2. Что такое атмосфера? Последствия ее загрязнения

Атмосфера – это сплошная воздушная оболочка Земли, своего рода защитное покрывало, предохраняющее все живое на поверхности планеты от губительного воздействия Космоса и в первую очередь от мощного солнечного облучения, так называемого солнечного ветра. Поэтому значение атмосферы очень велико, без нее жизнь на Земле была бы практически невозможна.

Наглядный пример тому спутник Земли – Луна. Атмосфера – это смесь газов, называемая воздухом, в котором во взвешенном состоянии находятся мелкие жидкие и твердые частицы (аэрозоли). В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона, 0,03 % углекислого газа и около 0,003 % смеси неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, водорода, паров воды и озона. На долю водяного пара приходится до 3 % объема атмосферы. Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Последние три слоя в ряде случаев рассматривают как один и определяют термином «ионосфера». В атмосфере имеется также пыль, значительная часть которой поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль. В тропосфере сосредоточены 4/5 атмосферного воздуха и весь водяной пар. В этом слое атмосферы развиваются все погодные явления. От распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере зависят погодные процессы и климат в целом. Общеизвестно, что водяной пар является источником всех осадков, увеличивает влажность воздуха и соответственно его плотность, а кроме того, поглощает солнечную радиацию. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10–12 км достигает –55 °С. Тропосфера занимает слой атмосферы от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора. Выше этого слоя начинается стратосфера , верхняя граница которой находится на высоте около 40 км. В этом слое атмосферы (стратосфере) температура постепенно возрастает до 0 °С, причем на высоте 22–24 км имеется максимальная концентрация озона – озоновый слой, который поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излучения Солнца. За стратосферой следует слой, называемый мезосферой, простирающийся до 80 км, в нем температура падает до –60–80 °С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний. За слоем мезосферы находится слой термосферы , верхняя граница которого прослеживается на высоте до 800 км. В этом слое растет температура, увеличивается содержание легких газов (водорода и гелия) и заряженных частиц. Выше термосферы располагается слой экзосферы до высоты 1500–2000 (3000) км, здесь происходит рассеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое пространство.

Вторая половина XX в. характеризовалась нарастающим широкомасштабным загрязнением атмосферы, причем не только в приземном слое, но и на больших высотах. Это загрязнение атмосферы было обусловлено выбросами пыли, различных газов от промышленных предприятий, тепловых электростанций, от транспорта, работающем на дизельном топливе, бензине, мазуте, метане и др. Причем в указанный период времени происходил значительный рост числа крупных промышленных предприятий, транспорта всех видов – автомобильного, морского, речного, воздушного. Рост промышленного производства и всего мирового хозяйства был обусловлен несколькими причинами:

1) ростом численности населения на планете Земля;

2) урбанизацией;

3) безудержной гонкой вооружений в противостоящих друг другу главных державах мира – СССР и США, а также в странах – союзниках соответственно.

Свою «долю» в загрязнение атмосферы вносили и вносят промышленные предприятия в развивающихся и индустриальных странах Азии, Африки и Латинской Америки. Другим поставщиком дыма и загрязняющих веществ в атмосферу являются частые лесные пожары в различных районах Земли и особенно в России, на огромных площадях в Сибири и на Дальнем Востоке. В крупных городах – промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствии ветра и температурной инверсии в слое 300–400 м – вместо обычного понижения температура воздуха повышается) летом или зимой образуется смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли, содержащая оксиды серы, углерода, азота, органические пероксиды, альдегиды и т. д. Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение и слезоточивость глаз, общее ухудшение физического состояния вплоть до летального исхода (например, в 1952 г. в Лондоне от смога за 2 недели погибло более 4000 человек). Другим последствием загрязнения атмосферы является кислотный дождь – дождь или снег, подкисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге компонентов различных техногенных выбросов (диоксида серы, оксиды азота, хлороводорода и др.). Кислотные дожди обычно выпадают недалеко от крупных промышленных районов, в результате их воздействия происходят:

1) снижение урожайности многих сельскохозяйственных культур;

2) ухудшение состояния и даже гибель целых лесных массивов;

3) закисление пресноводных водоемов (в том числе и с питьевой водой в водозаборных для нужд населения городов);

4) снижение рН почвы;

5) биоцидное воздействие на растительность (особенно в садово-огородных хозяйствах пригородов).

Медицинская статистика свидетельствует о значительном росте заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной систем (а также онкологических) в районах с загрязненной атмосферой. Загрязнение атмосферы является серьезной глобальной экологической проблемой.