Джерела та екологічні наслідки забруднення атмосфери

Атмосферне повітря — невичерпний ресурс, але в окремих регіонах земної кулі він потрапляє під такий сильний антропогенний вплив, що виникає проблема якісного складу атмосфери, а надто у великих промислових центрах.

Основні антропогенні джерела забруднення атмосфери:

• теплове та енергетичне устаткування;

• промислові підприємства;

• сільське господарство;

• транспорт.

До атмосфери надходять газоподібні викиди, тверді частинки, радіоактивні речовини, волога. Під час перебування в атмосфері їхні температура, властивості й стан можуть істотно змінюватися. Ці зміни проявляються у вигляді випадання в осад важких фракцій, розпаду на компоненти, хімічних і фотохімічних реакцій. Внаслідок цього в атмосфері можуть утворюватися компоненти, властивості й поведінка яких не завжди відповідатиме вихідним даним.

До наслідків антропогенного впливу на атмосферу належать:

• підвищення концентрації СО і СО2;

• надходження до атмосфери сполук сірки;

• надходження малих газових сполук (фреонів, сполук азоту), сполук хлору і фтору;

• надходження додаткового тепла в атмосферу.

Зараз в атмосфері вміст СО2 порівняно невеликий — 0,033 % від загального її обсягу. Систематичні спостереження за СО2 в атмосфері Землі за допомогою надійних приладів було розпочато наприкінці 50-х років ХХ ст.

Нині існує більш як 10 станцій, які ведуть спостереження за концентрацією СО2. За останні 25 років його вміст зріс на 8, 9 %, а за 100 років — на 20 %.

У природі постійно відбувається обмін вуглекислим газом завдяки кругообігові вуглецю в системах:

1) атмосфера — гідросфера, поглинання СО2 гідросферою дорівнює його виділенню;

2) атмосфера — біота, СО2 поглинається зеленими рослинами за фотосинтезу, який супроводжується виділенням кисню. З відмиранням рослин унаслідок окислення організмів і продукції їхньої життєдіяльності вуглець знову повертається в атмосферу і гідросферу. Швидкість кругообігу — 10 років. Цикл замкнений;

3) атмосфера — літосфера — велика кількість СО2 безпосередньо виділяється в атмосферу через вулканічні виверження, з гарячими та мінеральними джерелами. Але вони повертаються з утворенням карбонатних порід. Проте час круговороту — тисячі років. Цикл незамкнений, що приводить до змін клімату на землі.

Збільшення СО2 в атмосфері за 100 років на 20 % зумовлено двома причинами: 1) вирубування лісів; 2) збільшення викидів СО2 через згорання палива.

Загальний обсяг СО2, що надходить в атмосферу, становить 5 — 1015 г вуглецю на рік. В атмосфері лишається лише половина цієї кількості, 30 % розчиняється у водах Світового океану, 20 % засвоюється біотою Землі.

Наслідки: 1) коливання прозорості атмосфери; 2) підвищення температури на 0,4 — 0,6 °С.

У перспективі це приведе до потепління клімату. Можливі зміни річкового стоку в Європі — зменшення його на 20 % і збільшення від 10 до 20 % стоку Східного Сибіру.

Викиди сполук сірки — SO2, SО3 і H2S є найбільш токсичними.

Під впливом SO2, SО3 та їхніх похідних відбувається руйнування хлорофілу в листках рослин, сповільнюється ріст рослин, зменшується врожайність сільськогосподарських культур, а через високі дози рослини гинуть.

Кислотні дощі спричинюють підвищення кислотності ґрунтів. Сполуки сірки прискорюють процеси корозії металів, руйнування споруд.

Пил сприяє погіршенню клімату міст, зменшує прозорість атмосфери, збільшує кількість днів у місті з туманами.

До малих сполук — забруднювачів атмосфери відносять фреони, що їх використовують у холодильній промисловості та для приготування фарб, сполуки азоту, хлору і фтору. Сполуки азоту надходять також від транспорту, промислових об’єктів, через застосування мінеральних добрив, а сполуки хлору і фтору — від ядерних вибухів.

Товщина озонового шару за останні роки скоротилася в середньому на 2,5 %.

Діє Міжнародна угода про скорочення використання фреонів до 1998 р. на 50 %, але цього недостатньо.

Вміст озону в Північній півкулі над широтним поясом, що проходить через Дублін і Москву, 1988 р. був на 8 % меншим, ніж 1969 р.

Виробництво тепла людством становить у середньому 0,006 % від загальної його кількості. Такий показник може стати причиною підвищення середньої температури лише на 0,01 °С. У перспективі, навіть зі збільшенням виробництва енергії у світі в 10 — 20 разів, температура підвищиться на 0,2 — 0,3°С. Проте в центральних містах надходження антропогенного тепла в декілька разів перевищує кількість енергії, яку вони дістають від сонця. Навіть у невеликих містах це надходження становить від 10 до 100 %.

Водні ресурси

Запаси прісної води на земній кулі (97 % усіх її запасів знаходиться в морях і океанах) обмежені. Вони становлять лише 3 %, з них 2 % — в полярних льодовиках, і тільки 1 % знаходиться в рідкому стані, придатному для використання.

Україна належить до регіонів, не забезпечених у достатній кількості прісною водою за існуючих антропогенних навантажень. Запаси місцевих водних ресурсів на одного жителя України в середньому майже в 30 разів менші, ніж у Росії.

Так, якщо в середньому по країнах СНД на душу населення припадає 19,6 тис. м3 на рік, у Росії — 30,6, то в Україні — 1,2 тис. м3.

Украй недостатньо забезпечені водою південні та східні області, які особливо потребують води і через розвинену промисловість, і через значну концентрацію міст. Це — Донецька, Запорізька, Дніпропетровська, Миколаївська, Одеська, Херсонська області, де на душу населення припадає води в 15 — 20 разів менше, ніж в інших областях. У засушливі роки ці показники ще нижчі.

На сьогодні у світі понад 1 млрд осіб споживає воду, яка не відповідає санітарним нормам. Через забруднену воду, згідно з розрахунками американських учених, щорічно помирає до 10 млн осіб.

Промислове використання водних ресурсів разом із комунальним перевищує 40 %.

Інтенсивність використання водних ресурсів набагато перевищує процес їх відновлення в біосфері. Щорічно водозабір становить 3500 км3, а скид неочищених промислових стоків — 160 км3; це призводить до забруднення понад 12 %, а в промислово розвинених країнах — до 25 % річного стоку.

В Україні забір води в 90-х роках становив 34 км3, а скид — 20,6 км3. Якщо така тенденція збережеться до 2000 р., виникнуть великі проблеми забезпечення прісною водою багатьох населених пунктів.

До особливо водомістких галузей промисловості належать металургійний і паливно-енергетичний комплекси, хімічна, нафтохімічна і целюлозно-паперова галузі промисловості. Так, на виготовлення 1 т паперу витрачається до 1000 м3 води, 1 т сталі — 300, 1 т синтетичного каучуку — 2800, 1 т нікелю — 4000 м3.

Сучасна теплова електростанція потужністю 1 млн кВт/год потребує протягом року 1,5 км3 води, атомна — 3 км3. Масштаби ці дуже великі, адже виробництво електроенергії подвоюється кожні 10 — 15 років. Одним із найпоширеніших засобів зменшення забруднення промис­лових стоків є очисні споруди. Але зараз їхня вартість становить 70 — 100 % та більше від загальних капіталовкладень у промисловий об’єкт. Та й за наявності очисних споруд домогтися повного очищення неможливо. Навіть максимально ефективні споруди на промислових об’єктах знешкоджують лише 10 — 15 % токсичних речовин. При цьому в промислових стоках залишаються вуглеводневі сполуки — хлорбензол, ізопрен, циклогексан, що їх досі не навчилися знешкоджувати.

Підвищення ступеня очищення стоків з 85 до 95 % збільшує затрати у 2 рази, а понад 95 % — у 10 разів на кожний відсоток підвищення ефективності очисних споруд.

Сільське господарство є найбільшим водокористувачем — від 60 до 85 % сумарного водозабору, одначе 3/4 його витрачається безповоротно.

З інтенсифікацією сільськогосподарського виробництва, а надто з такими її напрямами, як хімізація і меліорація, велика кількість добрив і пестицидів надходить до річок, озер, потрапляє в підземні води. Винос пестицидів із зрошуваних полів становить до 4 % від унесеної кількості.

Особливу проблему становить забруднення природних вод біогенними речовинами, а надто азотними. У світі щорічно в навколишнє середовище надходить понад 50 млн т нітратів.

В Україні щороку в річки та водойми змивається в середньому 120 млн т ґрунту, а це — 240 тис. т азоту, 120 тис. т фосфору, 2,4 млн т калію.

В Україні функціонує понад 45 тис. ферм і комплексів тваринництва. Річковий об’єм становить 300 млн м3 і вміщує до 1,5 млн т азоту; понад 10 % його надходить до природних водойм, просочується в підземні горизонти.

Значним водокористувачем є й комунальне господарство.

У середньому за добу в країнах СНД житель споживає 250 л води; у країнах Західної Європи — 100 — 300 л, в Україні — 270, у деяких містах — Херсоні, Одесі, Донецьку, Харкові, Маріуполі, Рівному — понад 400, а в Дніпропетровську, Львові, Києві, Луганську, Севастополі, Запоріжжі — 450 — 550 л.

Комунальні стоки великих міст — небезпечне джерело забруднення водойм побутовою хімією, миючими засобами; крім того, окрему проблему становить бактеріологічне забруднення, що його несуть стоки міських каналізаційних систем.

Одна з найпоширеніших проблем раціонального використання водних ресурсів країни — проблема малих річок. В Україні їх 22,5 тис., в їхніх басейнах формується понад 60 % водних ресурсів. Їхня протяжність 100 тис. км. До найважливіших проблем малих річок України належать:

1. Замулення внаслідок розорювання заплав і вирубування лісових смуг. Нині в Україні замулені та потребують розчищення 300 тис. км. Вартість його досить висока: за 1 км — 130—180 тис. грн. Роботи централізовано не фінансуються, ведуться епізодично, в основному за рахунок сільськогосподарських підприємств.

2. У малі річки потрапляє велика кількість хімічних добрив, оскільки 3,5 тис. складів мінеральних добрив та отрутохімікатів не відповідають санітарним нормам і знаходяться просто неба.

3. Значне забруднення тваринницькими комплексами.

4. У басейнах малих річок розташовано 180 полів фільтрації цукрових заводів.

5. Склалася ганебна традиція створювати на берегах річок звалища для сміття.

6. Особливо значне забруднення малих річок у промислових районах.

В Україні це — Сіверський Донець, де вміст фенолів перевищує допустиму норму в 10 разів, Інгулець — у 45 разів.

Способи раціонального використання водних ресурсів:

1. У промисловості — впровадження водооборотних систем. Замкнені цикли промислового водокористування дають можливість повністю ліквідувати стоки, а свіжу воду добирати лише на повернення втрат води. В Україні вже діють 150 таких виробництв.

2. Впровадження нових радикальних технологій зі зменшеним споживанням води.

3. Через брак коштів створювати системи ліквідації промислових стоків поетапно, насамперед на тих підприємствах, які дають найбільше забруднення. Приміром, створення водооборотних систем на лісокомбінатах Закарпаття вимагало близько 10 млн грн. Коли розділили каналізацію і дуже забруднену воду, збагачений висококонцентрованими фенолами розчин почали спалювати, зменшивши в такий спосіб забруднення за мінімальних затрат.

4. У сільському господарстві — дотримання норм зрошення.

Земельні ресурси

Збільшення антропогенних навантажень на земельні ресурси нашої планети, зумовлене зростанням населення та НТП, призвело до того, що площа земельних ресурсів, яка припадає на душу населення, скорочується щорічно на 2 %, а площа сільськогосподарських угідь — на 6 — 7 %.

15 років тому на душу населення Землі припадало 0,5 га, зараз — 0,35 га. Якщо під цим кутом зору розглядати окремі країни, то в Канаді ця цифра становить 1,4 га, у США — 0,63, у ФРН — 0,15, у Японії — 0,04, в Україні — 0,70 га.

Хибне уявлення про невичерпність сільськогосподарських угідь зумовлює вилучення значних площ із сільськогосподарського виробництва. Так, площа, освоювана під забудівлю міст, поселень і промислових підприємств, подвоюється в країнах СНД кожні 15 років.

2000 водосховищ затопили 10 млн га. Загальна площа земельних ресурсів, де ґрунтовий покрив зруйновано, досягає 2 млрд га.

В Україні лише за період з 1986 р. по 1996 р. площа орних земель скоротилася на 24, 8 тис. га.

Земельний фонд України становить 60 355 тис. га. Переважання родючих земель, висока густота населення та особливості розвитку сільського господарства, що склались історично, обумовили високий рівень освоєності земельного фонду. Так, питома вага сільськогосподарських угідь стано­вить 70,3 %, а орних земель — 56,9 %; це відповідно у 2,6 і 5,6 раза вище, ніж у середньому по СНД.

Розміщення і структура сільськогосподарських угідь на території України визначаються природно-кліматичними та економічними умовами виробництва. Так, питома вага сільськогосподарських угідь в областях Полісся — 35 %, тоді як на півдні Степу — 74 %. В останні роки у структурах сільськогосподарських угідь зменшилася частка орних земель завдяки створенню багаторічних насаджень, пасовищ, перелогів і сіножатей.

Надмірна розораність території та величезний вплив діяльності людини призвели до порушення природного процесу ґрунтоутворення, до ерозійних процесів. За рахунок сільськогосподарських угідь зростає площа земель, що відводяться під об’єкти промислового, міського водногосподарського і гідротехнічного будівництва. Особливо низький рівень землезабезпечення спостерігається в Донецькій, Закарпатській, Івано-Франківській областях, де на душу населення припадає сільськогосподарських угідь удвічі менше, ніж у середньому в Україні.

Нині 4 % території України вкрито водою, в тому числі 2,1 % — штучними водоймами.

У ХХ ст. антропогенне навантаження на земельні ресурси різко зросло. Було збільшено посівні площі, парк сільськогосподарських машин, внесення мінеральних добрив, а врожайність зернових збільшилась тільки у 2,5 раза. Головна причина — те, що інтенсивні технології сільського господарства зайшли в суперечність із функціонуванням екосистем, порушили природний кругообіг речовин та енергії в них.

Лісові ресурси

Екологічна роль лісу в десятки разів перевищує вартість деревини.

У біосфері ліс виконує унікальні функції: він поглинає СО2, поставляючи понад 50 % кисню. Ліс сприяє збільшенню запасів підземних вод, зберігаючи вологу атмосферних опадів; завдяки лісові поверхневі води отримують рівномірне живлення підземними водами. Зменшуючи поверхневий стік, ліси уповільнюють водну і вітрову ерозію ґрунтів. Так, спостереження в Лісостепу показали, що шар ґрунту потужністю 18 см змивається на орних землях за 70 років, на луках, де різнотрав’я, — за 3 тис. років, а під лісом зберігається тисячоліття. Крім того, в лісових районах практично не відбувається замулювання річок, ставків, водосховищ.

Ліс впливає як на мікроклімат (особливо міст), так і на клімат усієї планети. Вплив на глобальні кліматичні процеси тропічних лісів можна порівняти хіба що з океаном. Їх вирубування (300 млн га, а за останні 30 років — 180 млн га) призвело до виникнення пустель на величезних територіях.

Світове господарство споживає від 2,3 до 2,5 млрд м3 деревини. Промисловість використовує 50 %, 48,6 % — як паливо.

Україна належить до лісодефіцитних держав. Залісеність її території — 14,2 %. У степових областях вона становить 2 — 4 %, в Закарпатській області — 49,7, в Івано-Франківській — 39,6, у Львівській — 25,5, у Чернігівській — 28,8, у Рівненській — 36,1, у Житомирській — 49,7, у Волинській — 29,2 %. Промислове використання лісових ресурсів створює низку проблем. Через відсталі технології вихід готової продукції залишається низьким. Так, проти США у нас вихід паперу, картону і фанери — у 5 — 10 разів менше. На всіх стадіях заготівлі втрачається 40 % деревини.

Поиск по сайту: