Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 43. АНТРОПІЧНИЙ ВПЛИВ НА АТМОСФЕРУ. НАСЛІДКИ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ТА ЙОГО ОХОРОНА

Пригадайте, які організми здійснюють фотосинтез з виділенням кисню. Які організми здатні фіксувати атмосферний азот? Яке значення для існування біосфери озонового екрана? Які види є едифікаторами? Яка їхня роль у функціонуванні екосистем?

Ви вже знаєте, що атмосфера - це газова оболонка нашої планети, верхня частина якої переходить у відкритий космос. Нижня частина атмосфери контактує з поверхнею гідросфери та літосфери, значно впливаючи на них (мал. 43.1).

Мал. 43.1. Газовий склад атмосфери біля земної поверхні: 1 - азот (N2) - 78,09 %; 2 - кисень (О2) - 20,95 %; 3 - аргон (Ar) - 0,93 %, вуглекислий газ (СО2) - 0,03 %; водяна пара - 0,02-4 % тощо

Завдання. Використовуючи знання, одержані в курсі географії, та різноманітні джерела інформації, підготуйте повідомлення про структуру й газовий склад атмосфери та явища, які в ній відбуваються.

Ви вже знаєте, що в процесі фотосинтезу рослини та ціанобактерії вбирають з атмосферного повітря вуглекислий газ і виділяють кисень. Вуглекислий газ виділяється в процесі дихання організмів, а також унаслідок розкладення органічної речовини живими істотами. Організми впливають і на концентрацію в атмосфері азоту. Повертається він в атмосферу внаслідок процесів розщеплення органічних сполук, переважно у вигляді амоніаку. Діяльність організмів сприяє надходженню в атмосферу і деяких інших газів - сірководню, метану тощо.

Сучасні екологічні проблеми атмосфери - забруднення повітря, кислотні дощі, парниковий ефект і руйнування озонового екрана.

Забруднення атмосферного повітря. Атмосферу забруднюють шкідливі для здоров’я людини та інших організмів викиди промисловості, вихлопи газів автотранспорту (сполуки Сульфуру, амоніак, метан, важкі метали тощо). Підприємства будівельної і вугледобувної промисловості є джерелами забруднення атмосфери технічним пилом.

Мал. 43.2. Гази SO2 та NO2, потрапляючи в атмосферу, взаємодіють з вологою; утворена пара переноситься з повітряними потоками і, конденсуючись, випадає на землю у вигляді кислотних дощів, завдаючи шкоди наземним (1) і водним (2) екосистемам

Кислотні дощі. Надходження в атмосферу таких газових забруднювачів, як сульфур(ІV) оксид (SO2) та оксид Нітрогену (NO2), при взаємодії з киснем та водяною парою утворює кислотні аерозолі сульфатної (H2SO2) та нітратної (HNO3) кислот (щорічно в атмосферу надходить приблизно 160 млн тонн SO2 і NO2). Це спричинює так звані кислотні дощі, через які стають мертвими прісні водойми, гинуть ліси, втрачається врожай. Вилуджування біогенних елементів з ґрунтів і потрапляння в них токсичних сполук уповільнює ріст дерев, спричинює їхню загибель (мал. 43.2, 1), негативно впливає на тваринний світ. Потрапляння кислотних дощів у прісні водойми (мал. 43.2, 2) загострює проблеми з питною водою. Сульфур(ІV) оксид (SO2) подразнює слизові оболонки очей і верхніх дихальних шляхів; окиснюючись на слизових оболонках і в альвеолах до сульфатної кислоти, ця сполука легко проникає у кров.

Запам'ятаємо

Кислотні дощі - це опади (дощі, тумани, сніг), кислотність яких вище за нормальну (pH = 5,6). Найчастіше їх спостерігають у країнах з високорозвиненою енергетикою.

Зниження антропогенних викидів SO2 за останні 40 років стало можливим завдяки зусиллям низки міжнародних організацій, зокрема Всесвітнього банку. У 1976 р. з ініціативи урядів країн Північної Європи та Скандинавії (територія яких найбільше потерпає від кислотних дощів) було запропоновано Європейську конвенцію про транскордонне забруднення повітря сполуками Сульфуру та іншими оксидами (Гетеборзький протокол, 1999 р.). Також діє низка європейських директив, які обмежують використання палива з високим вмістом сполук Сульфуру.

Є забруднювачі повітря, негативний ефект яких проявляється лише через певний час. Наприклад, бензпірен, що утворюється при спалюванні різних видів палива (як-от, нафтопродуктів). Потрапляючи в організм людини з їжею, через дихальні шляхи або шкіру, навіть у малих концентраціях бензпірен здатний спричиняти онкологічні захворювання. Бензпірен здатний до біоакумуляції, тобто накопичуватись в організмах.

Пил та аерозолі, які надходять в атмосферу, є осередками конденсації вологи та формування хмар.

Парниковий ефект формує накопичення в атмосфері вуглекислого газу через інтенсивну роботу промисловості та транспорту, вирубування лісів. У результаті енергія сонячних променів, відбиваючись від поверхні планети, не може повернутись у космос, оскільки затримується молекулами різних газів, насамперед водяної пари, СО2, метану. Температура біля поверхні планети зростає. Наслідками глобального потепління клімату нашої планети є:

  • збільшення частоти аномальних кліматичних явищ, часто з катастрофічними для людини наслідками (повені, урагани тощо);
  • зміна настання сезонів року (переважно весняних та осінніх) зумовлює зміну меж ареалів тварин і рослин у високі широти; це супроводжується інтродукцією в місцеві екосистеми невластивих їм видів;
  • підвищення рівня Світового океану та підкислення його вод. Це може бути однією з причин руйнування коралових рифів (мал. 43.3).

Мал. 43.3. 1. Кораловий риф - високопродуктивна морська екосистема, від якої залежить продуктивність Світового океану в цілому; 2 - зруйнований кораловий риф

Завдання: з допомогою вчительки або вчителя, використовуючи літературні та інтернет-джерела, доповніть цей перелік.

З метою обмеження викидів в атмосферу парникових газів у 1997 р. урядами багатьох країн (нині їх 191) в японському місті Кіото було підписано Кіотський протокол. Ця міжнародна угода зобов’язує уряди розвинених країн та країн з перехідною економікою скоротити або стабілізувати викиди парникових газів в атмосферу. У 2015 р. на зміну Кіотському протоколу ухвалено Паризьку угоду, яка зобов’язує уряди всіх країн, починаючи з 2020 р., скоротити викиди СО2 в атмосферу.

Руйнування озонового екрана. Основним механізмом утворення озону є фотохімічне перетворення двохатомного кисню під дією ультрафіолетового випромінювання. Незначна частина озону утворюється при електростатичній іонізації повітря, зокрема під час грозових розрядів (пригадайте з курсу хімії властивості озону). Озоновий екран становить собою частину стратосфери: у тропічних широтах - на висоті 25-30 км, помірних - 20-25 км, полярних - 15-20 км. Він здатний вбирати ультрафіолетові промені (насамперед з короткою довжиною хвиль, здатні спричинювати мутації). Послаблюється озоновий екран унаслідок надходження в атмосферу хлорфторвуглецевих сполук.

Ключові терміни та поняття

кислотні дощі, парниковий ефект.

Перевірте здобуті знання

1. Назвіть джерела антропічного забруднення атмосфери. 2. Як інтенсивне споживання енергоресурсів впливає на стан атмосфери? 3. Який вплив «кислотних дощів» на біосферу? 4. Що таке «парниковий ефект»? Які можливі наслідки цього явища? 5. Які є тенденції зміни клімату Землі? Які їхні можливі наслідки?

Поміркуйте

Чому на перших етапах історичного розвитку біосфери життя могло існувати лише у воді?