Влияние человека на атмосферу: проблемы и их решение

Хозяйственная деятельность человека все негативнее влияет на атмосферу, а вследствие этого и на всю остальную окружающую среду. Современные антропогенные факторы привели к чрезмерному усилению парикового эффекта, глобальному потеплению, истощению озонового слоя, кислотным дождям и другим экологическим проблемам.

Парниковый эффект

Сегодняшнее влияние человека на атмосферу колоссально. Каждый день появляются все новые предприятия и автомобили, которые выделяют значительное количество газов. Все они концентрируются в атмосфере, что приводит к возникновению сильнейшего парникового эффекта. Так называется способность некоторых газов пропускать к поверхности планеты дополнительную солнечную радиацию.

При естественных пропорциях парниковый эффект является одним из факторов существования жизни на Земле, так как именно благодаря нему сохраняется привычная нам температура воздуха. Однако из-за повышения концентрации газов в атмосфере данный баланс нарушается. По этой причине сегодня экологи и синоптики отмечают повышение средней температуры во всем мире.

Выбросы углекислого газа

Значительное влияние человека на атмосферу объясняется несколькими факторами. В первую очередь это выбросы углекислого газа. Он обладает малым парниковым потенциалом, однако может существовать в атмосфере на протяжении нескольких десятков лет. Поэтому концентрация углекислого газа перерастает в глобальную проблему постепенно, но в то же время и уверенно.

Главный источник поступления этого вещества в атмосферу – переработка и сжигание нефти, угля, газа т.е. горючих ископаемых. Их важность для человечества трудно переоценить – благодаря этим видам топлива производится около 80 % всей мировой энергии. А тем временем потребности общества растут. Появляются новые фабрики, заводы, города – все это усиливает влияние человека на атмосферу. Каждый год поступление углекислого газа в эту среду растет примерно на полпроцента.

Существуют и другие причины, нагнетающие экологическую обстановку. Так постепенное уменьшение площади лесов в экваториальном и тропическом поясах приводит к дополнительному высвобождению окисляющегося углерода. Этому процессу способствует не только природа, но и человек. Его активная хозяйственная деятельность остается причиной постепенной вырубки все новых и новых лесов.

Из-за перемен в атмосфере увеличение выбросов углекислого газа влияет в том числе и на мировой океан, который поглощает и растворяет это соединение. Это естественный процесс, пропорции в котором нарушены из-за антропогенного вмешательства. Масштаб обмена между атмосферой и самыми глубокими слоями океана до сих пор в точности не оценен. Его особенность в том, что данный процесс опосредованно меняет всю экосистему в целом. Так влияние человека на атмосферу сказывается на фотосинтезе, источником стимуляции которого является углекислый газ.

Излишки метана

Парниковый эффект усиливается еще и из-за большой концентрации метана, которая растет вследствие антропогенных факторов. В естественных условиях он образуется в болотах, на рисовых плантациях и т. д. Но сегодня около 60 % метана в атмосфере появляется из-за сжигания горючих ископаемых, переработки нефти и добычи газа. Все эти факторы усиливают влияние человека на атмосферу.

Кратко говоря у природы есть собственные механизмы сокращения количества метана. Это вещество неустойчиво. Оно удаляется из атмосферы из-за взаимодействия с другими соединениями, в том числе ионом гидроксила. Однако даже эти естественные процессы сегодня не могут поддерживать концентрацию метана в нормальных рамках. Сравнивая показатели современности и доиндустриальной эпохи, ученые пришли к выводу, что за это время цифры выросли более чем в два раза, что не может не остаться без последствий для всей планеты.

Глобальное потепление

Из-за усилившегося парникового эффекта средняя температура в мире за последнее столетие выросла в среднем на 0,6 °С. Именно так сказывается негативное влияние человека на атмосферу. И хотя цифры могут показаться маленькими и незначительными, на деле даже крохотные перемены кардинально меняют биосферу.

Рост температуры, связанный с человеческим вмешательством, ускорился в ускоренном темпе после 1980 гг. когда во многих странах стали появляться все новые и новые заводы, а также произошел автомобильный бум. Сперва тревогу забили экологи, а затем и остальные ученые. Исследования на эту тему стали проводиться только в конце XX столетия, когда появилась современная техника, необходимая для сверхточных замеров температуры и обобщения огромного массива данных со всего мира.

Прогноз на будущее

Сегодня существует несколько теоретических моделей дальнейшего развития событий. Если влияние хозяйственной деятельности человека на атмосферу останется прежним или продолжит усиливаться (именно этот вариант считается самым вероятным), то эмиссия парниковых газов будет постепенно увеличиваться. К XXII столетию температура повысится на 2-3 °С. При этом наибольшие перемены произойдут в субарктическом и арктическом поясе. Самым зримым следствием будет массовое таяние ледников. Этот процесс начался уже сегодня.

Влияние деятельности человека на атмосферу приведет к тому, что увеличится количество осадков. Карта их распространения будет гораздо пестрее, чем сейчас. Вместе с тем участятся всевозможные природные катаклизмы: цунами, штормы, циклоны. Подобное бедствие произошло в конце 2005 года на северном побережье Индийского океана, когда погибло порядка 300 тысяч человек.

Из-за сокращения полярных и горных ледников средний уровень Мирового океана продолжает неуклонно расти. За последние сто лет он поднялся на 10 – 20 сантиметров. Уже сегодня в зоне риска находятся ледниковые щиты Антарктиды, а также талые льды Гренландии. Рост уровня океана окажет огромное влияние на прибрежные зоны, в которых живет множество людей. К таким регионам можно отнести Нидерланды, Бангладеш и т. д.

Конечно, влияние атмосферы на жизнь людей может с течением времени и поменяться. Все зависит от отношения человечества к своей хозяйственной деятельности. Во многих странах сегодня становятся популярными альтернативные источники энергии, благодаря которым можно сократить использование нефтепродуктов и других видов вредного топлива. К примеру, это ветряные мельницы и солнечные батареи. Проблема с транспортом также находится на стадии решения. Некоторые передовые производители автомобилей сосредоточились на выпуске и улучшении моделей, работающих на электричестве.

Деградация озонового слоя

Чрезмерное потепление – это не единственная проблема, которую стимулирует отрицательное влияние человека на атмосферу. Помимо этого, из-за антропогенных факторов разрушается озоновый слой. Он находится в тропосфере на высоте около 25 километров. Эта тонкая прослойка защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, источником которой является солнце.

Благодаря озону в тропосфере сформировались комфортные условия для возникновения жизни на планете. При воздействии ультрафиолетовой радиации возникают тяжелые формы рака кожи, заболевания глаз, нарушения работы иммунитета. Кроме того, она приводит к снижению урожайности зерновых, гибели планктона в океанах и другим неблагоприятным экологическим последствиям.

Негативное влияние атмосферы на организм человека сегодня не в последнюю очередь связано с тем, что из-за антропогенных факторов озоновый слой лишился около 5% собственной массы. В 1984 году английские исследователи, изучавшие Антарктиду, обнаружили удивительный феномен. Над этим континентом они зафиксировали огромную озоновую «дыру» - осенью уровень озона в ней на 40 % ниже средних показателей. По этой причине сегодня наша планета получает в 10 раз больше ультрафиолетовой радиации, по сравнению с естественными показателями.

Озоновая проблема стала тревожным экологическим сигналом. В конце XX столетия было подписано несколько международных конвенций, согласно которым руководства промышленно развитых стран договорились сократить свои производства, связанные с употреблением хлорфторуглеводородов. Подобные опасные аномалии возникают именно из-за этих веществ.

Кислотные дожди

Человеческое влияние на атмосферу имеет еще одну форму. Она связана с повышением кислотности. В науке этот процесс называется асидификацией. Усиление кислотности начинается в атмосфере, а затем посредством осадков схожие перемены происходят в водной среде и почвах.

В естественных природных условиях этот показатель слаб или нейтрален. Однако из-за попадания в атмосферу оксидов азота и серы возникают опасные кислотные осадки. Подобные явления могут происходить и по природным причинам, например, после извержения вулкана. Но именно человеческая деятельность вносит в эту копилку самый большой вклад. К данным факторам можно отнести сжигание горючих ископаемых. В первую очередь это уголь, использующийся в котельных, тепловых электростанциях, нефтяной промышленности и металлургии.

Сельское хозяйство – еще одна причина кислотных осадков. Виноваты азотные удобрения, которые все в больших количествах используются аграриями разных стран. Химические соединения попадают в почву, а оттуда в другие сферы окружающей среды, в том числе и в атмосферу.

Посредством дождей кислота попадает в экосистему и вредит лесам, подземным водам, озерам и рекам. Благодаря азотным соединениям появляются все новые водоросли, поглощающие кислород. Кроме того, испорченная атмосфера меняет радиационный фон на Земле, а также баланс питательных веществ в окружающей среде.

Загрязнение воздуха

Каждый день предприятия теплоэнергетики, химической промышленности, цветной и черной металлургии выбрасывают в атмосферу все новые вредные вещества. Это приводит к фоновому загрязнению воздуха на огромных пространствах во всех странах. Экосистема современных городов полна твердыми веществами (к примеру, тяжелыми металлами), а растительность в ней угнетена или трансформирована. Причина всего этого упадка – поглощение атмосферой почти всей таблицы Менделеева.

Универсальная проблема, затронувшая жизни миллионов людей, требует серьезных решений. Сегодня негативное влияние атмосферы на здоровье человека стало причиной внедрения новых технологий, связанных с уборкой отходов жизнедеятельности и производства. Долгое время люди боролись с загрязнениями путем их очистки. Время показало, что этот путь неправилен.

Проблему необходимо предотвращать, а не решать уже после возникновения. Для этого выделяются санитарно-защищенные зоны, внедряются новые планировки городского и промышленного строительства. Наконец, вводятся законодательные запреты и наказания. Государственные власти фиксируют величины предельно допустимой концентрации вредных веществ в атмосфере. Проводится мониторинг и регулярные проверки уровня загрязнения воздуха. Производство некоторых веществ вообще запрещено или сильно ограничено.

Удар по здоровью

Негативное влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека продолжает усиливаться на протяжении уже нескольких десятилетий. Люди (особенно жители городов) каждый день дышат вредными веществами, находящимися в воздухе. Это частицы асбеста, сажи, свинца в твердом состоянии, серная кислота и углеводороды в виде крохотных капелек, а также всевозможные газы. В совокупности воздействие всех этих веществ сказывается на дыхании. Кроме того, повышается вероятность возникновения заболеваний сердечно-сосудистого характера.

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека зависит и от врожденной предрасположенности организма к тому или иному диагнозу. Но в частоте заболеваний есть и общая тенденция, которая определяется большой концентрацией конкретного вещества. Например, окись углерода, сернистые соединения, пропилен, жирные кислоты, свинец и ртуть вызывают болезни, связанные с системой кровообращения. Заболевания органов чувств и нервной системы, как правило, обусловлены наличием соединений хрома и двуокиси кремния. Фенол, фтор, пыль, сероводород и сероуглерод являются благодатной почвой для прогрессирования болезней органов пищеварения.

Нефтепродукты, мышьяк и бензол попадающие в атмосферу сегодня являются серьезной проблемой и в несколько другой сфере. Все эти вещества сказываются на репродуктивной функции человеческого организма. К этой группе также можно отнести органические соединения, в том числе и диоксины.

Вред автомобилей

Согласно подсчетам ученых в среднем выброс вредных веществ в атмосферу и воздух сокращает жизнь на срок от 3 до 5 лет. Влияние загрязнения атмосферы на человека складывается в первую очередь из-за всевозрастающего использования автомобилей. Топливо в машинах сгорает неравномерно и не полностью, из-за чего в окружающую среду и попадают вредные для людей вещества. При движении автомобиля расходуется лишь 15 % бензина. Остальные 85 % оседают в воздухе и попадают в атмосферу.

Камера сгорания внутри двигателя автомобиля является химическим реактором, производящим все новые ядовитые соединения. Хотя в целом благодаря другим факторам есть и положительное влияние человека на атмосферу, все эти плюсы бледнеют перед последствиями использования транспорта, работающего на бензине. От машин остаются такие твердые выбросы, как сажа и свинец. На их поверхности оседают углеводороды, некоторые из которых увеличивают риск возникновения рака.