Атмосфера Земли: строение, состав, характеристики

Содержание

 

 

1. Атмосфера Земли: строение, состав, характеристики…………………………..4

2. Антропогенные факторы  и их воздействие на биосферу………………………4

3. Антропогенный ресурсный  цикл…………………………………………………6

4. Загрязнение Мирового  океана……………………………………………………9

5. Рекультивация земель……………………………………………………………15

   Список литературы……………………………………………………………….17

 

1. Атмосфера Земли:  строение, состав, характеристики.

Планета Земля отличается от других планет наличием воздушной  оболочки, атмосферы.

Атмосферный воздух – смесь  различных газов. В его составе  по объему 78,08% азота, 20,9% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа и около 0,01% других газов (гелий, метан, неон, ксенон, родон и др.)

Значение атмосферного воздуха  для живых организмов огромно  и разнообразно. Это источник кислорода  для дыхания и углекислоты  для фотосинтеза. Он защищает живые  организмы от вредных космических  излучений, способствует сохранению от вредных космических излучений, способствует сохранению тепла на Земле.

Атмосфера – важная часть  экосферы, с которой она связана биогеохимическими циклами, включающими газообразные компоненты: круговоротами углерода, азона, кислорода и воды. Большое значение имеют и физические свойства атмосферы. Так воздух оказывает лишь незначительное сопротивление движению и не может служить опорой для наземных организмов , что непосредственно сказалось на их строении. Вместе с тем некоторые группы животных стали использовать полет как способ передвижения. Особо следует отметить, что в атмосфере постоянно происходит циркуляция воздушных масс, энергию которой поставляет Солнце.

Результатом циркуляции является перераспределение водяных паров, так как атмосфера захватывает  их в одном месте (где вода испаряется), переносит и отдает в другом месте (где выпадают осадки). Если же в атмосферу  поступают газы, в том числе  загрязняющие, такие, как двуокись серы в промышленных районах, то система  атмосферной циркуляции перераспределит  их и они выпадут в других местах, растворенные в дождевой воде.

2. Антропогенные  факторы и их воздействие на  биосферу.

Действие человека как  экологического фактора в природе огромно и чрезвычайно многообразно. В настоящее время ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного и всеобщего, т.е. планетарного влияния, как человек, хотя это наиболее молодой фактор из всех действующих на природу. Влияние антропогенного фактора постепенно усиливалось, начиная от эпохи собирательства до наших дней, эпохи научно-технического прогресса и демографического взрыва. В процессе своей деятельности человек создал большое количество самых разнообразных видов животных и растений, существенным образом преобразовывал естественные природные комплексы. На значительных территориях создал особые, нередко практически оптимальные условия жизни многим видам. Создавая огромное разнообразие сортов и видов растений и животных, человек способствовал появлению у них новых свойств и качеств, обеспечивающих им выживание в неблагоприятных условиях, как в борьбе за существование с другими видами, так и невосприимчивости к воздействию патогенных организмов. Изменения, производимые человеком в природной среде, создают для одних видов благоприятные условия для размножения и развития, для других – неблагоприятные. И как результат, между видами создаются новые численные отношения, перестраива пищевые цепи, возникают приспособления, необходимые для существования организмов в измененной среде.

Однако, в конце 20 – начале 21 столетия создали критическую  ситуацию следующие негативные тенденции:

1. Потребление ресурсов  Земли настолько превысило темпы  их естественного воспроизводства,  что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику, привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы.

2. Отходы, побочные продукты  производства и быта загрязняют  биосферу, вызывают деформации экологических  систем, нарушают глобальный круговорот  веществ и создают угрозу для  здоровья человечества.

Антропогенные воздействия  нарушают замкнутость круговорота  веществ в экосистемах.

Влияние антропогенного фактора  в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли. Создает сельскохозяйственные угодья (агроценозы), выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяют одних и уничтожает других. Эти воздействия часто являются положительными, но нередко носят отрицательный характер. Например, необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.

К случайным относятся воздействия. Происходящие в природе под влиянием человеческой деятельности. Но не были заранее предусмотрены и запланированы им, и таких примеров немало: распространение различных вредителей. Паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например, нежелательные явления, вызванные осушением болот. Постройкой плотин, распашкой целины и др.

Человек может оказывать  на животных и растительный покров Земли как прямое влияние, так и косвенное. Влияние человека на природу является мощным экологическим фактором.

3. Антропогенный  ресурсный цикл.

Антропогенное воздействие  на биосферу вызывает не только ее загрязнение, но и разрушение вследствие несбалансированности биохимических процессов.

 

Для создания необходимых  продуктов, развития искусственной  среды обитания человек вовлекает  естественные природные богатства  в ресурсный цикл.

        

 Под ресурсным циклом понимают совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования его человеком (включая его выявление, подготовку, эксплуатацию, извлечение из природной среды, переработку, превращение, возвращение в природу). «Цикл» предполагает замкнутость процесса. Но ресурсный цикл, который иначе можно назвать антропогенным круговоротом, фактически не замкнут (рис. 1)

Рис. 1. Примерная  схема ресурсного цикла

Если поглощенный растениями углерод в составе диоксида углерода возвращается в атмосферу при  дыхании тех же растений, животных и микроорганизмов, то каменный уголь, т.е. тот же углерод, добытый и  переработанный, обратно в места  залегания не возвращается. На каждом этапе ресурсного цикла неизбежны  потери либо вследствие особенностей промышленных технологий, либо ввиду  субъективных причин. Значительная доля добытого ископаемого теряется при  транспортировке к месту переработки, при его перегрузке и при его  переработке.

Если ресурсом служит топливо (например, каменный уголь), то при его  сгорании образуется большое количество золы, шлаков, разного рода оксидов, выбрасываемых в атмосферу, или  отвалы. Зола, которая поступает  в атмосферу с выбросами ряда заводов, оказывает прямое воздействие  на урожай сельскохозяйственных культур, возделываемых вблизи завода. Газообразные загрязнители воздействуют аналогичным  образом на многие виды растений. Возникает  вопрос о возмещении убытков, нанесенных землевладельцам, вследствие выброса  фитотоксичных газов предприятием. В результате исследований был разработан метод объективной оценки экономических потерь. В настоящее время полагают, что снижение урожая пропорционально количеству погибшей листвы.

Воздух является не единственным элементом окружающей среды, «отравленным»  человеком. Загрязнение континентальных  вод – столь же важная проблема, и установленная система арендной платы способствует созданию станций  по очистке сточных вод. И все-таки в настоящее время флора и  фауна многих водоемов погублены в результате сброса сточных вод.

Таким образом, как только технический прогресс достигает  определенного порога, необходимо принимать  новые решения, которые, в свою очередь, порождают новые проблемы. А страдает по-прежнему природа.

          С какой бы стороны мы ни смотрели, мы все время оказываемся перед проблемой ограниченности природных ресурсов, ограниченности пространства, в котором мы живем, и, наконец, проблемой себестоимости потребляемых нами благ.

          Во многих отношениях было бы лучше замедлить рост современной экономики, включить в национальный доход стоимость того, что до сих пор не учитывалось, а именно качество жизни и окружающей среды. Нет сомнения, что настало время постепенно переводить экономику на рельсы экологии. И лишь этим путем в ближайшем будущем можно обеспечить не только достаточное количество продуктов питания, но и рост экономики, не нарушающий экологического равновесия при рациональном использовании природных ресурсов. Сплошные линии на рис.1 – возможные пути повышения эффективности цикла за счет снижения отходов, пунктирные – возврат ресурсов. Справа – потери ресурсов, являющиеся источником загрязнения природной среды.

 

Ресурсообеспечение – это прежде всего энергетическая эффективность, определяемая соотношением между затрачиваемой (или имеющейся) энергией и полезным продуктом, получаемым при этих затратах. Превращение высококачественной энергии, извлекаемой из ядерного топлива, в тепловую энергию с температурой в несколько тысяч градусов и далее в высококачественную электроэнергию, а затем использование этой энергии для поддержания температуры в доме на уровне 20о С является чрезвычайно расточительным процессом.

            Поэтому основным принципом использования энергии должно быть соответствие ее качества поставленным задачам.

           4. Загрязнение Мирового океана.

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляет собой  вязкую маслянистую жидкость, имеющую  темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит  преимущественно из насыщенных алифатических  и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

а) Парафины (алкены). (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

б) Циклопарафины. (30 - 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

в) Ароматические углеводороды. (20 - 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца ( бензол, толуол, ксилол) , затем бициклические ( нафталин) , полициклические ( пирон).

г). Олефины (алкены). (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты  являются наиболее распространенными  загрязняющими веществами в Мировом  океане. К началу 80-ых годов в океан  ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны  с ее транспортировкой из районов  добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и  балластных вод, - все это обуславливает  присутствие постоянных полей загрязнения  на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в  морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная  с 1964 года, пробурено около 2000 скважин  в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают  в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми  стоками. Объем загрязнений из этого  источника составляет 2,0 млн. т. /год . Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность  проникновения в воду света. Пропускание  света тонкими пленками сырой  нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм 0полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую нефть в воде и обратную вода в нефти . Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и  болезнями растений. Пестициды делятся  на следующие группы:

- инсектициды для борьбы  с вредными насекомыми,

- фунгициды и бактерициды  - для борьбы с бактериальными  болезнями растений,

- гербициды против сорных  растений.

Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты.

Хлорорганические инсектициды  получают путем хлорирования ароматических  и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его  производные, в молекулах которых  устойчивость алифатических и ароматических  групп в совместном присутствии  возрастает, всевозможные хлорированные  производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 0лет использовано более 1, 2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы ( ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах земного шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 - 1, 2 кг. /л.