Во многих районах земного шара наблюдается кризисное состояние природной среды, а экологические проблемы от загрязнения атмосферы приобрели глобальный характер.

Истощение озонового слоя, усиление парникового эффекта, кислотные осадки, загрязнение морей и океанов, снижение плодородия почв, деградация лесов и ландшафтов, уменьшение биологического разнообразия уже стали реальностью.

Накопление парниковых газов в нижних слоях атмосферы препятствует нормальному теплообмену между Землей и космосом, сдерживает тепло, аккумулируемое планетой в результате природных процессов и деятельности человека, вызывает таяние ледников и подъем уровня Мирового океана.

Смещение климатических зон приводит к катастрофическим наводнениям, засухам и пыльным бурям. Здоровье людей ухудшается, расширяется ареал переносчиков опасных инфекций.

Более 90 % населения Земли дышат воздухом, уровень загрязнения которого превышает допустимые нормы. Загрязнение атмосферы признано одной из главных угроз здоровью человека и будущему планеты. Как человечество подошло к опасной черте? Можно ли предотвратить глобальную экологическую катастрофу?

Существующие глобальные экологические проблемы

Атмосферный воздух – смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившаяся в ходе эволюции Земли, деятельности человека. Это самая жизнеобеспечивающая природная среда. Загрязнение атмосферы трактуется как изменение концентрации ее естественных составляющих, а также привнесение в состав нетипичных химических, биологических и физических веществ.

Фото 2

Главные источники загрязнения атмосферы:

  • предприятия топливноэнергетического комплекса;
  • черная и цветная металлургия;
  • обрабатывающая промышленность;
  • транспорт.

Более 80 % всех компонентов выбросов в атмосферу составляют оксиды:

  • углерода;
  • серы;
  • азота;
  • твердых веществ.


Основную массу газообразных примесей представляют загрязнители, которые образуются преимущественно при сгорании топлива:

  • окислы углерода;
  • углекислый газ;
  • угарный газ.

В больших количествах в атмосферу поступают соединения серы:

  • сернистый газ;
  • сернистый ангидрид;
  • сероуглерод;
  • сероводород.

Промышленное производство растет во всех странах мира, проблема защиты атмосферного воздуха от загрязнения вредными примесями-компонентами производственных пылегазовоздушных выбросов становится все более острой.

Неочищенные и недостаточно очищенные выбросы, содержащие вредные газовые примеси, взвешенные частицы веществ различного химического состава негативно воздействуют на людей, животных и растительность, наносят ущерб хозяйственной деятельности, вызывают изменения в биосфере. Поэтому охрана атмосферы от техногенного загрязнения в наши дни так актуальна.

Загрязнение атмосферы – мощный и постоянно действующий фактор воздействия на окружающую среду и человека.

Объектами являются:

  • гидросфера;
  • почва;
  • геологическая среда;
  • растения;
  • пищевые цепи;
  • любые техногенные объекты.

Основные агенты влияния на водоемы – атмосферные осадки (дождь, снег, туман). Поверхностные и подземные источники в основном получают атмосферное питание, поэтому качество вод, их химический состав зависят именно от состояния атмосферы.

Негативное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров проявляется в выпадении кислотных осадков, вымывающих из почв питательные вещества. Кроме того, в условиях низкого качества воздуха нарушаются процессы фотосинтеза – происходит замедление роста и гибель высокочувствительных растений (дуба, березы, хвойных видов). При сочетании обоих факторов снижается плодородие почв, исчезают леса.

Фото 3

Вдыхание загрязненного воздуха приводит к серьезному ухудшению здоровья людей, возникают:

  • проблемы с дыхательной системой — астма, раздражение легких, бронхит, пневмония, снижение устойчивости к респираторным инфекциям;
  • аллергии;
  • неврологические и репродуктивные отклонения;
  • онкологические заболевания.


Загрязненный воздух приводит к:

  • снижению иммунитета;
  • кислородному голоданию;
  • повышению тромбоцитов в крови;
  • сильным колебаниям артериального давления;
  • нарушениям работы сердца;
  • преждевременной смерти.

Каждый год из-за загрязнения воздуха гибнут миллионы людей. Лидером в этом печальном списке обычно является Китай. В 2019 году по причине загрязненного воздуха в стране скончалось 1,5 млн человек.

Серьезные проблемы наблюдаются в:

  • Индии;
  • Армении;
  • Тунисе;
  • Болгарии.

Около 20 % смертей новорожденных специалисты связывают именно с загрязненным воздухом. В отсутствие действенных мер по защите атмосферы число преждевременных смертей, вызванных загрязнением воздуха, по прогнозам к 2050 году может увеличиться на 50 %. Респираторным, онкологическим и другим заболеваниям, нарушением репродуктивной функции подвержены не только люди, но и животные.

Антропогенное воздействие на составляющие атмосферы приводит к нарушению в воздушной среде вещественно-энергетического баланса, изменению энергетики Земли в результате накопления парниковых газов, уменьшения плотности озонового экрана, прямых выбросов тепла.

Глобальными последствиями загрязнения атмосферы являются:

  • озоновые дыры;
  • кислотные дожди;
  • масштабное потепление климата.

Парниковый эффект и глобальное потепление

Почему глобальное потепление называют парниковым эффектом? В основе парникового эффекта – способность атмосферы пропускать короткие волны (солнечную радиацию) и задерживать длинные (тепловое излучение, идущее от Земли).

Компоненты атмосферного воздуха (парниковые газы) формируют в атмосфере экран, в котором происходит аккумулирование тепла, излучение Солнца проникает сквозь атмосферу и, поглощаясь, нагревает поверхность земного шара.

Планета испускает невидимое тепловое излучение, в результате чего охлаждается.

К парниковым газам относятся:

  • углекислый газ;
  • метан;
  • оксиды азота;
  • хлорфторуглероды (фреоны),

а также тропосферный озон – продукт химических реакций под действием Солнца или молний между углеводородами и оксидами азота. Углекислый – основной парниковый газ с долей в парниковом эффекте более 60 %.

Парниковые газы функционируют как одеяло, удерживающее тепло. Простыми словами, парниковый эффект – процесс, при котором испарения влаги и парниковые газы образуют своеобразную «пленку», поглощают тепло Солнца, при этом не позволяя ему раствориться в атмосфере.

Фото 4

Если бы тепло солнечных лучей, отражающихся от поверхности Земли, не задерживалось, на планете царил бы такой холод, что замерзли бы океаны и никогда не зародилась бы жизнь. Этот естественный процесс задуман и отрегулирован природой, но сейчас в него вмешался человек, активно вырубая леса и сжигая природное топливо.

Когда воздух загрязняется, увеличивается концентрация парниковых газов, в атмосфере удерживается слишком большое количество тепла, что приводит к повышению температурных значений на всей планете. Чем выше концентрация этих газов, тем заметнее парниковый эффект.


Признаки глобального потепления становятся все заметнее:

  • средняя температура воздуха Земли продолжает расти;
  • ледники тают;
  • уровень Мирового океана увеличивается.

Техногенные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ способствуют усилению парникового эффекта. Еще одна причина изменения климата – побочный эффект огромной численности населения планеты.

Человек сжигает ископаемое топливо, перерабатывает углеводороды, поэтому парниковый эффект неизбежно усиливается.

По данным Службы изменения климата Коперника, средняя температура в европейских странах повышается вдвое быстрее, чем в других регионах планеты. Аномальная жара привела к колоссальному таянию льда на альпийских ледниках.

Даже большой полярный архипелаг Шпицберген, расположенный в Северном Ледовитом океане, в 2022 году пережил самое жаркое лето. Гренландия также пережила рекордное таяние льдов.

Засуха уже поражает реки в Европе, две трети из них уже несут меньше воды, чем обычно. На поверхности пересохших рек даже показались так называемые «голодные камни» – куски породы, на которых отмечены даты и отметки уровня воды в разные годы, предзнаменующие засуху, неурожай и голод.

Признаки изменения климата

Благодаря парниковому эффекту средняя температура у земной поверхности в ХХ веке поднялась в среднем на 1,3 о С.

Ученые прогнозируют в обозримом будущем масштабные климатические изменения:

  1. Теплые полярные зимы, таяние ледников.
  2. Подъем уровня Мирового океана на 30-100 см к концу XXI века. В случае таяния Антарктического ледникового щита подъем может достигнуть 500 см.
  3. Сильнейшие наводнения, затопление и разрушение низменных прибрежных территорий и инфраструктур, засоление пресноводных акваторий, уменьшение зон для проживания людей, их вынужденное переселение.
  4. Изменение режима атмосферных осадков, опустынивание, засухи. В северных районах объем осадков может снизиться на 40 %, что приведет к развитию пустынь.
  5. Многие виды растений не приспособятся к новым климатическим условиям, увеличение температуры будет особенно негативно для зерновых – пшеницы, риса, кукурузы. Ситуация с продовольствием ухудшится, особенно в густонаселенных регионах.
  6. Ограничение распространения лесов, замена части лесов степью. Большинство лесных растений способно развиваться в широком диапазоне температур, но при глобальном потеплении границы лесов умеренной зоны постепенно сдвинутся к северу, их площади уменьшатся.
  7. Появление новых биологических видов, для которых условия более благоприятны. Среди растений это сорняки, среди животных – различные паразиты и вредители. Распространение насекомых за пределы тропической зоны на субтропическую и даже среднюю полосу будет иметь разрушительные последствия для местных сельскохозяйственных культур.
  8. Увеличение объема и интенсивности аномально жарких дней. Холодные и влажные регионы станут еще более влажными, а сухие — еще более сухими. Возрастет частота и количество экстремальных осадков.
  9. Плохое самочувствие людей из-за увеличившейся концентрации углекислого газа — чувство духоты, постоянная усталость, вялость и апатия, снижение внимания, обострение астмы, респираторных заболеваний.
  10. Распространение малярии, лихорадки Денге, японского энцефалита (болезней, характерных для жарких регионов) в сторону северных широт. Наибольший всплеск заболеваемости будет отмечаться в крупных урбанизированных районах.

Фото 5

Прогнозы ученых относительно повышения среднепланетной температуры Земли неоднозначны. По одной точке зрения беспокоиться не о чем, а по другой предрекается «конец света» в связи с катастрофическим потеплением на 5 °C до конца XXI века.

Существуют и более оптимистичные прогнозы – потепление на 3 °C, если сохранится существующий уровень выбросов парниковых газов.

Ускорение и замедление глобального потепления

Земля – сложная система, в которой могут одновременно действовать множество факторов, прямо или косвенно влияющих на климат планеты, ускоряя или замедляя процессы глобального повышения средних температур:

Факторы
Приближающие глобальное потепление Замедляющие глобальное потепление
Техногенная эмиссия углекислого газа, метана, оксидов азота. Глобальное потепление приведет к замедлению скорости океанических течений, снизившаяся скорость теплого течения Гольфстрим снизит температурные показатели в Арктике.
Разложение в результате потепления геохимических источников карбонатов с выделением диоксида углерода. В условиях повышенных температур испаряемость на Земле увеличивается, возрастает и облачность – преграда для солнечных лучей. Рост облачности – до 0,4 % на каждый градус потепления.
Увеличение концентрации в атмосфере водяного пара вследствие испаряемости воды океанов в условиях повышенных температур. С повышением испаряемости растет объем атмосферных осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота – эффективные депо углекислого газа.
Выделение при нагревании Мирового океана углекислого газа (растворимость газов при повышении температуры воды падает, на каждый градус – на 3 %). Повышение температуры способствует расширению площади теплых морей, и как следствие, к расширению ареала моллюсков и коралловых рифов. Эти организмы активно «собирают» углекислый газ для строительства раковин.
Уменьшение альбедо планеты из-за таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает меньше солнечных лучей, чем снега и полярные ледники. Горы с потерей ледников обладают меньшим альбедо. Высокие концентрации диоксида углерода в составе атмосферного воздуха стимулируют развитие растений – активных потребителей этого парникового газа.
Разложение метангидратов (ледяных кристаллов соединений воды и метана) в Приполярье.
Выделение метана при таянии вечной мерзлоты.

Насчет изменения климата у ученых существует три точки зрения:

  1. Причина наблюдающегося глобального потепления климата заключается в возрастании концентрации углекислого газа в атмосфере. К 2050 году произойдет катастрофическое потепление климата с сильным возрастанием высоты уровня Мирового океана. Это наиболее распространенная теория.
  2. Загрязнение атмосферного воздуха снижает уровень солнечной радиации, повышает количество ядер конденсации в облаках. В результате этих процессов поверхность земного шара охлаждается, что может вызвать новое оледенение в северных и южных широтах. У этой позиции сторонников немного.
  3. Процессы, указанные в п. п.1, 2 со временем уравновесятся, поэтому климат останется практически прежним.

Озоновые дыры или нарушение озонового слоя

Озоновый слой – область стратосферы Земли. Активно поглощает большую часть УФ-излучения Солнца и является по сути щитом, создавая оптимальные световые и термические условия для земных живых организмов.

Озон поглощает коротковолновое излучение в том же диапазоне длин волн, что и молекулы живых клеток. В результате биологически опасные лучи нейтрализуются атмосферой, не достигая поверхности Земли.

Фото 6

Озоновый слой располагается в стратосфере приполярных широт на высоте 10 км от поверхности Земли (вблизи экватора – на высоте до 50 км).

Сформировался он 1,85-0,85 млрд лет назад, когда в атмосфере в результате фотосинтеза накопилось достаточно кислорода, озоновая «прослойка» позволила возникнуть высокоразвитым формам жизни, включая человека.

Но уже несколько десятилетий отмечается истощение озонового экрана. В 1985 году космические снимки подтвердили наличие над Антарктидой огромной «дыры», равной по площади территории США. При этом понятие «дыра» не означает, что в данной области стратосферы совсем нет озона, отмечается лишь серьезное локальное снижение его концентрации.

И в наши дни озоновый слой по-прежнему наиболее явно разрушается именно над Антарктидой, истончение наблюдается на площади в несколько десятков миллионов квадратных километров. Феномен регулярного образования озоновых «дыр» над Антарктидой и Арктикой объясняется тем, что озон особенно легко уничтожается при низких температурах.


Разрушению озонового слоя способствуют:

  1. Химическое загрязнение атмосферы. Основной вклад в разрушение молекул озона вносят простые вещества (водород, атомы кислорода, хлора, брома), неорганические соединения (хлороводород, монооксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор — и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома).
  2. Запуск ракет и спутников.
  3. Авиация на высоте более 12 км.
  4. Природные явления: перламутровые облака, полярный вихрь, полярная ночь.

В результате этих факторов за последние 40 лет уровень озона снизился примерно вдвое. Считается, что ежегодно Земля теряет около 0,5 % озонового слоя. Главными виновниками разрушения озона являются хлорфторуглероды (ХФУ) и галоны.

ХФУ также называют:

  • хлорфторметаны;
  • хладоны;
  • фреоны.

Вещества используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах воздуха, как распылители в аэрозольных упаковках различного назначения, как вспениватели при производстве пористых пластмасс (пенопластов). Галоны входят в состав средств пожаротушения.

По общепринятой в научной среде теории, к значительному утончению озонового слоя привело возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов. У поверхности Земли эти загрязнители ведут себя инертно, но в верхних слоях атмосферы становятся активными. Ультрафиолет разрушает химические связи в их молекулах.

При этом выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона «вышибает» из нее один атом, превращая этим озон в кислород. Агрессивный хлор временно соединяется с кислородом, становится вновь свободным и начинает преследовать новую «жертву» среди молекул озона.

Озоноразрушающие вещества отличаются высокой стойкостью. Например, фреоны сохраняют активность в атмосфере в течение 75-100 лет. Потеря озона в стратосфере с одновременным возрастанием концентрации в тропосфере способна привести к изменению климата.

Усиление потока солнечной радиации опасно, оно вызывает:

  • рак кожи;
  • катаракту;
  • снижение остроты зрения.

Сильное УФ-облучение повреждает молекулы ДНК.

Фото 7

Облучение ультрафиолетом ухудшает развитие и урожайность растений, снижает интенсивность фотосинтеза и сопротивляемость вида к вредителям и болезням. УФ-облучение вредно для мальков и молоди рыб, способно повлиять на пищевые цепи водоемов.

Кислотные осадки

Даже самый чистый дождь не имеет нейтрального значения pH=7, в атмосферном воздухе всегда присутствует углекислый газ, который при взаимодействии с атмосферной водой образует угольную кислоту. Поэтому у дождя обычно слабокислая реакция (pH = 5,6).

Дождь, pH которого меньше 5,6, называют «кислотным». Термин «кислотный дождь» введен химиком из Англии Робертом Ангусом Смитом в конце 19 века, ученый выявил связь между уровнем загрязнения воздуха и кислотностью осадков.

Кислотные дожди образуются в результате выбросов в атмосферу кислотных соединений – преимущественно оксидов серы и азота.

Сернистый газ окисляется кислородом воздуха в серный ангидрид. Тот затем растворяется в капельках влаги с образованием серной кислоты, выпадающей с атмосферными осадками в виде кислотного дождя. Азотная кислота образуется в атмосфере из оксидов азота.

Антропогенные источники этих газов:

  • ТЭС;
  • автотранспорт;
  • котельные;
  • металлургия;
  • химическая промышленность.

Кислотные дожди наиболее характерны для индустриальных государств с высокоразвитой энергетикой. Кислотными называют любые осадки с повышенной кислотностью, в том числе и кислотные отложения – сухие кислотные частицы.

Сухие кислоты могут собираться на поверхности растений, а при смачивании небольшим количеством влаги, например, при выпадении росы, трансформироваться в сильные кислоты.

Следовательно, кислотными могут быть:

  • дождь;
  • снег;
  • град;
  • туман;
  • сухие осадки;
  • роса.

Под действием кислотных дождей происходит закисление пресных вод. Особенно интенсивно закисляются озера в Швеции, Норвегии, Финляндии, гранитные ложе которых не способны нейтрализовать кислотные осадки (осадочные породы создают щелочную среду и препятствуют закислению).

Повышенная кислотность воды приводит к сокращению популяции рыб, так как от показателя кислотности зависят деятельность ферментов, гормонов, регулирующих метаболизм, рост и развитие организмов. Кислая среда не позволяет рыбе нормально выметывать икру и размножаться. Кроме того, приводит к гибели фитопланктона, водорослей и других обитателей водоемов.

Гибель рыбы и других водных обитателей сокращает численность сухопутных животных, пищевые цепи которых начинаются в водных экосистемах. При pH < 4,5 начинают интенсивно появляться кислотолюбивые мхи, грибы, нитчатые водоросли, водоем заболачивается.

Растения также страдают от воздействия кислотных осадков. Кислоты разрушают защитный восковой покров листьев, увеличивая уязвимость перед вредными насекомыми, грибами, патогенными организмами, а также перед засухой, постепенно приводя к деградации лесов.

Фото 8

Кислотные осадки вымывают ионы биогенных питательных элементов из почвы, выщелачивают тяжелые металлы (алюминий, железо, медь, цинк), переводя из нерастворимых соединений в растворимые. Ионы металлов усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Человек принимает такие растения в пищу, получая токсичную дозу тяжелых металлов.

В результате:

  • происходит поражение почек, печени, центральной нервной системы;
  • возникают онкологические заболевания.

Кислоты приводят к высвобождению из горных пород и минералов алюминия, ртути и свинца, которые затем попадают в поверхностные и грунтовые воды. Разрушению от воздействия кислотных осадков подвержены строительные конструкции, фасады и памятники из мрамора и известняка.

Что предпринимается на данный момент?

Загрязнение атмосферного воздуха – глобальная проблема, которая усугубляется переносом загрязнителей на большие расстояния. Антропогенное загрязнение воздушного бассейна в большинстве случаев управляемо.

Однако борьба с трансграничными переносами загрязняющих примесей в атмосфере может успешно вестись лишь при условии тесного международного сотрудничества, что представляет определенные трудности по разным причинам.

7 сентября отмечается Международный день чистого воздуха для голубого неба. Эта памятная дата призвана обратить внимание мировой общественности на проблему загрязнения воздуха и мобилизовать усилия на борьбу с его загрязнением. Отмечается с 2020 года.

Масштабы загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты от поступления и вредного воздействия загрязнителей.

Существуют различные «традиционные» способы уменьшения нагрузки на атмосферу и улучшения качества воздуха:

  1. Разработка критериев качества воздуха, соблюдение нормативов и предельно допустимых выбросов.
  2. Сокращение количества промышленных выбросов.
  3. Количественный и качественный контроль выбросов, мониторинг состояния воздуха на границе СЗЗ промышленных объектов.
  4. Внедрение современных технологических процессов, замена опасного сырья безопасным, применение «мокрых» способов обработки вместо сухих.
  5. Применение эффективных устройств для газоочистки и пылеулавливания.
  6. Применение метода рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере через высокие (300-350 м) дымовые трубы.
  7. Соблюдение требований к выбору участка для строительства промышленного объекта (предприятия возводят с подветренной стороны по отношению к жилой застройке).
  8. Создание экологически чистых предприятий.
  9. Изменение структуры работы транспорта.
  10. Установление санитарно-защитных зон.

Государственные меры

Большинство источников загрязнения атмосферы не могут контролироваться отдельными предприятиями или людьми, поэтому необходимы консолидированные действия со стороны местных, национальных и региональных органов.

Эффективные меры, направленные на снижения загрязнения воздуха:

Промышленность
  • внедрение чистых технологий, способствующих уменьшению выбросов в атмосферу;
  • внедрение эффективных технологий очистки выбросов.
Энергетика, электроэнергетика
  •  широкое использование топлива с низким уровнем выбросов загрязняющих веществ;
  • постепенный уход от источников энергии, основанных на сжигании топлива;
  • использование возобновляемых источников энергии – гидроэнергии, энергии Солнца или ветра;
  • комбинированная генерация тепла и электроэнергии;
  • распределенная выработка энергии – внедрение маломасштабных сетей электроснабжения, размещение солнечных батарей на крышах зданий.
Транспорт
  • переход на экологичные виды топлива;
  • внедрение электромобилей;
  • развитие железнодорожных междугородных грузовых и пассажирских перевозок в целях сокращения автоперевозок;
  • развитие скоростного городского транспорта;
  • развитие пешеходного и велосипедного движения в городах.
Городское планирование
  • архитектурно-планировочные мероприятия;
  • озеленение городских территорий, придорожных участков;
  • повышение энергоэффективности зданий.
Сфера обращения с отходами
  • внедрение малоотходных технологий;
  • раздельный сбор отходов;
  • стимулирование рациональной утилизации, рекуперации отходов;
  • применение современных методов утилизации биологических отходов, альтернативных открытому сжиганию (анаэробное разложение отходов для производства биогаза).

Восстановление озонового слоя

Как мировое сообщество защищает озоновый слой? В 1985 году подписана Венская конвенция об охране озонового слоя. СССР присоединился к Венской конвенции через год.

Следующим шагом стало подписание в 1987 году Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Этот международный акт установил график поэтапного сокращения производства и использования озоноразрушающих веществ (ОРВ).

Странами-участниками полностью прекращено производство фреонов, сокращено использование других ОРВ. Крупнейшие предприятия перешли на использование альтернативных озонобезопасных хладагентов, например, углеводородных пропеллентов.

Но защита озонового слоя заключается не только в разработке более экологичных хладагентов, но и в регенерации хлорфторуглеродов и галонов, собранных из списанного оборудования. Восстановление и повторное использование этих веществ позволит максимально снизить производство ОРВ в соответствии с Монреальским протоколом.

Фото 9

На восстановление озонового слоя направлены такие мероприятия:

  • уменьшение выбросов в атмосферу веществ с высоким озоноразрушающим потенциалом;
  • использование хладагентов, свободных от хлора;
  • озеленение территорий;
  • подпитка озоном (распыление в стратосфере искусственного озона).

Но несмотря на принятые меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов путем перехода на более безопасные вещества, на восстановление озонового слоя уйдет не одно десятилетие. Причина заключается в огромном количестве уже накопленных в атмосфере долгоживущих фреонов. По прогнозам ученых, затягивания озоновых дыр не стоит ожидать ранее 2050 года.

Борьба с образованием кислотных осадков

Для предупреждения кислотных дождей главной мерой является сокращение выбросов кислотообразующих веществ, в частности, сернистого газа и оксидов азота. Установлено, что серная кислота примерно на 70 % определяет кислотность осадков, выпадающих на большом расстоянии от места выбросов.

Сократить риск выпадения кислотных дождей должны:

  • использование в качестве топлива низкосернистого или очищенного от соединений серы угля;
  • переход с угля на низкосернистые нефть и природный газ;
  • установка эффективного фильтровального оборудования для очистки газообразных продуктов.

Предотвращение глобального потепления

Для объединения международных усилий по предотвращению последствий глобального потепления климата на конференции ООН в 1992 году была принята Конвенция об изменении климата.

В 1997 году в Киото (Япония) состоялась Третья конференция ООН по изменению климата, где было подписано соглашение (Киотский протокол), обязывающее развитые страны сократить выбросы парниковых газов, способствующих потеплению климата. Соглашением введена система квот, ограничивающая выбросы парниковых газов.

Для борьбы с глобальным потеплением в 2015 году было подписано Парижское соглашение, направленное на удержание увеличения глобальной средней температуры ниже 2 °C.

Самое очевидное решение проблемы глобального изменения климата – сокращение антропогенных выбросов и рациональное использование энергоресурсов.

Ученые всего мира, озабоченные проблемой усиления парникового эффекта и его возможными последствиями, предлагают ряд мер по борьбе с глобальным потеплением климата:

  1. Внедрение альтернативных источников энергии: солнечных батарей, ветряных, приливных и геотермальных электростанций.
  2. Учитывая, что более 50 % выбросов парниковых газов образуется при производстве энергии – сокращение выработки и потребления энергии, повышение эффективности энергетики, внедрение энергосберегающих технологий. Развитые страны не должны экспортировать устаревшие энергоемкие технологии в страны третьего мира.
  3. Сокращение потребления ископаемого топлива как источника энергии, постепенный полный отказ от сжигания ископаемых органических веществ – процесса, который является главным источником выбросов углекислого газа.
  4. Максимальное сокращение антропогенных выбросов метана и его потерь при транспортировке, так как метан – более мощный парниковый газ, чем углекислый газ.
  5. Использование топлива, полученного из растительных и бытовых отходов.
  6. Широкое введение «углеродного налога».
  7. Совершенствование автомобилей, внедрение более экономичных двигателей с высоким коэффициентом полезного действия, использование экологичных видов топлива.
  8. Прекращение уничтожения лесных массивов, восстановление лесов там, где это возможно, увеличение при этом прямого удаления углекислого газа.
  9. Предотвращение осушения болот, так как биоценозы болот активно участвуют в долговременном извлечении углекислого газа из атмосферы.
  10. Полный запрет на производство фреонов и других озоноразрушающих веществ.
  11. Развитие сельского хозяйства по технологиям с пониженным образованием парниковых газов.

Какие еще меры можно внедрить?

Во многих странах разрабатываются различные устройства, направленные на снижение загрязненности атмосферы. Какие современные технологии могут оказаться эффективными для улучшения качества воздуха?

Рекламные щиты, очищающие воздух

В Перу устанавливают специальные щиты, работающие по термодинамическим законам — загрязненный воздух пропускается через воду, которая активно поглощает примеси, после чего очищенный воздух выпускается.

Фото 10

Создатели устройства утверждают, что польза от одного рекламного щита сравнима с результатом работы тысячи деревьев.

Бетон, разрушающий смог

Технология основана на способности диоксида титана при воздействии на него света разрушать углеродные связи в молекулах. Инновационный материал добавки к бетону нейтрализует загрязнения и улучшает качество воздуха. Обезвреженные вещества смываются атмосферными осадками.

Здания, очищающие воздушную среду

Разработаны устройства для очищения воздуха мегаполисов от выбросов углекислого и других вредных газов, насыщения атмосферы кислородом. Установки размещают между небоскребами, вблизи промышленных объектов и транспортных магистралей.

Структуры представляют собой множество улавливающих загрязнители трубок. Задержанные примеси затем могут использоваться в химической промышленности.

Дроны против смога

В Китае с дронов-парапланов распыляются специальные химические составы, осаждающие смог над территорией радиусом до 5 км. Но такое решение спорно — в этом случае в атмосферу поступают дополнительные химические вещества, загрязнения оседают на почву, поверхность водоемов, отравляя растения и водных обитателей.

Видео по теме

В видео ролике, представленном ниже, раскрывается один из способов борьбы с загрязнением воздуха, который возможно внедрить в ближайшем будущем:

Заключение

Увеличение концентрации загрязняющих веществ в атмосфере Земли сопряжено с далеко идущими последствиями. Человечество уже столкнулось с экологическими проблемами глобального масштаба — выпадением кислотных осадков, разрушением озонового слоя, потеплением климата.

Если не предпринять эффективных действий по защите атмосферы, не перейти к энергосберегающему будущему, планета окажется на грани катастрофы.