10 до 100 тыс. км2в других зонах, где потери озона достигают 20—40 % от обычного уровня.
Причины появления озоновых дыр до конца не выяснены. Они были обнаружены впервые в начале 1980-х г г.
Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, в настоящее время считают фреоны (хладоны). В ряде стран (США, Великобритания, Франция) фреоны заменяются на гидрохлорфторуглероды.
Ведутся поиски и других путей повышения устойчивости озонового слоя. Например, образованию и накоплению озона способствуют электромагнитное излучение, лазерные лучи. Они стимулируют фотодиссоциацию кислорода, способствуют образованию и накоплению озона.
Интенсивно озоновый слой разрушается весной. Низкие температуры, повышенная облачность зимой содействуют высвобождению хлора из фреонов, а хлор действует на озон интенсивнее, когда температура несколько повышается. Сейчас ученые стали высказываться о том, что нет достаточных доказательств, что появление озоновых дыр – это результат деятельности человека. Аналогичные явления были и ранее и объясняются исключительно природными процессами, например, 11-летними циклами солнечной активности.
27. Проблема кислых осадков
Двуокись серы – загрязнитель, обусловливающий появление кислых осадков. Соединяясь с парами воды, сернистый ангидрид превращается в раствор серной кислоты. Также из двуокиси углерода и окислов азота образуются азотная и угольная и кислоты. Вместе с органическими кислотами и другими соединениями они образуют раствор с кислой реакцией (кислотные осадки)
Доля SO в кислых осадках составляет примерно 70%. 20—30% кислых осадков – другие выбросы. Появлению кислых осадков способствует и СО2. Из-за ее неизменного присутствия в атмосфере нормальной является рН осадков – 5,6.
Впервые они зарегистрированы в 1907—1908 гг. в Англии. К настоящему времени отмечены случаи выпадения осадков с кислотностью, близкой к лимонному соку или бытовому уксусу.
Наиболее распространены кислые осадки в северном полушарии, так как здесь значительны выбросы кислых веществ и благоприятны условия для осаждения их в виде дождей, снега, туманов. Продолжительные периоды с низкими температурами усиливают продолжительность действия кислых осадков. Последние в большой мере нейтрализуются аммиаком, а зимой его выделение из почв, органики, других источников очень незначительны из-за бездействия микроорганизмов-аммионификаторов.
Кислые осадки типичны для Скандинавских стран, Англии, ФРГ, Бельгии, Польши, Канады, северных районов США. В России районы образования кислых осадков: Кольский полуостров, Норильск, Красноярск и другие районы. В наши дни в Санкт-Петербурге рН дождя – от 4,8 до 3,7, в Казани – от 4,8 до 3,3. В городах до 70—90% загрязнений в атмосферу, в том числе и для образования кислых осадков, поставляет автотранспорт.
Негативное влияние кислых осадков очень разнообразно. Они воздействуют на почвы, водные экосистемы, памятники архитектуры, строения и другие объекты.
На почвы кислые осадки оказывают ощутимое отрицательное воздействие как в северных, так и в тропических районах. Это связано с тем, что подкисляются подзолистые почвы. Эти почвы не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.).
Тропические почвы зачастую хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ-нейтрализаторов кислотности в силу интенсивного и постоянного промывания ливневыми дождями. Попадая в почву, кислые осадки значительно увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотофиксаторов и некоторых других организмов почвенной среды.
28. Вода как вещество, ресурс и условие жизни
Все воды Земли составляют единое целое. Они вместе с атмосферой и литосферой являются самостоятельной сферой – гидросферой, которая характеризуется отличительными особенностями. Именно она выступает самостоятельной средой жизни (наряду с наземно- воздушной, организменной, почвенной). В то же время она пронизывает иные сферы (атмосферу, литосферу) и среды жизни.
Вода – обязательное условие и фактор жизни, и собственно на нее воздействует человек в больших масштабах.
Существенное внимание при этом уделяют причинам, экологическим следствиям и потенциальным путям решения экологических проблем.
Основные уникальные свойства воды, обусловливающие ее влияние на важнейшие процессы в биосфере, следующие.
1. Неисчерпаемость как природного ресурса и как вещества; все другие природные ресурсы уничтожаемы или рассеиваемы.
2. Только для воды характерно расширение при затвердевании (замерзании) и уменьшение объема при переходе в жидкое состояние.
3. Наибольшая плотность при температуре +4 °С и связанные с этим очень важные свойства для природных и биологических процессов, в частности исключение глубокого промерзания водоемов.
4. Высокая теплоемкость и значительная теплопроводность.
5. Способность очень легко переходить в газообразное состояние как при положительных, так и при отрицательных температурах.
6. Поглощение тепла при таянии и испарении, выделение его при конденсации из пара и замерзании.
7. Вода – универсальный растворитель. В лабораторных условиях совсем чистой воды нет. Эти и другие свойства воды оказывают огромное влияние на биосферные процессы, все живые существа и среду их обитания.
Вода – почти единственный источник пополнения кислородом атмосферы при ее разложении в фотосинтетических процессах. Она же является условием миграции химических элементов и соединений, большого и малого круговоротов веществ.
Жизнь на Земле зародилась в воде. До настоящего времени сохранились организмы (водоросли и др.), в теле которых количество воды зависит от степени обводненности среды. Доля воды в теле человека около 60 %. Некоторые биологически важные свойства воды остаются еще слабоизученными. Вода является важным как биологическим, так и социальным фактором для жизни человека. Для удовлетворения биологических потребностей человеку хватает 2 – 5 л воды в сутки. Определяющим фактором первобытных поселений человека и очагами зарождения цивилизаций являлась вода. Чаще всего поселения возникали в поймах рек. Вода – неотъемлемый элемент и условие почти всех технологических процессов.
29. 3апасы воды на Земле и ее глобальный круговорот
Мировые запасы воды на Земле равны 1 353 985 тыс км3. Если все воды гидросферы распределить равномерно по поверхности Земли, ее слой будет иметь толщину примерно 2,5 км. Хотя большая масса воды на Земле – соленые воды (97,5%), объемы пресных вод также колоссальны, примерно 35 млн км3.
Водный баланс Земли формируется следующим образом. Выпадающие на планете осадки уравновешиваются испарением. Обе эти величины близки к 577 000 км3/г. Испарение с океана превосходит осадки на 47 000 км3/г. На суше, наоборот, испарение меньше осадков на 47 000 км3. Влага возвращается в океан за счет речного стока.
В настоящее время мировой водный баланс сдвинут в сторону океана. Он получает больше воды, чем ее испаряется на 430—550 км3/г. В результате происходит постепенное повышение уровня океана. Около 75% дополнительной влаги океан получает в результате таяния ледников, 18 % – за счет подземных вод и 7 % дают озера. Недоиспарение осадков на суше (47 000 км3) связано не с дефицитом тепла, а с регулирующей ролью экосистем. В том случае, если наземные экосистемы потеряли бы свойство регулирования влагооборота, это неизбежно привело бы к колоссальной катастрофе: уменьшению запасов пресной воды, потере механизмов ее очистки, резкому нарушению биологических и иных биосферных процессов. Почва и растительный покров являются факторами водорегулирования в экосистемах. Они образовывают условия для впитывания воды в почвогрунты и стока по поверхности почвы. Поэтому часть влаги осадков почти повсеместно поступает на питание водных источников и грунтовых вод.
