Тема Використання енергоресурсів та забруднення навколишнього середовища.

Лекція 1

Забруднення атмосферного повітря. Атмосферне повітря - невичерпний ресурс, але в окремих регіонах земної кулі він потрапляє під такий сильний антропогенний вплив, що виникає проблема якісного складу атмосфери, а надто у великих промислових центрах. Основні антропогенні джерела забруднення атмосфери: теплове та енергетичне устаткування; промислові підприємства; сільське господарство; транспорт. До атмосфери надходять газоподібні викиди, тверді частинки, радіоактивні речовини, волога. Потрапляючи в атмосферу, їхні властивості й стан істотно змінюються. Внаслідок цього в атмосфері можуть утворюватися компоненти, властивості й поведінка яких не завжди відповідатиме вихідним даним. Наслідками забруднення атмосфери є парниковий ефект, озонові діри, смог, кислотні дощі, ядерна ніч і ядерна зима, шумове, вібраційне та електромагнітне забруднення атмосфери. Клімат Землі, що залежить переважно від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи значного похолодання, коли великі ділянки вкривалися льодовиками, й епохи потепління (до речі, ми живемо якраз в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити в Євразії та Північній Америці). Та останнім часом вчені-метеорологи б'ють на сполох: схоже на те, що атмосфера Землі розігрівається значно швидше, ніж будь-коли в минулому. Це зумовлено діяльністю людини, яка, по-перше, підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також роботою атомних електростанцій. По-друге, і це найголовніше, спалювання органічного палива, а також знищення лісів призводить до накопичення в атмосфері великої кількості вуглекислого газу. За останні 120 років вміст цього газу в повітрі збільшився на 17%. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає до поверхні Землі сонячні промені, але утримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання атмосфери, відоме під назвою парникового ефекту. За підрахунками вчених, у найближчі десятиліття середньорічна температура на планеті за рахунок парникового ефекту може збільшитися на 1,5-2 °С. Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери і глобальна температура буде надалі зростати, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат стане теплішим, ніж будь-коли на Землі за останні 100 000 років. Це прискорить настання глобальної екологічної кризи. Глобальне потепління викличе танення льодовиків Гренландії, Антарктиди, Арктики й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6-10 м, при цьому буде затоплено близько 20% площі суходолу, де проживають сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля.

Останнім часом вчені надзвичайно занепокоєні зниженням вмісту озону в озоновому шарі атмосфери. Над Антарктидою виявлено "дірку" в цьому шарі, де вміст його менший від звичайного на 40-50%. Ця озонова діра з року в рік збільшує свою площу, й сьогодні вона вже більша за материк Антарктиди. Встановлено, що руйнуванню озонового шару сприяють деякі хімічні речовини (наприклад, окиси азоту), що потрапляють у стратосферу з висхідними повітряними течіями. Вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте окисів азоту в повітрі дуже мало, вони нестійкі і суттєво не впливають на кількість озону в стратосфері. Але з'явилось інше джерело озоноруйнуючих речовин - це діяльність людини. Сучасна промисловість у все більшій кількості використовує так звані фреони. їх широко застосовують як холодоагенти в рефрижераторах і домашніх холодильниках, як аерозольні розбризкувачі в балончиках з фарбою, лаком, парфумами, для очищення напівпровідникових схем, тощо. Сьогодні у світі щорічно випускається кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини пари фреонів не шкідливі, проте вони надзвичайно стійкі й можуть утримуватись в атмосфері до 80 років. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють у стратосферу, де під впливом УФвипромінювання Сонця їхні молекули розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє як дуже сильний каталізатор, розкладаючи молекули озону до кисню. Один атом хлору здатен розкласти 100 тис. молекул озону.

Дослідження свідчать, що смог виникає в результаті складних фотохімічних реакцій у повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею й окисами азоту, під впливом сонячного світла, підвищеної температури нижніх шарів повітря та великої кількості озону, який виділяється в результаті розпаду двоокису азоту під дією олефінів з неповністю згорілого автомобільного палива. У сухому, загазованому й теплому повітрі виникає синюватий прозорий туман, що неприємно пахне, подразнює очі, горло, спричиняє задуху, бронхіальну астму, емфізему легенів тощо. Листя на деревах в'яне, стає плямистим, жовкне. Набагато прискорюється корозія металу, руйнування мармуру, фарб, гуми, швидко псуються взуття, одяг, порушується рух транспорту. Окиси сірки й азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій і автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітром у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі вкрай шкідливо діють на навколишнє середовище: знижується врожайність більшості сільськогосподарських культур внаслідок ушкодження листя кислотами; вимиваються з грунту кальцій, калій і магній, що викликає порушення балансу фауни та флори; знищуються ліси (особливо чутливі до кислотних дощів кедр, бук) у гірських районах (таких, як Карпати), що викликає гірські зсуви й селеві потоки; отруюється вода озер і ставків, де гине риба, зникають комахи; щезають водоплавні птахи й тварини, що харчуються комахами; прискорюється руйнування пам'ятників архітектури й житлових будинків

Лекція 2

Забруднення літосфери. Ґрунти мають величезне значення не лише тому, що є головним джерелом отримання харчових продуктів. Вони відіграють активну роль в очищенні природних і стічних вод, які крізь них фільтруються. Ґрунтово-рослинний покрив планети є регулятором водного балансу суші, оскільки він поглинає, утримує й перерозподіляє велику кількість атмосферної вологи. Це універсальний біологічний фільтр і нейтралізатор багатьох видів антропогенних забруднень. Тому користуватися ґрунтом, землею слід розумно й бережно. В гонитві за врожаєм ґрунти почали орати дедалі глибше та частіше, вносити в них величезні кількості мінеральних добрив та пестицидів. В результаті на величезних площах степової і посушливої зон ґрунти втратили здатність вбирати й пропускати воду, їхня структура погіршилася, вони перенасичені шкідливими хімічними сполуками. Повсюдно врожайність ґрунтів катастрофічно зменшується. Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родючості ґрунтів - нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо. Як наголошується в одній з останніх доповідей ООН, подальше існування нашої цивілізації опиняється під загрозою через широкомасштабне знищення родючих земель, що постійно зростає. Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів - одна з найактуальніших проблем.

Лісові ресурси. Екологічна користь лісу в десятки разів перевищує користь від застосування деревини з господарською метою. У біосфері ліс виконує унікальні функції: він поглинає СО2, поставляючи понад 50% кисню. Лісові ресурси сприяють збільшенню запасів підземних вод, зберігаючи вологу атмосферних опадів; завдяки лісові поверхневі води отримують рівномірне живлення підземними водами. Зменшуючи поверхневий стік, ліси уповільнюють водну і вітрову ерозію грунтів. Так, спостереження в лісостепу показали, що шар ґрунту завтовшки 18 см змивається на орних землях за 70 років, на луках, де різнотрав'я, - за 3 тис. років, а під лісом зберігається тисячоліття. Крім того, в лісових районах практично не відбувається замулювання річок, ставків, водосховищ. Ліс впливає як на мікроклімат (особливо міст), так і на клімат усієї планети. Вплив на глобальні кліматичні процеси тропічних лісів можна порівняти хіба що з океаном. їх вирубування (300 млн. га, а за останні 30 років - 180 млн. га) призвело до виникнення пустель на величезних територіях. В загальному на початку XXI ст. світове господарство споживає від 2,3 до 2,5 млрд. м3 деревини. Україна належить до лісодефіцитних держав. Залісеність її території - 14,2%. У степових областях вона становить 24%, в Закарпатській області - 49,7, в Івано-Франківській - 39,6, у Львівській - 25,5, у Чернігівській - 28,8, у Рівненській - 36,1, у Житомирській - 49,7, у Волинській - 29,2%. Промислове використання лісових ресурсів створює низку проблем. Через застарілі технології вихід готової продукції залишається низьким. Так, проти СІЛА у нас вихід паперу, картону і фанери-у 5-Ю разів менше. На всіх стадіях заготівлі втрачається 40% деревини.