Основные параметры воздушной среды

 

Высота, км	Давление, мм рт. ст.	Плотность, кг/м3	Температура, °С
		1,226	+ 15,0
	674,1	1,112	+8,5
	525,8	0,909	-4,5
	305,2	0,736	-17,5
	198,2	0,413	-50,0
	90,6	0,193	-55,0
	40,8	0,087	-70,0

 

Таблица 3

Глобальные потоки веществ в воздушную среду,%

 

 

 

Вещество	Всего	Природный	Антропогенный
Кол-во, млрд. т/год	%	Кол-во, млрд. т/год	%
Углекислый газ (СО2)	727,0	700,0	96,3	27,0	3,7
Угарный газ (СО)	5,7	5,0	87,7	0,7	12,3
Метан (СН4)	3,0	1,9	63,3	1,1	36,7
Сернистый газ (SО2)	0,5	0,3	60,0	0,2	40,0
Оксиды азота (NO2)	1,0	0,9	90,0	0,1	10,0
Твердые частицы	4,7	3,7	78,7	1,0	21,3

 

В результате хозяйственной деятельности человека в XX в. приземный слой атмосферы стал интенсивно насыщаться окси­дами углерода, азота, серы и другими газами. Основной антропо­генный источник поступления углекислого газа в атмосферу — сжигание горючих ископаемых (угля, нефти, газа) для получе­ния энергии, производство цемента, сжигание попутного газа, уничтожение лесов и уменьшение растительного покрова. Ис­точниками антропогенных потоков оксидов азота и газообраз­ных соединений серы являются выбросы тепловых электростан­ций, предприятия химической и металлургической промышлен­ности, отвалы угольных и сульфидных рудников, автотранспорт и др. По обобщенным данным (табл. 3), вклад антропогенных источников в глобальные потоки парниковых газов в атмосферу колеблется от 3,7% (для углекислого газа) до 40% (сернистый газ).

В воздушную среду попадают и переносятся ветром про­мышленная пыль, выхлопные газы транспортных средств, радио­активные вещества, дым, пары воды и других жидкостей. К чис­лу загрязнителей воздушной среды относятся метан, сернистый газ, сероводород, озон, окись углерода, окислы азота, пары ртути. По имеющимся оценкам, общее количество ртути, выбрасывае­мой ежегодно в воздушную среду, достигает 1100 тонн.

Мелкие твердые частицы выбрасываются в воздух с про­мышленными дымами предприятий металлургии и теплоэлект­ростанций. Около половины твердых частиц, выбрасываемых автотранспортом, содержат свинец, который может распростра­няться на большие расстояния. Например, свинец антропогенного происхождения был обнаружен в материковом льде Гренлан­дии.

Рост индустриализации приводит к усилению потребления кислорода и сокращению его естественных источников воспро­изводства, загрязнению воздушной среды вредными отходами и выбросами производственной деятельности.

Критерии и показатели геоэкологического состояния воз­душной среды выводятся из оценок механического, химическо­го, физического и других видов загрязнений с учетом простран­ственно-временной изменчивости концентраций примесей под воздействием метеорологических факторов. Негативное дейст­вие воздушной среды на человека, животных и растений проис­ходит в процессе прямого контакта с загрязненным воздухом, а также в результате выпадений токсичных веществ, засоряю­щих воды, почву. Катастрофические последствия загрязнения воздушной среды связаны со смогом. Так, в Лондоне в 1952 г. от смога погибло около 4000 человек. Весьма неприятные последст­вия для людей вызывают взрывы на химических предприятиях.

Наиболее опасные для людей загрязнения воздушной среды — это промышленные, транспортные и бытовые выбросы. Конт­роль загрязнения воздушной среды осуществляется почти в 300 городах России. Наблюдение ведется в городах с населением бо­лее 100 тыс. жителей и в городах с крупными промышленными предприятиями. Достоверным критерием оценки геоэкологиче­ского состояния территории выступает степень загрязнения снежного покрова пылью и различными выбросами от техноген­ных источников. Среднее значение вредных выбросов от стаци­онарных источников по стране в последнее десятилетие состави­ло 225 кг на 1 человека (от 40 кг в Москве до 13 500 кг в Нориль­ске).

В условиях возрастающих техногенных воздействий воз­душная среда нуждается:

• во-первых, в сохранении оптимального для человека газо­вого баланса;

• во-вторых, в охране от пылевого, газового, теплового, ради­ационного, ароматического и других загрязнений;

• в-третьих, в предотвращении разрушения летательными аппаратами слоя озона, фильтрующего губительную космиче­скую радиацию.

Наряду с непреднамеренным загрязнением воздушной сре­ды в ней осуществляются и целенаправленные процессы, напри­мер осаждение из облаков дождя и снега техническими средства­ми (засев облаков йодистым серебром в качестве льдообразующего реагента), рассеивание облаков и туманов, предотвращение выпадения града, изменение газового и аэрозольного состава воздуха. Для выражения генетической специфики процессов, возникающих в воздушной среде в результате взаимосвязей и взаимодействия техногенных (искусственных) и природных (ес­тественных) сил, предложен термин «геотпехноатмогенез».

Воздушной среде присущи постоянная глобальная, регио­нальная, локальная циркуляция воздушных масс, перенос веще­ства и обусловленная этими процессами динамичность состава и состояния. По подсчетам Всемирной организации здравоохра­нения (ВОЗ) по причине загрязнения воздуха в мире ежегодно преждевременно умирает в среднем 2 млн. человек.

Водная среда. Вода — прозрачная бесцветная жидкость, представляющая собой в чистом виде химическое соединение водорода с кислородом, соотношение которых (по весу) — 11,11 и 88,89% соответственно. Для жизнедеятельности большинства организмов, в том числе и людей, необходима пресная вода, в 1 л которой содержание сухого остатка не превышает 1 г.

В окружающей среде вода может находиться в жидком, твер­дом (снег и лед) и газообразном (водяной пар) состояниях. Вода, участвуя в биохимических и биофизических процессах, обеспе­чивает возможность жизни на Земле. На воду приходится около 90% массы растений и 75% массы животных. Человеческое тело на 60% состоит из воды. При потере 12% влаги от массы тела че­ловек погибает. Потребность человека в воде в среднем составля­ет 2,5 л/сутки, однако при определенных температурных и влажностных показателях окружающего воздуха она достигает 6 л и более. Человечество и его деятельность на планете — главный потребитель воды.

Водная среда включает воды суши (реки, озера, водохра­нилища, каналы, пруды, болота), морские и океанские воды, лед­ники, подземные воды, содержащие природно-техногенные и техногенные образования, которые, испытывая воздействие эк­зогенных, эндогенных и техногенных сил, влияют на здоровье человека, его хозяйственную деятельность и на все остальное живое и неживое на Земле.

По последним данным, весь объем воды на Земле составляет 1,5 млрд. км³. Подавляющая часть воды (96,5%) сосредоточена в океанах и морях, на долю ледников приходится 1,74%, подзем­ных водоносных горизонтов — 1,72%, подземных льдов — 0,02%.

Поверхностные воды суши (реки, озера, болота, водохранилища) содержат не более 0,02% запасов воды. На долю пресной воды в мировых запасах приходится 2,53%, причем почти ³/₄ ее хранится в ледниках. Особого внимания заслуживает талая вода. Специальными исследованиями установлено, что она долго со­храняет остатки кристаллической структуры, исчезающие при температуре +4 °С. Предполагают, что именно трансформация молекулярной структуры воды определяет ее свойства как био­логического катализатора.

В отличие от понятия «водная среда», понятие «гидросфера» включает также воду, содержащуюся в атмосфере. О струк­туре распределения пресной воды в гидросфере дают представ­ление данные, приведенные в таблице 4.

Таблица 4