Охрана окружающей среды

Охрана  окружающей среды

  Для изучения окружающей среды (среды обитания и производственной деятельности человека)целесообразно выделить следующие ее основные составляющие: воздушную среду; водную среду(гидросферу); животный мир (человек, домашние и дикие животные, в том числе рыбы и птицы); растительный мир(культурные и дикие растения в том числе растущие в воде);почву(растительный слой);недра(верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых); климатическую и акустическую среду.

  Наиболее уязвимыми составляющими, без которых невозможно существование человека и которым наносится наибольший ущерб человеческой деятельностью, связанной с развитием промышленности и урбанизации, являются воздушная среда и гидросфера. Их загрязнение наносит также существенный вред природе (совокупности естественных условий существования человеческого общества).

  Рассмотрим  составляющие окружающей среды, подвергающиеся наибольшему воздействию вследствие развития урбанизации и перерабатывающей промышленности.

Воздушная среда.

  Воздушная среда может быть наружной, в которой  большинство людей проводят меньшую  часть времени(до 10-15%), внутренней производственной (в ней человек проводит до 25-30% своего времени) и внутренней жилой, где люди пребывают большую часть времени (до 60-70% и более).В соответствии со временем, которое проводят люди во внутренней жилой, производственной и наружной воздушной сферах, ее состоянию (качеству) должно уделяться особое внимание. Из этого не следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так как она, в частности, поддерживает внутреннюю жилую и производственную воздушную среды.

  Наружный  воздух у поверхности земли содержит по объему: 78,08% азота; 20,95% кислорода; 0,94% инертных газов и 0,03% углекислого газа. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, а азота увеличивается до 78,89%. Часто воздух у поверхности земли имеет различные примеси, особенно в городах: там он содержит более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутренний воздух в жилищах, как правило, имеет повышенное содержание углекислого газа, а внутренний воздух производственных помещений обычно содержит примеси, характер которых определяется технологией производства.

  Среди газов выделяется водяной пар, который попадает в атмосферу в результате испарений с Земли. Большая его часть (90%) сосредоточена в самом нижнем пятикилометровом слое атмосферы, с высотой его количество очень быстро уменьшается. Дело в том, что количество водяного пара зависит от температуры воздуха : чем она ниже, тем  пара меньше , а с высотой температура воздуха понижается.

  Когда количество водяного пара при данной температуре достигает максимума, он насыщает пространство. Например, при +30 в кубометре воздуха может находиться максимум 30г водяного пара , а при -30 всего лишь 0,3г . Не насыщенный водяным паром воздух может стать насыщенным , если его охладить. Если количество пара достигает при данной температуре, то при дальнейшем охлаждении воздуха пар превращается в маленькие капельки воды ,т.е. конденсируется. Так образуются облака: при восходящем движении воздух расширяется и охлаждается, а содержащийся в нем водяной пар конденсируется.

  Атмосфера содержит много пыли, которая попадает туда с поверхности Земли и частично из космоса. При сильных волнениях ветры подхватывают водные брызги из морей и океанов. Так попадают в атмосферу из воды частицы соли. В результате извержения вулканов, лесных пожаров, работы промышленных объектов и т.д. воздух загрязняется продуктами неполного сгорания. Больше всего пыли и других примесей в приземном слое воздуха. Даже после дождя в 1 см содержится около 30 тыс. пылинок, а в сухую погоду их в сухую погоду их в несколько раз больше.

  Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба. Молекулы газов рассеивают коротковолновую часть спектра  солнечного луча, т.е. фиолетовые и синие лучи. Поэтому днем небо голубого цвета. А частицы примесей, которые значительно крупней молекул газов, рассеивают световые лучи почти всех длин волн. Поэтому, когда воздух запылен или в нем содержатся капельки воды, небо становится белесоватым. На больших высотах небо темно-фиолетовое и даже черное.

  В результате происходящего на Земле  фотосинтеза растительность ежегодно образует 100 млрд. т. органических веществ (около половины приходится на долю морей и океанов), усваивая при этом около 200 млрд. т. углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд.т. свободного кислорода, полагают, что благодаря фотосинтезу образуется весь кислород атмосферы. О роли в этом круговороте зеленых насаждений говорят следующие данные: 1 га зеленых насаждений в среднем за 1 час очищает воздух от 8 кг углекислого газа (выделяемого за это время при дыхании 200 человек). Взрослое дерево за сутки выделяет 180 литров кислорода, а за пять месяцев (с мая по сентябрь) оно поглощает около 44 кг углекислого газа.

  Количество  выделяемого кислорода и поглощаемого углекислого газа зависит от возраста зеленых насаждений, видового состава, плотности посадки и других факторов.

  Не  меньшее значение имеют и морские   растения – фитопланктон - в основном водоросли и бактерии, высвобождающие путем фотосинтеза кислород.

Водная  среда.

  Водная  среда включает поверхностные и  подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров--около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши--территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7`С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.

  Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (более 30`С).

  Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга.

  Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории.

  При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией.

  Важным  обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в  основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие  десятилетием питьевой воды.

Водный  баланс земли.

  Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее составляет Мировой океан . Другая часть(4%)-подземные воды. При этом следует учесть ,что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн. км, или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше -230 тыс.км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км. воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия.

  Воды  на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. км, или только 0,15% всего объема гидросферы.

Климатическая среда

  Климатическая среда является важным фактором, определяющим развитие различных видов животного, растительного мира и его плодородие. Характерной особенностью России является то, что большая часть ее территории имеет значительно более холодный климат, чем в других странах. Для подтверждения этого рассмотрим средние температуры самого холодного месяца, которым является в наиболее заселенном северном полушарии январь, для некоторых городов мира (данные БСЭ):

  ГОРОД. ТЕМПЕРАТУРА, С.

  Москва ................................-10,2

  Нью-Йорк ..............................-0,8

  Берлин ................................-0,3

  Париж .................................+3,4

  Лондон ................................+5,3

  Вашингтон .............................+1

  Рим ...................................+6,8

  Стокгольм .............................-3

  Рейкьявик .............................+1

  Внутренняя  температура большей части отапливаемых помещений (жилых) равняется +18`С. Теплопотери  помещений или количество теплоты, необходимое для отопления объема здания, приходящегося на одного человека, а также подогрева приточного вентиляционного воздуха, прямо пропорциональны разности температур внутреннего и наружного воздуха. Эта разность температур, как видно, для Москвы в 2,5 раза больше, чем для Рима; в 2,2 – для Лондона; в 1,8 - для Парижа; в 1,6-1,65 - для Нью-Йорка, Берлина и Вашингтона и в 1,35 - для Стокгольма.

  Иными словами, можно утверждать, что расход тепловой энергии (или топлива) на отопление  и вентиляцию зданий в январе на 35-150% больше в Москве, чем в других названных городах. В годовом  разрезе, учитывая большую в Москве, чем в указанных городах, продолжительность отопительного сезона, эта  разница будет еще больше.

  Приведенные данные, конечно, не исчерпывают разнообразия климата разных стран, так как  они не представляют климат таких  стран и континентов, как Япония, Испания, Африка, Австралия, Южная Америка и другие. Однако там климат преимущественно теплее. Есть только одна страна, похожая по климату на большую часть территории России--это Канада, но ее население в 10 раз меньше. О холодном климате в России свидетельствует тот факт, что 49% территории суши страны занимает вечномерзлые грунты.

  Косвенно  о климате России сравнительно с  климатом других стран можно судить по количеству сжигаемого топлива: во всем мире, например, в 1980 году было сожжено в пересчете на условное топливо около 10 млрд. т., из них 2 млрд. – в России, при населении, составляющем 6,6% населения Земли. Следовательно, в среднем на 1 человека было сожжено в 3 раза больше топлива, чем в среднем на 1 человека на Земле. Эта разница объясняется климатическими условиями, развитостью промышленности и транспорта в России. Она свидетельствует также о существенном загрязнении воздушной среды, которое создает сжигание органических видов топлива.

Акустическая  среда

  Акустическая  среда является существенным фактором, влияющим на самочувствие людей и животных. Поставлены опыты, которые доказывают, что повышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений. Акустическая среда заполняется шумом. Различают низкие, средние и высокие звуки.

  Колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц - инфразвуковые, от 16Гц до 20кГц - звуковые, выше 20кГц - ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800Гц), высокочастотные (выше 800 Гц). Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты.

  Нормируемыми  параметрами шума являются уровни в  децибелах (дБ) среднеквадратичных звуковых давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Они допускаются большими для низких частот и меньшими для высоких частот, например, в квартирных жилых домах - 55 дБ для 63 Гц и 18 дБ для 8000 Гц, а на постоянном рабочем месте и на территории предприятий соответственно - 103 и 80 дБ.