Экологическая безопасность

Загрязнение окружающей среды – поступление в компоненты окружающей среды вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Различают естественное и антропогенное загрязнение атмосферы.

Естественное загрязнение возникает, как правило, в результате природных процессов вне всякого влияния человека. Это поступление в нее вулканического пепла, космической пыли, растительной пыльцы, морских солей. Много природной пыли поступает с пустынь и оголенных участков земель.

При гниении и разложении образуются сероводород, аммиак, оксиды азота. В результате биологических процессов в атмосферу поступают углеводороды.

К антропогенным источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся энергетические установки, сжигающие ископаемое топливо, промышленные предприятия, транспорт, сельскохозяйственное производство, коммунально-бытовые предприятия.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

1) транспортные средства;

2) тепловые электрические станции (сжигание топлива);

3) промышленные предприятия.

Парниковый эффект - разогревание нижних слоев атмосферы, возникает в результате поглощения отраженного теплового излучения поверхности земли молекулами водяного пара, углекислого газа, метана, озона, оксида азота, гидрофторуглеродов (ГФУ), гексафторидов серы (SF₆) и других газов.

Предполагается, что накопление СО₂  в атмосфере приведет к потеплению,  которому будут сопутствовать таяние полярных ледников,  подъем уровня мирового океана, затопление густонаселенных  приморских низменностей и целых островных государств, опустынивание, сокращение летних осадков на 15-20% в основных сельскохозяйственных районах.   

Парниковый эффект уже дал потепление но 0,3 - 0,6 ⁰С за ХХ столетие. Удвоение содержания СО₂ в атмосфере произойдет к 2035 г. Соответствующее глобальное потепление составит от 1,5 0С до 4,5 ⁰С. К этому времени ожидается подъем уровня моря от 8 до 20 см, а в 2100 г. до 65 см. На обширных пространствах Евразии и Северной Америки, включая основные житницы, установится летне-сухой климат. Это только прогноз, правильность которого не бесспорна. Невозможно прогнозировать многофакторный процесс с помощью однофакторной модели.

Озон – важнейшая составная часть атмосферы, влияющая на климат и защищающая все живое  на Земле от коротковолнового излучения Солнца. Основная масса озона (О3) находится на высотах от 10 до 50 км, а его  максимум на высоте 18-26 км.

Озон в стратосфере образуется и поддерживается в результате цикла реакций с участием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Озон в атмосфере постоянно рождается и гибнет, следовательно, его слой складывается из равновесного количества. А так как  равновесие подвижное, то толщина озонового слоя может меняться. Наибольшее  количество озона образуется в стратосфере тропического пояса, там максимум плотности находится примерно на высоте 26 км. В средних широтах на высоте 22-24 км, в полярных зонах 13-18 км. В последнем интенсивно переносится в нижние слои атмосферы. 

Несмотря на малое содержание озона, его роль в сохранении биологической жизни на Земле  велика. Молекулы озона поглощают жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца как раз в той спектральной области, которая является наиболее разрушительной для биосистем. Органические молекулы разрушаются ультрафиолетовым излучением, в том числе ДНК, отвечающая за передачу наследственных признаков.

         Если бы толщина озонового слоя уменьшилась, это нанесло бы непоправимый  ущерб всем живым организмам. Полное исчезновение озонового слоя, несомненно, привело бы к исчезновению  высших форм жизни. Даже небольшое снижение толщины слоя озона может увеличить заболеваемость раком кожи у людей. Иное распределение озона по высоте  существенно повлияет и на климат, так как измениться характер поглощения УФ-излучения озоном, а следовательно и температура верхних слоев атмосферы.

Одним из разрушителей озона является хлор.         Антропогенных  источников хлора и других галогенов сейчас намного больше естественных. Благодаря человеческой деятельности в атмосферу стали поступать такие вещества, как например, метилхлорид, четыреххлористый углерод, хлорфторметаны, более широко известные под названием «фреоны».

В целом они химически инертны и устойчивы в нижней атмосфере, не разлагаются солнечным светом в тропосфере, не окисляются и не вымываются осадками. Однако, распространяясь в атмосфере, они медленно проникают в стратосферу и здесь  под действием жесткого УФ-излучения происходит разложение молекул, высвобождаются свободные атомы хлора и других галогенов. Например, разрушителями озонового слоя могут быть фреоны (хладоны), представляющие собой  группу галогеносодержащих веществ: Ф-11 (CFCL₃), Ф-12 (СF₂Cl₃), Ф-22(СНС1F₂) и др., кипящие при комнатной температуре, высоколетучие, химически инертные у поверхности Земли, которые используются в холодильной промышленности и как распылители.

В связи с реальной угрозой разрушения озонового слоя многие страны, в том числе и Россия, сократили производство и потребление фрео­нов. Этому способствуют, в частности, научные разработки углеводородных хладонов, которые заменяют фреоны.