,  однако  почти  столь  же  сильное

отрицательное влияние  будет оказано  на  сельское  хозяйство  Южной  Европы, которой в 21 веке предстоит страдать от постоянных засух. Больше   всего   пострадают   небольшие   островные    государства. Развивающимся странам будет особенно нелегко приспосабливаться к  меняющимся

условиям.  Ожидаются  и  определенные  положительные   эффекты:   увеличение производства древесины, большие урожаи зерновых в таких регионах  мира,  как Юго-Восточная Азия, и меньше смертей от замерзания  во  время  зимы.  Ученые предупреждают,  что  прогнозируемое  изменение  климата  потенциально  может привести к "широкомасштабным и необратимым переменам" в течение этого  века. В частности, прогнозируется замедление поступления теплой  воды  в  северную Атлантику, большое таяние льдов в Гренландии и западной Антарктиде, а  также

увеличение доли углекислого газа и метана в  атмосфере  по  мере  нагревания Земли. Опубликованный  в  январе  отчет  ООН  -  самая  детальная  и  серьезная  на сегодняшний  день  работа,  предупреждающая   о   последствиях   глобального

потепления. В опубликованном отчете говорится, что признаки  этих изменений уже налицо.

- Ледовый покров  Арктики сократился на 10-15 %

- Лед на  антарктическом  побережье  с  середины  1950-х   до  начала  1970-х отступил на юг на 2,8 градуса долготы

- Леса Аляски наступают  на север - на 100 километров  с   повышением  средней температуры на один градус Цельсия 

- Ледовое покрытие  озер  и  рек  в  средних   и  верхних  долготах  Северного

полушария держится сейчас на 2 недели меньше, чем в 1850 году

- В Европе некоторые  горные растения мигрируют вверх  со скоростью от  одного до четырех метров каждое десятилетие

- Сезон роста садовых  растений в Европе увеличился  на 11 дней.

- Перелетные птицы  прилетают на север раньше  и остаются дольше.

Поиск  виновных  в  глобальном  потеплении  не  поможет  делу.  На Конференции ООН по проблемам климатических изменений,  которая  продолжается в Нидерландах, Великобритания предупредила, что мир может упустить  жизненно важный шанс предотвратить губительные последствия глобального потепления. Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности,

которую создает  легкомысленное  отношение  к  окружающей  среде.  Между  тем решение (если оно  еще  возможно)  таких  грозных  глобальных  проблем,  как  экологические,   требует    неотложных    энергичных    совместных    усилий   международных организаций, государств, регионов, общественности. 
 
 
 

     Кислотные  дожди. 
 

Одной из  важнейшей  экологической  проблемой  человечества,  является

выпадение кислотных  осадков. Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт  Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».  Кислотные  дожди, содержащие растворы серной и  азотной  кислот,  наносят  значительный  ущерб природе.

    При сжигании  любого ископаемого топлива в  составе выделяющихся газов содержатся диокиси серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть  меньше  или больше.  Особенно  насыщенные

сернистым газом  выбросы дают высокосернистые угли  и  мазут.  Миллионы  тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу,  превращают  выпадающие  дожди  в слабый раствор кислот. Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом  воздуха  при высоких температурах, главным образом в двигателях  внутреннего  сгорания  и котельных установках. Получение  энергии,  увы,  сопровождается  закислением окружающей среды. Дело осложняется еще и тем, что трубы  теплоэлектростанций стали расти в высоту,  и  достигают  250—300,  даже  400  м,  следовательно, выбросы в атмосферу теперь рассеиваются на огромные территории. 

    Последствия  кислотных осадков. 

    В 70-х  гг. в реках и озерах скандинавских  стран  стала  исчезать  рыба, снег в горах окрасился в  серый  цвет,  листва  с  деревьев  раньше  времени устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в  США,  Канаде,  Западной Европе.  В  Германии пострадало  30%,  а местами 50%  лесов.  И все это происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что  причина всех этих бед — кислотные дожди.

    Показатель  рН меняется в разных водоемах, но в  ненарушенной  природной среде диапазон этих изменений строго  ограничен.  Природные воды  и почвы

обладают буферными  возможностями, они способны  нейтрализовать  определенную часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что  буферные  способности

природы не беспредельны. В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть

небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают  планктону  усваивать нитраты, что  ведет  к  снижению  кислотности  воды.  Использование  фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает  меньшее  воздействие  на химию воды. Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных  веществ,  меняется

состав почвенных  микроорганизмов. Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается

суховершинность на  больших  площадях.  Кислота  увеличивает  подвижность  в почвах алюминия, который токсичен  для  мелких  корней,  и  это  приводит  к

угнетению  листвы  и  хвои,  хрупкости  ветвей.  Особенно страдают  хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и  поэтому  накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья  желтеют,  у

них изреживаются  кроны,  повреждаются  мелкие  корни.  Но  и  у  лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает  листва,  гибнет часть  кроны,  повреждается  кора.  Естественного  возобновления  хвойных  и лиственных лесов не происходит. Все  больший  ущерб  кислотные   дожди   наносят   сельскохозяйственным

культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется  обмен  веществ в  клетках,   растения   замедляют   рост   и   развитие,   уменьшается   их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность. Проведены исследования степени восприимчивости к  кислотным  дождям  18 видов сельскохозяйственных культур  и  11  видов  декоративных  растений  на ранних  стадиях  роста.  Наиболее  подверженными  вредоносному   воздействию оказались листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов, подсолнечника и хлопчатника. Наименее восприимчивыми  —  озимая  пшеница,  кукуруза,  салат, люцерна и клевер.

    Кислотные  дожди  не  только  убивают   живую  природу,  но  и   разрушают памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов  кальция  (СаО и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс  (СаSО4).

Смена температур, потоки дождя  и  ветер  разрушают  этот  мягкий  материал. Исторические памятники Греции и  Рима,  простояв  тысячелетия,  в  последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба  грозит  и  Тадж-Махал  —

шедевру индийской  архитектуры периода Великих  Моголов, в Лондоне — Тауэру  и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в  Риме  слой  портлендского известняка разъеден на 2,5 см. В  Голландии  статуи  на  соборе  Св.  Иоанна

тают,  как  леденцы.  Черными  отложениями  изъеден  королевский  дворец  на площади Дам в Амстердаме.

    Более  100  тыс.  ценнейших  витражей,  украшающих  соборы   в   Шатре, Контербери, Кёльне, Эрфурте, Праге, Берне, в  других  городах  Европы  могут быть полностью утрачены в ближайшие 15— 20 лет. Страдают от кислотных дождей и люди,  вынужденные  потреблять  питьевую

воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т.п. Спасать природу от закисления  необходимо.  Для  этого  придется  резко снизить выбросы в атмосферу окислов  серы  и  азота,  но  в  первую  очередь

сернистого газа,  так  как  именно  серная  кислота  и  ее  соли  на  70—80% обусловливают кислотность  дождей,  выпадающих  на  больших  расстояниях  от места промышленного выброса. Наблюдения за химическим составом и  кислотностью  осадков  в  России ведут 131 станция, отбирающие на химический анализ суммарные  пробы,  и  108 пунктов, на которых в  оперативном  порядке  измеряют  только  величину  рН. Система контроля загрязнения снежного покрова  на  территории  России

осуществляется на 625 пунктах, обследующих площадь  в  15  млн.  км2.  Пробы забирают на наличие  ионов  сульфата,  нитрата  аммония,  тяжелых  металлов, определяют значение рН. Природные  осадки  имеют  разную  кислотность,  но  в  среднем  рН=5,6. Кислотные осадки с рН < 5,6 представляют  серьезную  угрозу,  особенно  если величина  рН  падает  ниже  5,1.  Ниже  перечисляются  основные  последствия

выпадения кислотных  осадков. Повреждение статуй, зданий, металлов и отделки автомобилей. Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках.

Понижение способности  к воспроизводству лососей и  форели при рН < 5,5. Гибель и понижение продуктивности многих видов фитопланктона, когда  рН<6-8.Разрыв азотного цикла в озерах, когда величина рН колеблется от 5,4 до 5,7.

Ослабление или  гибель деревьев, особенно хвойных  пород,  произрастающих  на больших  высотах,  из-за  вымывания  из  почвы  кальция,   натрия  и  других питательных веществ (Рисунок IV). Повреждение корней деревьев и гибель многих видов  рыб  из-за  высвобождения из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия. Ослабление  деревьев  и  усиление  их  подверженности  болезням,  насекомым, засухам,    грибам    и мхам, которые процветают в кислой среде. Замедление     роста     культурных  растений,  таких,  как  помидоры,  соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста-брокколи и хлопок. Рост популяции  81агола,  простейшего,   вызывающего  серьезную  кишечную

инфекцию,  которая  поражает  скалолазов  и  альпинистов,  пьющих  воду  из, казалось бы, чистых горных ручьев.

Возникновение и  обострение многих  болезней  дыхательной  системы  человека, преждевременная гибель людей.

    Кислотные  осадки иллюстрируют пороговый эффект. Большинство почв,  озер и   рек   содержат   щелочные    химические    вещества, которые  могут взаимодействовать с некоторым количеством  кислот,  нейтрализуя  их.  Однако

регулярное многолетнее  воздействие  кислот  истощает  большинство  из  этих сдерживающих закисление веществ. Затем как бы внезапно  начинается  массовая гибель деревьев и рыб в озерах и реках.  Когда  это  происходит, какие-либо

меры  по  предотвращению  серьезного  ущерба   предпринимать   уже   поздно. Опоздание составляет 10 — 20 лет. Большая  часть  кислотообразующих  веществ,  произведенных  в  одной стране, переносится преобладающими приземными ветрами на территорию  другой.

Самоочищение  атмосферы. Воздушный  океан  обладает   способностью   к самоочищению от загрязняющих веществ.

 Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы  долгое  время  эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в  воздух в расчете на то,  что  будут  обезврежены  и  переработаны  самой  природой. Казалось, что как ни велика общая масса отходов, по  сравнению  с  защитными

ресурсами   она   незначительна.   Однако    процесс    загрязнения    резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не  смогут  выдержать  такой  натиск,  так  как  способность

атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.