Загрязняющие вещества атмосферного воздуха и их влияние на морфофизиологические показатели растений
Каков состав атмосферы
Состав атмосферы
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Атмосфера - мощная газовая оболочка Земли, характеризирующаяся резко выраженной неоднородностью строения и состава табл. По особенностям строения атмосферу делят на 4 сферы: Мощность тропосферы км в полярных областях и км у экватора. Это самая плотная часть атмосферы и она непосредственно граничит с поверхностью океана и суши. Стратосфера распределена на две зоны: В стратосфере, на высоте 25км расположен озоновый слой. Выше стратосферы располагается мезосфера, достигающая 80км от уровня моря и характеризующаяся мощностью 25км. В мезосфере происходит понижение температуры с высотой. Далее идет термосфера ионосфера. Верхней оболочкой атмосферы является экзосфера, область диспозиции атмосферных газов преодоление атомами и ионами поля Земли , в результате которой Земля теряет то или иное количество атмосферных газов. Атмосфера нашей планеты состоит в основном из азота и кислорода. Газовая среда, содержащая необходимые компоненты воздуха, является одним из важнейших экологических факторов. Кислород необходим всем живым организмам для дыхания, а другой компонент воздуха - углекислый газ - обеспечивает воздушное питание зеленых растений - фотосинтез Акимова, Хаскин, Атмосферный воздух в последние десятилетия интенсивно загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания. Таким образом, под загрязнением атмосферы понимается привнесение в атмосферу веществ в виде газа, пара или пыли в степени, оказывающей вредное воздействие на организмы, неживую природу или технические устройства. Это одно из наиболее опасных последствий НТР и использования человеком ископаемого топлива. Атмосфера обладает мощной способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Движение воздуха приводит к рассеиванию примесей. Пылевые частицы выпадают из воздуха на земную поверхность под действием силы тяжести и дождевых потоков. Многие газы растворяются во влаге облаков и с дождями также достигают почвы. Под воздействием солнечного света в атмосфере погибают болезнетворные микроорганизмы. Но в настоящее время объем ежегодно выбрасываемых в атмосферу вредных веществ резко возрос, составляет многие миллионы тонн и превышает пределы способности атмосферы к самоочищению Воскресенская с соавт. Загрязнения любого масштаба по многочисленным цепям природных связей переходит из одной среды в другую. На этом пути первым оказываются автотрофные организмы - растения. Газы, пыль, содержащие различные компоненты, легко проникают в ткани растения через устьица и могут непосредственно влиять на обмен веществ в клетках, вступая в химические взаимодействия на уровне клеточных стенок и мембран. Пыль, оседая на поверхности листьев, затрудняет поглощение света, нарушает водный обмен. Под действием загрязняющих веществ происходит подавление фотосинтеза, нарушение водообмена, многих биохимических процессов, снижение транспирации, общее угнетение роста и развития растений. Это приводит к изменению окраски листьев, некрозу, опадению листьев, изменению формы роста и т. Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха населенных мест используют ПДК - предельно допустимых концентраций и ОБУВ - ориентировочно безопасные уровни воздействия. Всего в России разработано более ПДК и ОБУВ табл. Загрязнение среды и организмов - реально осуществляющийся процесс изменения их химических констант, в результате которого количественное значение и качественные характеристики последних выходят за пределы периодических и апериодических отклонений, происходит нарушение естественного массоэнергообмена. Загрязнение можно разделить на 4 категории: Источниками антропогенного загрязнения атмосферного воздуха являются все виды хозяйственной или иной деятельности человечества Хвастунов, К числу крупнейших источников загрязнения атмосферного воздуха всегда относился автотранспорт. За последние годы наблюдается увеличение интенсивности автомобильного движения практически на всех автодорогах. Кроме того, увеличилось количество личного автотранспорта, как легкового, так и грузового Данилов-Данильян, ; Государственный доклад, Выбросы автотранспорта содержат около химических соединений, обладающих токсическим действием. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми автотранспортом, считаются оксиды углерода, азота, серы, углеводорода, сажа и аэрозоль соединений свинца хлорбромиды и оксид свинца. Кроме того, в выбросах автотранспорта содержаться также немалые количества альдегидов акромина и формальдегида , являющихся весьма токсичными веществами, а также канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, основным представителем которых является 3,4 - бенз а пирен. Наибольшее количество загрязняющих веществ автотранспорт выбрасывает при кратковременных остановках на перекрестках. Эксплуатация автотранспортных средств сопровождается выбросами пыли от дорожного покрытия. Особенно велико оно на автомобильных дорогах с гравийным и щебеночным покрытием и на грунтовых дорогах. В году выбросы пыли на дорогах составили 2,5 млн. Компоненты дымовых выбросов в зависимости от влияния на них технологии сжигания топлива можно разделить на две группы Дончева с соавт. Хим ические загрязнители растений - химические элементы, соединения и комплексы, изменяющие качественный и или количественный химический состав растительного организма. Основными загрязнителями, характеризующимися фитопогенным эффектом, являются химические элементы и их соединения, оказывающиеся причиной дисхемии. Их происхождение может быть:. Космогенного происхождения - никель, оксид марганца, индолы в составе метеоритов , изотопы свинца, молибдена и т. Ежесуточное выпадение метеоритного вещества - г. Техногенного происхождения компоненты флюидов, передвижение которых - звено тектоно-метаморфичского процесса Fife, , связанного с поступлением магматического материала из верхней мантии в количестве до 12 км 3 в год. В состав флюидов входят олово, бериллий, молибден, тантал, уран, торий, вольфрам, цирконий, литий, рубидий, цезий, фтор, цезий и ртуть, а также молекулярный азот, кобальт и метан. С начала возникновения земной коры в геохимический цикл вовлекаются сера и углекислый газ. Важную роль играет так называемое ртутное дыхание Земли Кропоткин, Биогенного происхождения - соединения, выделяемые бактериями, грибами и беспозвоночными Билай, , Билай и Пидопличко, ; аллелопатически активные соединения высших растений Гродзинский, ; Иванов, ; ; выделения кожных желез позвоночных; соединения, образующиеся при разложении отмерших организмов; соединения, не утилизируемые и выделяемые организмом; соединения, возникающие в процессе пиролиза организмов при пожарах например, полициклические ароматические углеводы, образующиеся при пиролизе древесины Дикун с соавт. Ковалевский, ; H 2 S, CS 2 и SO 2 Николаевский с соавт. Установлено Немерюк, , что растения, в первую очередь высшие, способны выделять значительное количество элементов и способствовать тем самым возникновению аэробиохимических ореолов рассеяния. Количество идентифицированных соединений, выделенных из организмов, превысило 20 тыс. Высказано убеждение Ковалев, Полевая, , что исторические изменения химических соединений химическая эволюция вызывают эволюцию организмов, которая, в свою очередь, приводит к появлению соединений с новыми свойствами, воздействующих на организмы и вновь приводящих к их изменению. Антропогенного происхождения - соединения, содержащиеся в выбросах и отходах производства, в выбросах двигателей и тепловых станций, образующиеся при передаче энергии, используемые во всех отраслях хозяйства, в здравоохранении и в быту, оказывающиеся в продуктах жизнедеятельности человека и в бытовых отходах. Именно эти соединения и входят в состав так называемого мирового потока ксенобиотиков Ковалев, Маленков, Миграционная активность - одна их характеристик загрязнителей, определяющих своеобразие их территориального распространения. Поллюционная картография - позволяет создать представление не только о географическом, но и о сезонном количественном и качественном распространении ксенобиотиков. К ним относят чужеродные организмы вирусы, бактерии, грибы, гельминты , не обладающие фитопатогенной активностью и оказывающие повреждающее воздействие на растения лишь как поверхностные загрязнители, и экзогенные информационные макромолекулы, способные нарушить онтогенетические процессы у растений и вызвать у них изменения генетической конституции. Действенные источники микробиологического загрязнения природной среды - лечебные учреждения, животноводческие, звероводческие и птицеводческие предприятия, предприятия микробиологической промышленности например, предназначенные для изготовления фирменных препаратов Немыря, Влодавец, Частицы почвы, золы, сажи и цемента, песок, пыль являются обычными естественными загрязнителями растений. Вызываемое ими загрязнение - нередко следствие пыльных бурь, вихрей, эрозии и дефляции почв, разрушения горных пород, селей, лесных пожаров и т. Дым с частицами золы от крупных лесных пожаров поднимается на высоту до м. В увеличении в атмосфере количества механических частиц, загрязняющих поверхность органов растений и, в связи с этим, нарушающих процессы функционирования, значительную роль играют выбросы теплоэлектростанций, цементных, асбестовых и металлургических заводов и т. Лишь замена твердого топлива на природный газ позволит уменьшить значение котельных в механическом загрязнении атмосферного воздуха Сегединов, К нему относятся необычная температура, неионизирующие и ионизирующие излучения, звук и ультразвук, вибрация, сила тяжести, давление и т. Растения каждого вида, как правило, исторически адаптированы к определенному режиму температурных изменений , в связи, с чем отклонения последних приводят патогенным последствиям. Наиболее значительный фитопатогенный эффект наблюдается при чрезмерном похолодании, потеплении или же при термических ожогах, например связанных с пожарами. В большинстве случаев нарушения температурного режима связаны с деятельностью производственных предприятий Израэль с соавт. Значительную роль приобретают электрический ток и электро-магнитные поля, оказывающие разностороннее воздействие на ростовые процессы и их ритмику Тестемицану с соавт. В целом физические загрязнители весьма разнообразны, причем активность и последствия их влияния на растительные организмы и их сообщества увеличиваются в результате человеческой деятельности. Программой мониторинговых наблюдений за составлением атмосферы на стационарных постах предусматривается измерение концентраций пыли, оксидов серы, азота, углерода, азота, диоксидов углерода, азота, озона, сажи, углеводородов, ртути, свинца, кадмия. Зола - твердая фракция выбросов, является одним из основных загрязняющих веществ выбросов угольных ТЭС. Фазово-минералогический анализ золы различных видов топлива показывает, что ее основная фаза - стекло, а кристаллическая представлена различными количествами кварца, гематита, магнезита, силиката кальция. Химический состав летучей золы определяет ее нейтральную или щелочную реакцию. Остальная ее часть рассеивается на больших расстояниях, плотность резко падает. Пыль - обобщенное название аэрозолей твердых веществ древесная, абразивная, цементная и др. Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от ее дисперсности формы частиц и их электрического заряда. Оксид углерода Со , угарный газ, - бесцветный газ без вкуса и запаха. Время жизни в атмосфере месяца. Окисляется в атмосфере и почвенной микрофлорой до Со 2. Таким образом, наконец удалось объяснить сезонные колебания Со в атмосфере. На высшие растения в возможных концентрациях не действует. Для человека является ядом, который лишает ткани тела необходимого им кислорода. В атмосфере присутствуют сернистый ангидрид SO 2 оксид серы IV , серный ангидрид SO 3 оксид серы VI. Время жизни SO 2 в атмосферном воздухе около 10 часов. Наиболее распространенными загрязнителями воздуха являются оксид азота NO II и диоксид азота NO 2 IV. Оксид азота NO - бесцветный тяжелый газ, кислородом воздуха окисляется до диоксида азота. Время жизни NO 2 в атмосфере около 3 суток. NO 2 обуславливает фотохимическое загрязнение атмосферы, поскольку реагирует с другими веществами: В атмосфере оксид и диоксид азота находятся в динамическом равновесии, превращаясь друг в друга в результате фотохимических реакций, в которых участвуют в качестве катализатора. Их соотношение в воздухе зависит от интенсивности солнечного излучения, концентрации окислителей и др. Озон O 3 - бесцветный газ, образуется в результате работы электрических машин с искрящимися контактами, разрядов атмосферного электричества и вторичного загрязнения атмосферы под действием солнечной радиации с участием диоксида азота. Озон токсичен для растений. Бенз а пирен - относится к классу полициклических ароматических углеводородов. Сажа - практически чистый углерод, образующийся при неполном сгорании топлива, усиливает действие диоксида серы. Образуется в производстве сульфатной целлюлозы, а также при бактериальном гниении высокобелковых продуктов растительного и животного происхождения. Встречается в канализационных колодцах! Свинец - поступает в атмосферу в основном в виде хлорбромидов и оксида свинца II с выхлопными газами автомобилей, присутствует в выбросах свинцовых заводов и др. Ртуть - обладает повышенной возможностью распределения и биопереноса в окружающей среде. Хотя сохранение растительного покрова Земли без серьезных нарушений - безусловная необходимость, его состояние в настоящее время ухудшается Проблемы фитогигиены…, Основные причины этого - разнообразия и разнонаправленность патологических явлений, возникающих у растений и их сообществ. Возникновение тех или иных патологических явлений не у одного или немногих растений одного вида, а у большего числа или же у всех растений - представителей одной популяции придает возникающим патологическим явлениям популяционное значение. Возникновение патологических явлений у многих или у большинства растений одного вида во всех или в большинстве популяций последнего придает им видовые значения, так как они способны изменить характеристики признаков, входящих в кодекс признаков вида. Строение и функционирование пигментов, пластид, отдельных звеньев фотосинтеза и фотосинтетического аппарата в целом. Строение и функционирование аппарата газообмена и механизма его регуляции, торможение клеточного дыхания Рудкова, , уменьшение количества устьичных аппаратов Сидорович, Гетко, и ослабление газообмена у растений на больших территориях Назаров с соавт. Строение и функционирование аппарата водного обмена и механизма его регуляции [увеличение количества прочно удерживаемой воды под влиянием магния Шкляев, , ослабление водного гомеостаза при заморозках и под влиянием загрязнителей в условиях засухи Тарабарин, , патологические изменения тургора и осмотических параметров и т. Строение и функционирование механизмов минерального обмена [изменение нормального количественного соотношения между элементами, сдвиги в обмене одних элементов под влиянием других, в частности Рудкова, кальция, марганца и фосфора при избытке алюминия и т. Транспорт [ненормальная транслокация пластических соединений и продуктов метаболизма, изменение в связи с этим химического состава осевых органов, в частности, корней Anderson, и т. Нормальную деятельность мерисистем [нарушение роста в высоту и роста в ширину Fritts, , по величине линейного прироста и т. Нормальное осуществление клеточного цикла [изменение протяженности фаз клеточного цикла во времени и патология митоза под влиянием проникающего излучения Алексахин, Нарышкин, , при гиперауксинии и гипоауксинии, при избытке и недостатке макро и микроэлементов, в частности алюминия Рудкова, ]. Гистогенез и дифференциацию клеток и тканей [ксерофильные преобразования злаковых, возникающие под влиянием шлама алюминиевого завода Половова, Шилова; , в частности нитевидность листочков у Robina pseudacacia L. Кулагин, и уменьшение длины шишек у Pinus sylvestris L. Мамаев, Шкарлет, при загрязнении атмосферного воздуха]. Межклеточные, межтканевые и межорганные взаимосвязи и взаимодействия [патологические изменения апикальной доминантности, ростовых корреляций, нормального соотношения массы надземных и подземных органов, в частности, у Robinia pseudacacia L. Ритмику процессов онтогенеза [ускорение фенофаз при загрязнении атмосферного воздуха Рязанцева, Спахова, предотвращение образования плодов у Achillea millefolium L. Возрастное преобразование в жизненном цикле и его нормальное существование [неотения у травянистых растений, произрастающих на территориях, коксохимических и металлургических заводов Кондратюк с соавт. Физические электрические, электромагнитные, оптические и температурные константы и характеристики растений;. Гаметогенез, оплодотворение и формирование диссеминул [недоразвитие микроспор у злаков Зуева, при воздействии каменноугольной золы; недоразвитие семян у Pinus sylvestris L. Мамаев, Шкарлет, при загрязнении атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий];. Нормальное функционирование и жизнеспособность на ювелирных стадиях развития [уменьшение всхожести семян Pinus sylvestris L. Фитоценогенез и флорогенез на отдельных территориях [уменьшение числа видов сосудистых видов растений и водорослей при загрязнении нефтью Шилова, ; возникновение фитоценозов с иным видовым составом растений, в частности, низкорослых березовых лесов при воздействии выбросов медеплавильных заводов]. Даже при незначительной концентрации загрязнителей длительное влияние на растения загрязненного воздуха приводит к уменьшению интенсивности их фотосинтеза и к замедлению их роста, а также к упрощению и распаду ценозов. Характерно, например, изреживание древостоев и уменьшение видового состава флоры в степных районах возникающие под влиянием дымогазовых выбросов металлургических и коксохимических предприятий. Химические загрязнители оказывают влияние на патогенную активность потребителей растений, их численность, видовое разнообразие и количественное соотношение друг с другом. На территориях, подвергнувшихся промышленному задымлению, среди насекомых - фитофагов преобладают фитофаги с колюще - сосущим ротовым аппаратом Боченко, Для нейтрализации загрязнителей или уменьшении их концентрации вблизи промышленных зон и в черте города выживают зеленые насаждения. Они обогащают воздух кислородом, фитонцидами, способствуют рассеиванию вредных веществ и поглощают их Хвастунов, Лесные культуры площадью 1га способны осадить их воздуха т взвешенных веществ в год, усвоить огромное количество углекислого газа и других вредных веществ, очистить около 18 млн. Фитонциды выделяемые деревьями, очищают воздух городов от бактериального загрязнения. Оказывая большое влияние на чистоту воздуха, растительность сама при этом повреждается и гибнет. Продолжительность жизни деревьев в городах и промышленных зонах сокращается по сравнению с условиями леса в раз липа в лесу живет лет, а в городе - 50 лет Артамонов, ; Вронский, При озеленении территории следует выбирать древесные, кустарниковые и газонные растения в зависимости от почвенно-климатических условий, качественного и количественного состава выбросов, закономерностей рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в данной местности, эффективности данной породы для очистки воздуха от конкретного загрязнителя или их комбинации пыле - газопоглощение , а также ее пыле - и газоустойчивости в реальной ситуации. Высокой устойчивостью к диоксиду серы обладают клен ясенелистный, роза морщинистая, чубушник венечный. Но они обладают низкой поглотительной способностью. Высокой поглотительной способностью и устойчивостью отличаются тополь бальзамический, дерен белый Кулагин, На промышленных площадках, сильно и постоянно загрязненных сероводородом, успешно растут яблоня дикая, вишня степная, алиссум морской. Сероводород менее токсичен для растений улавливается ими в меньшей степени, чем диоксид серы или сероуглерод. Поглощение диоксида азота обусловлено двумя процессами: Диоксид азота поглощается растениями в 3 раза более интенсивно, чем оксид азота Вронский, Диоксид азота поглощают клен серебристый, рябина обыкновенная, тополь бальзамический, липа мелколистная, береза повислая. При совместном присутствии в атмосферном воздухе аммиака и диоксида азота липа мелколистная и тополь бальзамический предпочтут аммиак. Оксид углерода усваивается кленом американским, бирючиной обыкновенной, ольхой белой, елью обыкновенной. Каждый 1м 2 листовой поверхности высших растений усваивается за 1 сутки от 12 до кг оксида углерода. На свету оксид углерода усваивается значительно лучше, чем в темноте. Пылеосаждающая способность древесного растения зависит от площади поверхности листьев хвои , массы и плотности кроны, скорости концентрации пыли в воздушном потоке, расположения посадок, а также от частоты дождей, смывающих пыль с листьев. По характеру действия посадки разделяют на изолирующие и фильтрующие. Изолирующими называются посадки плотной структуры, которые создают на пути загрязненного воздушного потока механическую преграду, заставляющую поток обтекать массив. Фильтрующими называют посадки, продуваемые и разреженные, выполняющие роль механического и биологического фильтра при прохождении загрязненного воздуха сквозь массив. Эти посадки являются основными для санитарно-защитных зон Воскресенская с соавт. К числу наиболее опасных и распространенных загрязнителей атмосферы относятся газообразные соединения серы. Ежегодно выбрасывается около млн. Сернистых токсикантов, что в 2 раза превышает объем их выделения в процессе вулканической деятельности Мурзакаев, Сера воспринимается растениями в виде сульфатов, накапливаясь в вакуолях, и частично связывается органическими основаниями, переходя в восстановленную форму. Сера - обязательный элемент растительных клеток, принимающий деятельное участие в метаболизме. В условиях загрязнения воздуха соединениями серы ее содержание в ассимиляционных органах возрастает. Под влиянием фотосинтетического яда - ДДТ и SO 2 - происходит деформация, агглютинация и разрушение пластид. В зависимости от длительности воздействия изменяется проницаемость мембран, растворимость CO 2 в протоплазме Ботпанаева, При воздействии SO 2 происходит потеря несвязной воды, нарушение деятельности синтетазы жирных кислот; уменьшается число размеры женских соцветий у Betula pubescens Еhrh. Антипов, и длина хвоинок у Pinus sylvestris L. Уменьшается количество соединений фитонцидного комплекса, выделяемых хвойными, пораженными SO 2 , SH 2 и CO Хлебович, Сухие вершины сосен, обесцвеченная листва, бурые и красные пятна на листьях, осыпающаяся хвоя - все это признаки большого содержания сернистых веществ в воздухе Михеев с соавт. Оксид серы ядовит для растений даже в концентрациях от одной пятидесятитысячной до одной миллионной от объема воздуха. Лишайники погибают даже при следах SO 2 в окружающей атмосфере. Присутствие их в лесах вокруг крупных городов свидетельствует о высокой чистоте воздуха Чернова, Былова, Диоксиды серы и азота являются причиной кислотных дождей. Они вымывают тяжелые металлы из почв, повышая при этом уровень их токсичности, а также меняют соотношение кальция и алюминия в почве в сторону уменьшения кальция , что существенно задерживает рост корневой системы растений. Растет интенсивность коррозии металлоконструкций, активизируются процессы карстообразования. От концентрации соединений серы в воздушной среде зависит газоаккумулирующая способность растений. В ассимиляционных органах накапливается тем больше серы, чем сильнее загрязнен воздух. Содержание серы в листьях по сравнению с контролем уже в начале периода вегетации повышается и продолжает увеличиваться на его протяжении. К осени у растений ряда видов наблюдается уменьшение содержания серы в листьях, что обусловлено, по-видимому, распадом серосодержащих соединений, их оттоком к стеблям и корням и вымыванием из растений дождевыми водами. В зоне слабого загрязнения воздуха наибольшая газоаккумулирующая способность наблюдается у таких растений как дерен белый, бирючина обыкновенная, смородина черная. В их листьях накапливается от 4,16 до 7,36г серы на кг сухого вещества. Наименьшей газоаккумулирующей способностью характеризуются аморфа кустарниковая, груша обыкновенная, клен серебристый, береза повислая, сирень обыкновенная и ель колючая, накапливающие от 1,24 до 1,92 г серы на 1 кг сухих листьев. В зоне сильного загрязнения максимальным уровнем газонакопления 6,,96г серы на кг сухих листьев характеризуются липа мелколистная, жимолость татарская, осина, тополь канадский, минимальным уровнем загрязнения 2,,84 г серы на кг сухих листьев - груша обыкновенная, вишня степная, боярышник колючий. В большинстве случаев растения тех видов, которые активно поглощают серу из почвы, характеризуются и ее повышенным накоплением из атмосферного воздуха. Газопоглотительная функция растений повышается благодаря накоплению серы в побегах и вымыванием ее дождевыми водами. Таким образом, для озеленения зоны сильного загрязнения рекомендуется использовать газоустойчивые растения м пониженной способностью к газонакоплению вишню степную, розу морщинистую, боярышник колючий, грушу обыкновенную. Газоаккумулирующая способность ассимиляционных органов древесных растений может быть использована в целях диагностики загрязнения воздуха. Веществ, которые загрязняют планету много и с каждым годом их становиться все больше. Растения и сама атмосфера уже не справляются с их мощным потоком. Несмотря на то, что человечество начинает понимать проблему, которая над ними нависла, оно пока не в состоянии изменить ситуации. Ведь мало, что города постепенно становятся более зелеными благодаря насаждениям - проблему легче было предупредить, чем сейчас предотвращать. Нужно коренным образом изменить производство сделать безотходным и переходить на экологически чистый транспорт. ЮНИТИ - ДАНА, Наука и техника, Растения и чистота природной среды. Тушение лесных пожаров искусственно вызываемых осадками из облаков. Микроскопические грибы - продуценты антибиотиков. Влияние на растительно-ядные энтомокомплексы дымо - газовых загрязнений. Руководство по охране окружающей среды в районной планировке. Ростов - на - Дону: Аллелопатия в жизни растений и сообществ. Данилов - Данильян, В. О механизмах образования без а пирена при пиролизе древесины. Доклад о свинцовом загрязнении окр. Среды РФ и его влиянии на здоровье населения Белая книга. РЭФИА, - 48с. Экологический мониторинг и регулирование сотояния природной среды. Действие сернистого ангидрида на метаболизм растительной клетки. Просвещение - 2-е изд. О состоянии окружающей природной среды РФ в году: Перечни ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Фоновое загрязнение природных сред на континенте Евразии. Пути воздействия загрязнения атмосферы соединениями серы на наземные растения. Ураджай, - с. Современное состояние окружающей среды в республике Марий-Эл и здоровье населения: Экологические проблемы малых и средних промышленных городов. Основные источники загрязнения воздуха, их особенности и характеристика. Первичные и вторичные загрязняющие вещества. Изменение климата как современная глобальная проблема. Вредное и опасное воздействие загрязнения атмосферного воздуха на живые организмы. Загрязнение, охрана и методы определения загрязнений воздуха. Характеристика предприятия и источников загрязнения атмосферного воздуха. Методика определения выбросов вредных веществ в атмосферу. Расчет платежей за загрязнение атмосферного воздуха. Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха. Мероприятия по охране атмосферного воздуха от передвижных и стационарных источников загрязнения. Совершенствование системы эксплуатации и экологического контроля автотранспортных средств. Основные направления охраны атмосферного воздуха в РК. Принципы охраны атмосферного воздуха. Государственный учет и контроль за охраной атмосферного воздуха в Республике Казахстан. Основные пути решения проблемы загрязнения атмосферы. Параметры источников выброса загрязняющих веществ. Степень влияния загрязнения атмосферного воздуха на населенные пункты в зоне влияния производства. Предложения по разработке нормативов ПДВ в атмосферу. Определение ущерба от загрязнения атмосферы. Задачи мониторинга атмосферного воздуха, его основные методы. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Система государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха в России, ее проблемы и пути дальнейшего развития. Понятие и способы охраны атмосферного воздуха. Экологические требования для источников загрязнения атмосферы, установленные нормативы и плата. Правовая охрана озонового слоя. Ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха. Особенности рекогносцировочного метода получения репрезентативной информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха. Задачи маршрутного и передвижного постов наблюдений загрязнения атмосферы. Связь онкологической заболеваемости населения с качеством атмосферного воздуха на примере города Перми. Составление карты загрязнения атмосферного воздуха по соответствующим индексам. Анализ картографических результатов распределения заболеваний. Рассмотрение основных веществ-загрязнителей атмосферы. Свойства аэрозоля, радиоактивных веществ. Изучение данных о количестве газообразных выбросов. Анализ основных проблем общепланетарного масштаба. Охрана атмосферного воздуха, контроль, отчистка. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Главная Библиотека "Revolution" Экология и охрана природы Загрязняющие вещества атмосферного воздуха и их влияние на морфофизиологические показатели растений. Загрязняющие вещества атмосферного воздуха - химическое, биологическое, механическое и физическое загрязнения. Влияние загрязняющих веществ на морфофизиологические показатели растений. Загрязняющие вещества атмосферного воздуха. Характеристика при оритетных загрязнителей воздуха 1. Влияние загрязняющих веществ на морфофизиологические показатели растений 1. На протяжении многих веков он оставался неизменным. Именно при таких соотношениях воздуха возможна жизнь на Земле, как человека, так и аэробного микроорганизма. Несмотря на то, что на состав атмосферного воздуха влияют естественные причины, происходящие на планете извержения вулканов, лесные пожары, выветривание, эрозия почвы и др. Они не приносят большого ущерба. Такое воздействие, которое оказывает человек, особенно в последние десятилетия, несравнимо ни с чем. Пылевые частицы выпадают из воздуха на земную поверхность под действием силы тяжести дождевых потоков. Но в настоящее время объем ежегодно выбрасываемых в атмосферу вредных веществ резко возрос, составляет многие миллионы тонн и превышает пределы способности атмосферы к самоочищению. Динамическое загрязнение атмосферы происходит, главным образом, в ее нижних слоях Загрязняющие вещества, попав в атмосферу, под воздействием излучения, присутствия свободных радикалов, озона, молекул воды претерпевают изменения, различные химические превращения вплоть до образования весьма опасных соединений. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от числа источников загрязнения атмосферы и массы выбрасывающих загрязняющих веществ Современное состояние, И если раньше растения справлялись с определенной массой загрязняющих веществ в процессе фотосинтеза, накапливания углерода и других вредных элементов , то сейчас разница между загрязнением и очисткой несопоставимо выше. Растения не обладают сформировавшейся в ходе эволюции, системой адаптации к вредным газам. Газы и взвеси достаточно легко проникают в ткани, органы растений через устьица, приобретая возможность влиять на обмен веществ клеток, вступая в химические взаимодействия на уровне клеточных мембран и клеточных стенок. Пыль, оседая на поверхности растения, закупоривает устьица, что ведет к ухудшению газообмена, нарушению водного режима, а также затрудняет поглощение света Полевой, Для уменьшения вредного воздействия загрязняющих веществ в городах выводят зеленые насаждения. Они выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции, связанные с выделением кислорода и фитонцидов, ионизацией воздуха, осаждением пыли, формированием своеобразного микроклимата и т. Вещества Магния диоксид Олова диоксид Цинка диоксид Аммиак Скипидар Углерода оксид Циклогексан Магния дихлорид Этанол Целлюлоза Фосфор Метан Сурьма Пыль абразивная Нитропарафин 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ 0,16 0, 0, 0,3 0,01 0,1 0,01 0,5 0,4 0,2 2,0 5,0 1,4 0,1 0,5 0, 0,03 0, 0, 0,04 0,1 0,04 0, 0, 0, 0,03 0,03 0,15 0,05 0,02 0,05 0,04 1,0 3,0 0,1 1,5 0,03 0, 50,0 0,01 0,04 0,25 К числу крупнейших источников загрязнения атмосферного воздуха всегда относился автотранспорт. Сюда относятся оксиды азота, углерода, сероводород, летучая зола. Их происхождение может быть: Диоксид азота в пять раз токсичнее оксида азота. Наиболее опасны для растительного мира патологические явления, нарушающие: Мамаев, Шкарлет, при загрязнении атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий]; Нормальное функционирование и жизнеспособность на ювелирных стадиях развития [уменьшение всхожести семян Pinus sylvestris L. Пока мы не готовы к таким переменам. Влияние стационарных источников загрязнения на состояние атмосферного бассейна. Охрана атмосферного воздуха в Республике Казахстан. Охрана атмосферного воздуха от загрязнения. Методы мониторинга атмосферного воздуха. Анализ связи онкологической заболеваемости и загрязнения атмосферного воздуха. Загрязняющие вещества в атмосфере. Другие документы, подобные "Загрязняющие вещества атмосферного воздуха и их влияние на морфофизиологические показатели растений". Азот Аргон Гелий Оксид азота I Кислород Криптон Метан Неон Углекислый газ. Бенз а пирен Диоксины Кадмия оксид Озон Ртуть и ее соединения Свинец и его соединения Азота диоксид Бензол Железа трихлорид Кобальт Марганец и ее соединения Меди оксид Формальдегид Хлор Ацетальдегид Взвеш. Вещества Магния диоксид Олова диоксид Цинка диоксид Аммиак Скипидар Углерода оксид Циклогексан Магния дихлорид Этанол Целлюлоза Фосфор Метан Сурьма Пыль абразивная Нитропарафин.
Газовый состав воздуха, которым мы дышим, выглядит так: Но в атмосфере крупных промышленных городов это соотношение часто нарушено. Значительную долю составляют вредные примеси, обусловленные выбросами предприятий и автотранспорта. Автотранспорт привносит в атмосферу многие примеси: Атмосфера состоит из смеси ряда газов - воздуха, в котором взвешены коллоидные примеси - пыль, капельки, кристаллы и пр. С высотой состав атмосферного воздуха меняется мало. Однако начиная с высоты около км, наряду с молекулярным кислородом и азотом появляется и атомарный в результате диссоциации молекул, и начинается гравитационное разделение газов. Выше км в атмосфере преобладает атомарный кислород, выше км - гелий и затем атомарный водород. Резкой верхней границы атмосфера не имеет; плотность составляющих ее газов. В состав атмосферного воздуха, которым дышит каждый из нас, входят несколько газов, основными из которых являются: Кроме того, в воздухе всегда находится некоторое кол-во водяных паров, кол-во которых всегда изменяется с переменой температуры: Вследствие колебания кол-ва водяных паров в воздухе процентное содержание в нем газов также непостоянно. Все газы, входящие в состав воздуха, бесцветны и не имеют запаха. Вес воздуха изменяется в зависимости не только от температуры, но и от содержания в нем водяных паров. При одинаковой температуре вес сухого воздуха больше, чем влажного, так как водяные пары значительно легче паров воздуха. В таблице приведен газовый состав атмосферы в объемном массовом отношении, а также время жизни основных компонентов:. Азот под давлением свыше 5 атмосфер оказывает наркотическое действие азотное опьянение. Быстрый подъем из глубины вызывает кессонную болезнь из-за бурного выделения пузырьков азота из крови, как бы вспенивая ее. Каждый компонент, входящий в состав воздуха, с повышением давления до определенных границ становится ядом, способным отравить организм. Выстрелом же из стартового пистолета, пожалуй, послужили две статьи, опубликованные в начале х годов. Речь в них шла о возможном разрушении стратосферного озона оксидами азота - NO и NO 2. Первая принадлежала будущему нобелевскому лауреату, а тогда сотруднику Стокгольмского университета П. Крутцену, который посчитал вероятным источником оксидов азота в стратосфере распадающуюся под действием солнечного света закись азота N 2 O естественного происхождения. Автор второй статьи, химик из Калифорнийского университета в Беркли Г. Джонстон предположил, что оксиды азота появляются в стратосфере в результате человеческой деятельности, а именно - при выбросах продуктов сгорания реактивных двигателей высотных самолетов. Конечно, вышеупомянутые гипотезы возникли не на пустом месте. Соотношение по крайней мере основных компонент в атмосферном воздухе - молекул азота, кислорода, водяного пара и др. Уже во второй половине XIX в. В е годы английский ученый С. Чепмен открыл механизм формирования озона в чисто кислородной атмосфере, указав набор взаимодействий атомов и молекул кислорода, а также озона в отсутствие каких-либо других составляющих воздуха. Однако в конце х годов измерения с помощью метеорологических ракет показали, что озона в стратосфере гораздо меньше, чем его должно быть согласно циклу реакций Чепмена. Хотя этот механизм и по сей день остается основополагающим, стало ясно, что существуют какие-то иные процессы, также активно участвующие в формировании атмосферного озона. Нелишне упомянуть, что знания в области атмосферной химии к началу х годов в основном были получены благодаря усилиям отдельных ученых, чьи исследования не были объединены какой-либо общественно значимой концепцией и носили чаще всего чисто академический характер. Иное дело - работа Джонстона: И если бы эти оценки были справедливы, то проблема сразу становилась социально-экономической, так как в этом случае все программы развития сверхзвуковой транспортной авиации и сопутствующей инфраструктуры должны были подвергнуться существенной корректировке, а может быть, и закрытию. К тому же тогда впервые реально встал вопрос о том, что антропогенная деятельность может стать причиной не локального, но глобального катаклизма. Естественно, в сложившейся ситуации теория нуждалась в очень жесткой и в то же время оперативной проверке. При этом такая пара реакций, составляющая азотный каталитический цикл разрушения озона, повторяется до тех пор, пока какие-либо химические или физические процессы не приведут к удалению оксидов азота из атмосферы. Так, например, NO 2 окисляется до азотной кислоты HNO 3 , хорошо растворимой в воде, и потому удаляется из атмосферы облаками и осадками. Азотный каталитический цикл весьма эффективен: Но, как известно, беда не приходит одна. Вскоре специалисты из университетов США - Мичигана Р. Цицероне и Гарварда С. Макэлрой - обнаружили, что у озона может быть еще более беспощадный враг - соединения хлора. Сдержанный оптимизм вызывало лишь то, что количество хлора естественного происхождения в атмосфере сравнительно невелико, а значит, суммарный эффект его воздействия на озон может оказаться не слишком сильным. Однако ситуация кардинально изменилась, когда в г. Молина установили, что источником хлора в стратосфере являются хлорфторуглеводородные соединения ХФУ , массово используемые в холодильных установках, аэрозольных упаковках и т. Будучи негорючими, нетоксичными и химически пассивными, эти вещества медленно переносятся восходящими воздушными потоками от земной поверхности в стратосферу, где их молекулы разрушаются солнечным светом, в результате чего выделяются свободные атомы хлора. Промышленное производство ХФУ, начавшееся в е годы, и их выбросы в атмосферу постоянно наращивались во все последующие годы, особенно в е и е. Таким образом, в течение очень короткого промежутка времени теоретики обозначили две проблемы атмосферной химии, обусловленные интенсивным антропогенным загрязнением. Однако чтобы проверить состоятельность выдвинутых гипотез, необходимо было выполнить немало задач. Во-первых, расширить лабораторные исследования, в ходе которых можно было бы определить или уточнить скорости протекания фотохимических реакций между различными компонентами атмосферного воздуха. Надо сказать, что существовавшие в то время весьма скудные данные об этих скоростях к тому же имели изрядную до нескольких сот процентов погрешность. Кроме того, условия, в которых производились измерения, как правило, мало соответствовали реалиям атмосферы, что серьезно усугубляло ошибку, поскольку интенсивность большинства реакций зависела от температуры, а иногда от давления или плотности атмосферного воздуха. Во-вторых, усиленно изучать радиационно-оптические свойства ряда малых газов атмосферы в лабораторных условиях. Молекулы значительного числа составляющих атмосферного воздуха разрушаются ультрафиолетовым излучением Солнца в реакциях фотолиза , среди них не только упомянутые выше ХФУ, но также молекулярный кислород, озон, оксиды азота и многие другие. Поэтому оценки параметров каждой реакции фотолиза были столь же необходимы и важны для правильного воспроизведения атмосферных химических процессов, как и скорости реакций между различными молекулами. В-третьих, нужно было создавать математические модели, способные возможно более полно описывать взаимные химические превращения компонент атмосферного воздуха. Как уже упоминалось, продуктивность разрушения озона в каталитических циклах определяется тем, сколь долго пребывает в атмосфере катализатор NO, Cl или какой-либо другой. Понятно, что такой катализатор, вообще-то говоря, мог вступить в реакцию с любой из десятков составляющих атмосферного воздуха, быстро разрушаясь при этом, и тогда ущерб стратосферному озону оказался бы значительно меньше, чем предполагалось. С другой стороны, когда в атмосфере ежесекундно происходит множество химических превращений, вполне вероятно выявление других механизмов, прямо или косвенно влияющих на образование и разрушение озона. Наконец, такие модели в состоянии выделить и оценить значимость отдельных реакций или их групп в формировании других газов, входящих в состав атмосферного воздуха, а также позволить вычислить концентрации газов, которые недоступны измерениям. И наконец, предстояло организовать широкую сеть для измерений содержания в воздухе различных газов, в том числе соединений азота, хлора и др. Безусловно, создание базы данных было наиболее дорогостоящей задачей, которую и не решить в короткое время. Однако только измерения могли дать исходную точку для теоретических изысканий, будучи одновременно пробным камнем истинности высказанных гипотез. С начала х по крайней мере раз в три года выходят специальные, постоянно пополняемые сборники, содержащие сведения обо всех значимых атмосферных реакциях, включая реакции фотолиза. На вторую половину этого десятилетия приходится бурное развитие моделей, описывающих химические преобразования в атмосфере. Наибольшее их число было создано в США, но появились они и в Европе, и в СССР. Сперва это были боксовые нульмерные , а потом и одномерные модели. Первые воспроизводили с разной степенью достоверности содержание основных атмосферных газов в заданном объеме - боксе отсюда и их название - в результате химических взаимодействий между ними. Поскольку постулировалось сохранение общей массы воздушной смеси, удаление какой-либо ее доли из бокса, например, ветром, не рассматривалось. Боксовые модели были удобны для выяснения роли отдельных реакций или их групп в процессах химических образований и разрушений газов атмосферы, для оценки чувствительности газового состава атмосферы к неточностям определения скоростей реакций. С их помощью исследователи могли, задав в боксе атмосферные параметры в частности, температуру и плотность воздуха , соответствующие высоте полетов авиации, оценить в грубом приближении, как изменятся концентрации атмосферных примесей в результате выбросов продуктов сгорания двигателями самолетов. В то же время боксовые модели были непригодны для изучения проблемы хлорфторуглеводородов ХФУ , так как не могли описать процесс их перемещения от земной поверхности в стратосферу. Вот здесь пригодились одномерные модели, которые совмещали в себе учет подробного описания химических взаимодействий в атмосфере и переноса примесей в вертикальном направлении. И хотя вертикальный перенос задавался и здесь достаточно грубо, использование одномерных моделей было заметным шагом вперед, поскольку они давали возможность как-то описать реальные явления. Оглядываясь назад, можно сказать, что наши современные знания во многом базируются на проведенной в те годы с помощью одномерных и боксовых моделей черновой работе. Она позволила определить механизмы формирования газового состава атмосферы, оценить интенсивность химических источников и стоки отдельных газов. Важная особенность этого этапа развития атмосферной химии в том, что рождавшиеся новые идеи апробировались на моделях и широко обсуждались среди специалистов. Полученные результаты часто сравнивались с оценками других научных групп, поскольку натурных измерений было явно недостаточно, да и точность их была весьма низкой. Кроме того, для подтверждения правильности моделирования тех или иных химических взаимодействий было необходимо проводить комплексные измерения, когда одновременно определялись бы концентрации всех участвующих реагентов, что в то время, да и сейчас, было практически невозможно. Поэтому модельные исследования шли впереди экспериментальных, и теория не столько объясняла проведенные натурные наблюдения, сколько способствовала их оптимальному планированию. Например, такое соединение, как хлорный нитрат ClONO 2 , сначала появилось в модельных исследованиях и только потом было обнаружено в атмосфере. Даже сравнивать имевшиеся измерения с модельными оценками было трудно, поскольку одномерная модель не могла учесть горизонтальных движений воздуха, из-за чего атмосфера предполагалась горизонтально однородной, а полученные модельные результаты соответствовали некоторому среднеглобальному ее состоянию. Однако в реальности состав воздуха над индустриальными регионами Европы или США сильно отличается от его состава над Австралией или над акваторией Тихого океана. Поэтому результаты любого натурного наблюдения в значительной мере зависят от места и времени проведения измерений и, конечно, не соответствуют в точности среднеглобальному значению. Чтобы устранить этот пробел в моделировании, в е годы исследователи создают двумерные модели, в которых наряду с вертикальным переносом учитывался и перенос воздуха вдоль меридиана вдоль круга широты атмосфера по-прежнему считалась однородной. Создание таких моделей на первых порах было сопряжено со значительными трудностями. Во-первых, резко возрастало количество внешних модельных параметров: Многие параметры в первую очередь, вышеупомянутые скорости не были надежно определены в экспериментах и поэтому подбирались из качественных соображений. Во-вторых, состояние вычислительной техники того времени заметно сдерживало полноценное развитие двумерных моделей. В отличие от экономичных одномерных и тем более боксовых двумерные модели требовали существенно больших затрат памяти и времени ЭВМ. И в результате их создатели были вынуждены значительно упрощать схемы учета химических превращений в атмосфере. Тем не менее комплекс атмосферных исследований, как модельных, так и натурных с использованием спутников, позволил нарисовать относительно стройную, хотя и далеко не полную картину состава атмосферы, а также установить основные причинно-следственные связи, вызывающие изменения содержания отдельных компонент воздуха. В частности, многочисленные исследования показали, что полеты самолетов в тропосфере не наносят сколь-нибудь существенного вреда тропосферному озону, однако их подъем в стратосферу, похоже, может иметь отрицательные последствия для озоносферы. Мнение большинства специалистов о роли ХФУ было почти единодушным: Более того, долго сохраняясь, хлорфторуглеводороды могут достигнуть любой, самой удаленной точки атмосферы, и, следовательно, это - угроза глобального масштаба. Настало время согласованных политических решений. Однако вопрос, что же делать с ХФУ, все еще оставался открытым. Казалось бы, есть простое решение: Но воплотить в жизнь простые решения часто бывает очень непросто. Мало того что создание таких веществ и налаживание их производства требовали огромных капиталовложений и времени, необходимы были критерии оценки воздействия любого из них на атмосферу и климат. Теоретики снова оказались в центре внимания. Уэбблс из Ливерморской национальной лаборатории предложил использовать для этой цели озоноразрушающий потенциал, который показывал, насколько молекула вещества-заменителя сильнее или слабее , чем молекула CFCl 3 фреона , воздействует на атмосферный озон. На тот момент также хорошо было известно, что температура приземного слоя воздуха существенно зависит от концентрации некоторых газовых примесей их назвали парниковыми , в первую очередь углекислого газа CO 2 , водяного пара H 2 O, озона и др. К этой категории отнесли и ХФУ, и многие их потенциальные заменители. Измерения показали, что в ходе индустриальной революции среднегодовая глобальная температура приземного слоя воздуха росла и продолжает расти, и это свидетельствует о значительных и не всегда желательных изменениях климата Земли. Для того чтобы поставить эту ситуацию под контроль, вместе с озоноразрушающим потенциалом вещества стали также рассматривать его потенциал глобального потепления. Этот индекс указывал, насколько сильнее или слабее изучаемое соединение воздействует на температуру воздуха, чем такое же количество углекислого газа. Проведенные расчеты показали, что ХФУ и альтернативные вещества обладали весьма высокими потенциалами глобального потепления, но из-за того, что их концентрации в атмосфере были гораздо меньше концентрации CO 2 , H 2 O или O 3 , их суммарный вклад в глобальное потепление оставался пренебрежимо малым. До поры до времени…. Таблицы рассчитанных значений озоноразрушающих потенциалов и потенциалов глобального потепления хлорфторуглеводородов и их возможных заменителей легли в основу международных решений о сокращении и последующем запрещении производства и использования многих ХФУ Монреальский протокол г. Сообщение об обнаружении английскими учеными в конце г. Одно дело, когда угроза разрушения озонного слоя существует лишь в отдаленной перспективе, другое - когда все мы поставлены перед свершившимся фактом. К этому не были готовы ни обыватели, ни политики, ни специалисты-теоретики. Очень быстро выяснилось, что ни одна из существовавших тогда моделей не могла воспроизвести столь значительного сокращения содержания озона. Значит, какие-то важные природные явления либо не учитывались, либо недооценивались. Только учет вышеупомянутых факторов позволил добиться удовлетворительного согласования модельных результатов с данными наблюдений. Во-первых, был дан резкий толчок к детальному изучению гетерогенных процессов, протекающих по законам, отличным от тех, которые определяют процессы газофазные. Во-вторых, пришло ясное осознание того, что в сложной системе, каковой является атмосфера, поведение ее элементов зависит от целого комплекса внутренних связей. Другими словами, содержание газов в атмосфере определяется не только интенсивностью протекания химических процессов, но и температурой воздуха, переносом воздушных масс, особенностями загрязнения аэрозолями различных частей атмосферы и пр. В свою очередь радиационные нагрев и выхолаживание, формирующие поле температуры стратосферного воздуха, зависят от концентрации и распределения в пространстве парниковых газов, а следовательно, и от атмосферных динамических процессов. Наконец, неоднородный радиационный нагрев разных поясов земного шара и частей атмосферы порождает движения атмосферного воздуха и контролирует их интенсивность. Таким образом, неучет каких-либо обратных связей в моделях может быть чреват большими ошибками в полученных результатах хотя, заметим попутно, и чрезмерное усложнение модели без насущной необходимости столь же нецелесообразно, как стрельба из пушек по известным представителям пернатых. Если взаимосвязь температуры воздуха и его газового состава учитывалась в двумерных моделях еще в е годы, то привлечение трехмерных моделей общей циркуляции атмосферы для описания распределения атмосферных примесей стало возможным благодаря компьютерному буму только в е. Первые такие модели общей циркуляции использовались для описания пространственного распределения химически пассивных веществ - трассеров. Позже из-за недостаточной оперативной памяти компьютеров химические процессы задавались только одним параметром - временем пребывания примеси в атмосфере, и лишь относительно недавно блоки химических превращений стали полноправными частями трехмерных моделей. И хотя до сих пор сохраняются трудности подробного представления атмосферных химических процессов в трехмерных моделях, сегодня они уже не кажутся непреодолимыми, и лучшие трехмерные модели включают в себя сотни химических реакций, наряду с реальным климатическим переносом воздуха в глобальной атмосфере. В то же время широкое применение современных моделей вовсе не ставит под сомнение полезность более простых, о которых говорилось выше. И здесь более простые модели служат идеальным испытательным полигоном, они позволяют получить предварительные оценки, в дальнейшем используемые в трехмерных моделях, изучить новые природные явления до их включения в более сложные и т. Бурный научно-технический прогресс породил еще несколько направлений исследований, так или иначе связанных с атмосферной химией. Когда было налажено регулярное пополнение базы данных со спутников, для большинства важнейших компонент атмосферы, охватывающих почти весь земной шар, возникла необходимость в совершенствовании методов их обработки. Здесь и фильтрование данных разделение сигнала и ошибок измерений , и восстановление вертикальных профилей концентрации примесей по их суммарным содержаниям в столбе атмосферы, и интерполяция данных в тех областях, где прямые измерения по техническим причинам невозможны. К тому же спутниковый мониторинг дополняется проведением самолетных экспедиций, которые планируются для решения различных проблем, например, в тропической зоне Тихого океана, Северной Атлантике и даже в летней стратосфере Арктики. Черными числами на рисунке показаны результаты измерений на соответствующих высотах и долготах. Важная часть современных исследований - ассимиляция усвоение этих баз данных в моделях различной сложности. При этом параметры подбираются из условия наибольшей близости измеренных и модельных значений содержания примесей в точках регионах. Таким образом производится проверка качества моделей, а также экстраполяция измеренных величин за пределы регионов и периодов проведения измерений. Оценка концентраций короткоживущих атмосферных примесей. Атмосферные радикалы, играющие ключевую роль в атмосферной химии, такие как гидроксил OH, пергидроксил HO2, оксид азота NO, атомарный кислород в возбужденном состоянии O 1D и др. Поэтому измерение таких радикалов чрезвычайно затруднено, а реконструкция их содержания в воздухе часто осуществляется по модельным соотношениям химических источников и стоков этих радикалов. Долгое время интенсивности источников и стоков вычислялись по модельным данным. С появлением соответствующих измерений стало возможным восстанавливать на их основе концентрации радикалов, при этом совершенствуя модели и расширяя сведения о газовом составе атмосферы. Реконструкция газового состава атмосферы в доиндустриальный период и более ранние эпохи Земли. Благодаря измерениям в антарктических и гренландских ледовых кернах, возраст которых колеблется от сотен до сотен тысяч лет, стали известны концентрации углекислого газа, закиси азота, метана, окиси углерода, а также температура тех времен. Модельная реконструкция состояния атмосферы в те эпохи и его сопоставление с нынешним позволяют проследить эволюцию земной атмосферы и оценить степень воздействия человека на природную среду. Оценка интенсивности источников важнейших компонент воздуха. Систематические измерения в приземном воздухе содержания газов, таких, как метан, оксид углерода, оксиды азота, стали основой для решения обратной задачи: К сожалению, лишь инвентаризация виновников вселенского переполоха - ХФУ - является относительно простой задачей, так как почти все эти вещества не имеют естественных источников и общее их количество, поступившее в атмосферу, ограничивается объемом их производства. Остальные газы имеют разнородные и сравнимые по мощности источники. Например, источник метана - переувлажненные территории, болота, нефтяные скважины, угольные шахты; это соединение выделяется колониями термитов и даже является продуктом жизнедеятельности крупного рогатого скота. Оксид углерода попадает в атмосферу в составе выхлопных газов, в результате сжигания топлива, а также при окислении метана и многих органических соединений. Трудно осуществить прямые измерения выбросов этих газов, но разработаны методики, позволяющие давать оценки глобальных источников газов-загрязнителей, погрешность которых в последние годы значительно сократилась, хотя и остается большой. Общее содержание озона в единицах Добсона; 1 ед. Данные получены в результате модельных расчетов а и в и спутниковых измерений б и г. Для расчетов использована трехмерная модель. Прогнозирование изменений состава атмосферы и климата Земли Рассматривая тенденции - тренды содержания атмосферных газов, оценки их источников, темпы роста населения Земли, скорости увеличения производства всех видов энергии и т. Исходя из них, с помощью моделей прогнозируются возможные изменения газового состава, температуры и циркуляции атмосферы. Таким образом удается заблаговременно обнаружить неблагоприятные тенденции в состоянии атмосферы и можно попытаться их устранить. Антарктический шок г. В последние годы стало отчётливо понятно, что аналогия между обычным парником и парниковым эффектом атмосферы не вполне корректна. Парниковый оранжерейный эффект атмосферы — это её свойство пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение способствуя аккумуляции тепла землёй. Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью. Нагреваясь за счёт поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового, излучения, часть которого уходит в космическое пространство. Учёные — исследователи продолжают спорить о составе так называемых парниковых газов. Наибольший интерес в этой связи вызывает влияние увеличивающейся концентрации углекислого газа СО 2 на парниковый эффект атмосферы. Высказывается мнение, что известная схема: При этом оговорки, что концентрация водяного пара в атмосфере определяется лишь параметрами самой климатической системы, сегодня уже не выдерживает критики, так как антропогенное воздействие на глобальный круговорот воды убедительно доказано. В качестве научных гипотез укажем на следующие последствия грядущего парникового эффекта. Во-первых, согласно наиболее распространенным оценкам, к концу XXI века содержание атмосферного СО 2 удвоится, что неизбежно приведёт к повышению средней глобальной приземной температуры на 3 — 5 о С. При этом потепление ожидается более засушливым летом в умеренных широтах Северного полушария. Во-вторых, предполагается, что подобный рост средней глобальной приземной температуры приведёт к повышению уровня Мирового океана на 20 — сантиметров за счёт термического расширения воды. Что касается ледникового щита Антарктиды, то его разрушение не является неизбежным, так как для таяния необходимо более высокие температуры. В любом случае, процесс таяния антарктических льдов займёт весьма продолжительное время. В-третьих, концентрация атмосферного СО 2 может оказать весьма благоприятное воздействие на урожаи сельскохозяйственных культур. Результаты проведённых экспериментов позволяют предполагать, что в условиях прогрессирующего роста содержания СО 2 в воздухе природная и культурная растительность достигнут оптимального состояния; возрастёт листовая поверхность растений, повысится удельный вес сухого вещество листьев, увеличатся средний размер плодов и число семян, ускорится созревание зерновых, а их урожайность повысится. В-четвёртых, в высоких широтах естественные леса, особенно бореальные могут оказаться весьма чувствительными к измениям температуры. Потепление может привести к резкому сокращению площадей бореальных лесов, а также к перемещению их границу на север леса тропиков и субтропиков окажутся, вероятно, более чувствительными к изменению режима осадков, а не температуры. Световая энергия солнца, проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью земли и нагревает её. При этом световая энергия переходит в тепловую, которая выделяется в виде инфракрасного или теплового излучения. Вот это инфракрасное излучение, отражённое от поверхности земли, и поглощается углекислым газом, при этом он нагревается сам и нагревает атмосферу. Значит, чем больше в атмосфере углекислого газа, тем сильнее он улавливает климат на планете. То же самое происходит и в парниках, поэтому это явление называется парниковым эффектом. Если так называемые парниковые газы будут поступать с теперешней скоростью, то в следующем столетии средняя температура Земли повысится на 4 — 5 о С, что может привести к глобальному потеплению планеты. Изменить свое отношение к природе совсем не означает, что следует отказаться от технического прогресса. Его остановка не решит проблему, а может лишь отсрочить ее решение. Надо настойчиво и терпеливо добиваться снижения выбросов за счет введения новых экологических технологий экономии сырья, потребляемой энергии и увеличения количества высаживаемых насаждений проведения воспитательных мероприятий экологического мировоззрения у населения. Так, например, в США одно из предприятий по производству синтетического каучука расположено рядом с жилыми кварталами, и это не вызывает протеста жителей, потому что работают экологически чистые технологические схемы, которые в прошлом, при старых технологиях, не отличались чистотой. Значит, нужен строгий отбор технологий, отвечающих самым жестким критериям, современные перспективные технологии позволят добиться высокого уровня экологичности производства во всех отраслях промышленности и транспорта, а так же увеличения количества высаживаемых зеленых насаждений в промышленных зонах и городах. В последние годы ведущие позиции в развитии атмосферной химии занял эксперимент, а место теории такое же, как в классических, респектабельных науках. Но по-прежнему существуют области, где приоритетными остаются именно теоретические изыскания: Стартовав с решения пусть важной, но частной задачи, сегодня химия атмосферы в сотрудничестве со смежными дисциплинами охватывает весь сложный комплекс проблем изучения и охраны окружающей среды. Пожалуй, можно сказать, что первые годы становления атмосферной химии прошли под девизом: Физика атмосферы и океана. Все материалы в разделе "Экология". Исследования газового состава атмосферы. Прогнозирование изменений состава атмосферы и климата Земли. Явление парникового эффекта атмосферы. Влияние увеличивающейся концентрации СО2. Газовый состав атмосферного воздуха Газовый состав воздуха, которым мы дышим, выглядит так: Резкой верхней границы атмосфера не имеет; плотность составляющих ее газов В состав атмосферного воздуха, которым дышит каждый из нас, входят несколько газов, основными из которых являются: В таблице приведен газовый состав атмосферы в объемном массовом отношении, а также время жизни основных компонентов: Охрана атмосферного воздуха, мероприятия по охране атмосферного воздуха. Охрана атмосферного воздуха в Республике Казахстан. Гигиеническое значение атмосферного воздуха. Анализ связи онкологической заболеваемости и загрязнения атмосферного воздуха. Охрана атмосферного воздуха 2. Легковой автотранспорт - источник загрязнения атмосферного воздуха города Донецка. Закон об охране атмосферного воздуха.
Прикольные стихи про кузнеца
После того как сняли аккумулятор
Как сделать приложение на планшете
Как нарисовать мишку легко и просто
Задания на present perfect тест средний