Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.

Известно, что не бывает, худа без добра, и вот вышло так, что нынешний промышленный спад в стране оказался полезен - экологически. Уменьшились объемы производства, и, соответственно, уменьшилось количество вредных выбросов в атмосферу городов.

Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей. В Институте биохимии растений экспериментально доказано, что многие растения способны усваивать из атмосферы такие вредные для человека компоненты, как алканы и ароматические углеводороды, а также карбонильные соединения, кислоты, спирты, эфирные масла и другие.

Большое место в борьбе с загрязнением атмосферы принадлежит орошению пустынь и организации тут культурного земледелия, созданию мощных лесозащитных полос. Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.

Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.

Практическая часть.

Парниковый эффект вызывается увеличением содержания в атмосфере углекислого газа, который образуется при сжигании в огромных количествах топлива. Углекислый газ, как стеклянный колпак в парнике, пропускает солнечные лучи, но задерживает идущее от земли тепло. Из-за этого нижние слои атмосферы нагреваются и происходит глобальное потепление климата. Этот эффект усиливают угарный газ, оксиды азота и метан, которые выбрасываются автотранспортом.

1 автомобиль за 1 год выбрасывает в атмосферу: 200 кг угарного газа,

60 кг оксидов азота,

40 кг углеводородов.

Глобальное потепление климата подтверждается смягчением зим и таянием ледников в Арктике, на хребтах Кавказа и других гор.

В ближайшие 100 лет может исчезнуть Гольфстрим, что приведет к необратимым изменениям климата в Северной Атлантике. Причиной этого является таяние льдов. Кроме исчезновения Гольфстрима глобальное потепление может привести к подъему уровня мирового океана на 5 метров: Антарктида тоже стремительно тает.

В среду американские ученые заявили, что в результате глобального потепления может исчезнуть течение Гольфстрим, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков мимо берегов Шотландии в сторону Арктики. По данным газеты The Guardian, уже сейчас сила потоков уменьшилась на 10%. По мнению ученого Майка ШЛЕЗИНГЕРА из группы по изучению климата университета Иллинойса, чтобы остановить Гольфстрим, достаточно повышения температуры всего на 2-2,5 градуса. Вероятность того, что течение исчезнет в течение ближайших 100 лет, превышает 50%, а к 2200 году эта вероятность возрастет до 70%.

Течение, по данным ученых, замедляется из-за таяния гренландских и арктических льдов и большого количества пресной воды, попадающей в Гольфстрим с дождями. По данным исследований, исчезновение Гольфстрима приведет к непредсказуемым изменениям климата в Северной Атлантике. В некоторых ее районах среднегодовая температура может понизиться на 10 градусов, а у атлантического побережья Британии она упадет примерно на 5 градусов.

Люди не могут контролировать содержание паров воды в атмосфере. Но мы производим и выбрасываем в воздух другой парниковый газ, который увеличивает нагревание воздуха -- двуокись углерода СО2.

 Содержание двуокиси углерода в атмосфере в последние годы значительно увеличилось (рис. 1), причем основным фактором, обусловившим это увеличение, являются антропогенные выбросы этого газа вследствие сжигания ископаемого топлива. Величина выброса растет со средней скоростью 2,5% в год. Вдобавок к промышленному выбросу, сжигание лесов и древесины, а также минерализация гумуса пахотных почв вносят значительный вклад в антропогенный поток СО2. Точная оценка факторов сложна, но несомненно, что именно человеческая деятельность приводит к увеличению концентрации двуокиси углерода в атмосфере. Самый большой поставщик СО2 -- США, затем следует Россия и Китай (рис. 2). В таких регионах, как Африка и Южная Америка, выброс СО2 обусловлен главным образом сведением лесов и сжиганием древесного топлива.
        
        
        Рис. 1. Рост содержания диоксида углерода в атмосфере (ppmv -- одна миллионная по объему). Флюктуации отражают сезонные вариации. Низкие летние значения объясняются тем, что СО2 потребляется растениями. Данные собраны в обсерватории Маунт-Лоа на Гавайских островах (данные Института океанографии Скриппса).
        
        
        
     Рис. 2. Мировой выброс углекислоты в результате хозяйственной деятельности в 2004 году.   
        За год за счет сжигания ископаемого топлива и сведения лесов в атмосферу уходит более 1 т углерода на каждого жителя Земли. Основные поставщики СО2 -- развитые страны. На них приходится около 70% всего антропогенного выброса СО2. Большие выбросы в Восточной Европе связаны не только с развитием промышленности, но и с устаревшими технологиями. Так, в бывшем СССР объем производства на душу населения составлял 2/3 европейского, а объем выбросов на душу населения был в два раза выше. Двуокись углерода -- не единственный газ, который приводит к изменениям температуры. Хотя концентрации других газов достаточно низкие, их совокупный эффект может быть значительным. В таблице 1 перечислены основные газы, вносящие свой вклад в парниковый эффект.

Таблица 1.
        
        Основные газы, обусловливающие парниковый эффект

        Примечание: С(2001) -- предполагаемая концентрация в 2001 г.; С (2004) -- концентрация в 2004 г.; С(2030) -- прогнозируемая концентрация в 2030 г.; Р -- среднегодовой прирост концентрации (% в год); V -- вклад в потепление (%); Т- период сохранения газа в атмосфере (лет); ppm -- одна миллионная часть, ppb -- одна миллиардная по объему.

Результаты сравнительного анализа изменчивости содержания СО2 и СН4 в атмосфере полярных регионов (прямые измерения и анализ воздушных включений кернов льда) и данные глобального атмосферного мониторинга показали, что планетарный максимум в распределении этих газов находится не над зоной 60° с. ш., где потребляется свыше 90% ископаемого топлива, а над Арктикой/Субарктикой, где антропогенная активность относительно невелика: между 60° и 70° с. ш. сжигается менее 5% добываемого ископаемого топлива. Это значит, что в северных широтах существует мощный природный источник СО2 и СН4, который обеспечивает существование межполюсного градиента в меридиональном распределении СО2 и СН4: среднее содержание атмосферного СО2 примерно на 3 mатм (около 1% от средней величины) и СН4 на 0.15-0.17 mатм (8-10% от средней величины) над Арктикой выше, чем над Антарктикой (рис. 3).

Рис. 3. Межполюсные градиенты СО2 и СН4.

Содержание углекислоты в оболочках Земли приведено в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание углекислоты в оболочках Земли.

Из таблицы видно, что в атмосфере остались, по существу, жалкие остатки СО2. А ведь жизнь растений целиком зависит от фотосинтеза, который без СО2 невозможен. Если освободить всю углекислоту, захороненную в карбонатных отложениях на дне океанов и континентов, то ее содержание в атмосфере повысится в 130 000 раз и парциальное давление углекислого газа станет равным 40 атмосферам, т.е. атмосфера станет, по существу, углекислотной, почти такой же, как на Венере, где давление равно 90 атмосфер, а температура близка к 50000С.

Кроме концентрации газа, большое значение имеют период сохранения его молекул в атмосфере и эффективность взаимодействия с тепловым излучением. Так, например, молекула метана остается в атмосфере около 11 лет и абсорбирует тепловое излучение приблизительно в 15 раз более эффективно, чем молекула СО2. Доля метана в суммарном тепличном эффекте оценивается в 15%, доля фреонов -- от 15 до 20%. Вызывает тревогу увеличение концентрации метана в атмосфере. Она оставалась неизменной почти в течение 1000 лет, а с начала XIX столетия начала расти, и сейчас почти удвоилась (рис. 3). Основные источники выброса метана антропогенного происхождения: животноводство, рисовые поля, добыча угля, а также природные болота.

        
        
        Рис. 3. Увеличение концентрации метана в атмосфере, оцененная по анализу воздуха, сохранившегося в пузырьках в глетчерном льду (ррв -- одна миллиардная часть по объему).

Содержание двуокиси азота также увеличилось в последние годы. Источниками этого вещества могут быть сжигание топлива, азотные удобрения, сведение лесов, сжигание биомассы.

Литература

1. «Беседы о природе, обществе и человеке», издательство «Знание», Москва 1975 г.

2. «В мире науки», № 10, Москва 1990 г.

3. «География», энциклопедия, издательство «Росмэн», Москва 1994 г.

4. «Жизнь в окружающей среде», Т. Миллер, т. 1, Москва 1980 г.

5. «Жизнь в окружающей среде», Т. Миллер, т. 3, Москва 1980 г.

6. «Калейдоскоп», 12(46), Москва 1997 г.

7. «Человек и природа», издательство «Знание», Москва 1980 г.

8. «Экология и будущее», Г. А. Кузнецов, Москва, изд. 1988 г.

9. «Экологические меридианы и параллели», А. Удальцов, Москва, изд. 1981.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5