Реферат – загрязнение биосферы радиоактивными веществами, основные пути миграции и накопления в биосфере радиоактивных изотопов, опасных для челов.
ООО «Рязаньпроект»
Тема:
Загрязнение биосферы радиоактивными веществами, основные пути миграции и накопления в биосфере радиоактивных изотопов, опасных для человека, животных и растений.
Рязань 2021 г.
План:
1. Введение………………
2. Биосфера и радиоактивность………………
3. Естественная радиоактивность………………
3.1 Космическое излучение………
3.2 Содержание радиоактивных веществ в почвах и горных породах……
3.3 Содержание радиоактивных веществ в природных водах………
3.4 Радионуклиды в атмосферном воздухе………
3.5 Содержание радиоактивных веществ в тканях растений и животных
4. Техногенное загрязнение биосферы………
4.1 Регенерация облученного топлива………
4.2 Транспортирование радиоактивных материалов………
4.3 Испытания ядерного оружия………
4.4 Использование ионизирующих излучений в медицине………
5. Миграции и накопление биосферой радиоактивных изотопов………
5.1 Миграция радионуклидов в почвах………
5.2 Поступление радионуклидов в растения………
5.3 Миграция радионуклидов по биологическим и пищевым цепям в организм сельскохозяйственных животных
5.4 Миграция радионуклидов из водоемов………
6. Биологическое действие радиоактивных веществ на живые организмы……
7. Законодательство о защите биосферы в части радиоактивного загрязнения
8. Заключение………………
9. Список литературы………………
Введение.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
комплекс разнообразных воздействий человеческого общества на биосферу, приводящих к увеличению уровня содержания вредных веществ в биосфере, появлению новых хим. соединений, частиц и чужеродных предметов, чрезмерному повышению темп-ры (тепловое 3. б.), шума (шумовое 3. б.), радиоактивности (радиоактивное 3. б.) и т. д. 3. б. угрожает здоровью человека и состоянию окружающей среды, ограничивает возможности дальнейшего развития человеческого общества. Практически все стороны совр. деятельности человека влекут те или иные формы 3. б. Исходные причины 3. б.— стихийный рост пром-сти, энергетики, транспорта, широкая химизация с. х-ва и быта, быстрый рост народонаселения и урбанизация планеты. Ежегодно из недр Земли извлекается более 100 млрд. т различных пород, сжигается ок. млрд. т условного топлива, выбрасывается в атмосферу ок. 20 млрд. т СО2, ок. 300 млн. т СО, 50 млн. т NO2, 150 млн. т SO2, 4—5 млн. т H2S и др. вредных газов, более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли; сбрасывается в гидросферу ок. 600 млрд. т пром. и бытовых стоков, ок. 10 млн. т нефти и нефтепродуктов; на разбавление сточных вод расходуется 40% объёма мировых ресурсов устойчивого речного стока; вносится в почву ок. 100 млн. т минеральных удобрений. В биосферу поступает ок. 50% извлечённых из недр металлов, 30% хим. сырья, до 67% тепла, вырабатываемого теплоэлектростанциям . Ежегодно создаются сотни тыс. т невстречавшихся ранее в биосфере хим. соединений (ксенобиотиков и др.), многие из к-рых не поддаются биол. и физ. разрушению. Масштабы 3. б. столь велики, что естественные процессы метаболизма и разбавляющая способность атмосферы и гидросферы в ряде р-пов мира не в состоянии нейтрализовать вредное влияние хоз. деятельности человека. Накопление т. н. пер-систентных (стойких) загрязняющих веществ, к-рые почти не разрушаются в природе (нек-рые пестициды, полихлорбифенилы и др.), а также веществ, имеющих естеств. механизмы разложения или усвоения (удобрения, тяжёлые металлы и др.), в кол-вах, превышающих способность биосферы к их переработке, нарушает сложившиеся в ходе длит, эволюции природные системы и связи в биосфере, подрывает способность природных комплексов к саморегуляции. Экологич. нарушения проявляются в сокращении численности и видового разнообразия растений и животных, в снижении продуктивности лесов и с.-х. угодий, деградации экосистем. Введение в круговорот веществ биосферы млн. т хлорорганич. соединений, в т. ч. пестицидов, приводит к тому, что, с одной стороны, сокращается численность мн. видов животных (особенно рыб и птиц), разрушаются сложившиеся в ходе эволюции трофич. цепи, и следовательно, биоценозы, а с другой — происходит неконтролируемое размножение организмов, легко вырабатывающих устойчивые формы (нек-рые насекомые, микроорганизмы). Загрязнение таких жизненно важных для человека природных ресурсов, как атмосферный воздух, пресная вода, плодородная почва, запасы к-рых на планете ограничены, приобретает глобальный характер. Использование древесины и ископаемого топлива (уголь, нефть) как источника энергии является осн. причиной загрязнения атмосферы вредными газами (СО2, S02, NO2 и др.) и пылью. Глобальный характер загрязнения атмосферы находит выражение в её общей запылённости, в увеличении концентрации СО2 в воздухе (ежегодный прирост на 0,2% ) и др. загрязняющих веществ, что может привести к нарушению озонового экрана, изменению климата Земли. При сжигании топлива, в т. ч. бензина, в биогеохим. циклы включаются не только дополнит, массы окислов углерода, соединений серы, азота, но и большие кол-ва таких загрязняющих биосферу элементов, как ртуть, свинец, мышьяк и др. Вовлечение в пром. и с.-х. произ-во тяжёлых металлов значительно превосходит те количества, к-рые находились в биосферном круговороте за всю предшествующую историю человечества. Соединение окислов азота и серы с водой приводит к выпадению т. наз. кислотных дождей, изменяющих рН среды и приводящих к гибели живые организмы. Загрязнение континентальных и океанических вод углеводородами, возникающими в результате мн. факторов, связанных с добычей и транспортировкой нефти и нефтепродуктов, является одним из осн. видов загрязнения гидросферы. Поступление в водоёмы с.-х.. пром. и бытовых стоков стимулирует процессы эвтрофирования, приводящие к ухудшению качества воды (прежде всего дефициту О2 в ней), исчезновению рыб. Антропогенному эв-трофированию подвергаются большинство озёр и водохранилищ, замкнутые и полузамкнутые моря (Балтийское, Средиземное и др.). Серьёзную опасность для водных биоценозов представляет также тепловое загрязнение (большинство организмов океанич. и континент, вод могут переносить лишь небольшие колебания темп-ры), возникающее вследствие сброса тёплых вод в реки и водоёмы. Весь Мировой океан стал объектом антропогенного воздействия. Одна из крупных проблем 3. б.— радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, накопления радиоактивных отходов, а также при авариях на атомных предприятиях (см. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЙ). Глобальное радиоактивное загрязнение составляло к середине 70-х гг. более 5,5-1011 Бк (беккерелей) в результате ядерных взрывов и более 1,9-1011 Бк вследствие поступления в Мировой океан радиоактивных отходов. Наиб, загрязнены районы умеренных широт, особенно в Сев. полушарии. Заключение в Москве в 1963 Договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой способствовало уменьшению радиоактивного загрязнения. Вместе с тем возрастающая роль ядерной энергетики ставит новые проблемы защиты от радиоактивного загрязнения. Т. о., перед обществом стоит актуальная проблема разработки методов и способов сознательного регулирования обмена веществом и энергией между человечеством и биосферой, включения человеческой деятельности в биогеохимические циклы с учётом важнейших закономерностей развития биосферы. Борьба с 3. б. прежде всего заключается в экологизации экономики (включая промышленность, энергетику, транспорт, с. х-во) путём развития безотходной и малоотходной технологии, перехода на циклическое использование ресурсов, в т. ч. водных, и др. мер. Одновременно необходима экологизация права и сознания людей. Успешное развитие в этом направлении требует прежде всего исключения возможности глобальной ядерной войны и прекращения гонки вооружений. В социалистич. странах борьба с 3. б. входит в планы социально-экономич. развития и является частью партийно-государств. политики в области совершенствования экономики и планирования нар. х-ва. В СССР за пятилетие (1976—80) сброс загрязнённых сточных вод в поверхностные водоёмы снижен почти на 20%; введены в действие системы оборотного водоснабжения общей мощностью более 120 млн. м3 оборотной воды в сутки; построены и сданы в эксплуатацию сооружения для очистки сточных вод на 37 млн. м3 в сутки; за пятилетку (1980—85) объём сброса в водные источники неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод сократился на 44%. Охрана окружающей среды от загрязнения является частью проблемы охраны природы. Общая сумма затрат на охрану природы и рациональное использование природных ресурсов составила в СССР в 1981—84 гг. ок. 34 млрд. руб. В капиталистических странах возможности борьбы с 3. б. (особенно в частном секторе) ограничены. Они сводятся преимущественно к законодательным ограничениям и системе штрафов. Глобальный характер 3. б. усиливает роль международных соглашений и конвенций по борьбе с 3. б. (см. ОХРАНА ПРИРОДЫ, БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ, БИОСФЕРА, МОНИТОРИНГ).
.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)
… РАДИОАКТИ?ВНОЕ ЗАГРЯЗНЕ?НИЕ БИОСФЕ?РЫ, попадание радионуклидов в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т. д.
Другим чрезвычайно опасным загрязнением атмосферного воздуха и вод Мирового океана является радиоактивное загрязнение. Радионуклиды накапливаются в донных осадках и биоте, переходя к вершинам трофических пирамид. Радионуклиды попадают в организмы человека и животных и поражают жизненно важные органы, причем такое влияние сказывается и на потомстве. Источниками радиоактивного загрязнения являются все виды испытаний ядерного оружия, выбросы в результате аварий, утечки на объектах, связанных с производством такого вида топлива и уничтожением его отходов. Количество произведенного в мире ядерного оружия и военных кораблей с атомными реакторами достаточно велико и не объяснимо с точки зрения целесообразности. Ведь перспектива войны с применением ядерного оружия имеет только один результат – гибель человечества и невероятный ущерб для всей биосферы.
2. Биосфера и радиоактивность.
БИОСФЕРА, оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2–3 км на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским.
Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы.
Биосфера – внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы – воздуха, воды и горных пород, и органического вещества – биоты, обусловило формирование почв и осадочных пород. Последние, по В.И. Вернадскому, несут на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые геологические эпохи.
Состав, свойства, границы биосферы.
Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.
Абиотическая часть представлена:
Почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства.
Атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни.
Водной средой – океаны, реки, озера и т.п.
Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которых не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.
В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат два биохимических принципа:
стремиться к максимальному проявлению, к «всюдности» жизни;
обеспечить выживание организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.
Эти закономерности проявляются, прежде всего, в стремлении живых организмов «захватить» все мало-мальски приспособленные к их жизни пространства, создавала экосистему или ее часть. Но любая экосистема имеет границы, имеет свои границы в планетарном масштабе и биосфера.
При общем рассмотрении биосферы, как планетарной экосистемы, особое значение приобретает представление о ее живом веществе, как о некой общей живой массе планеты.
Под живым веществом В.И. Вернадский понимает все количество живых организмов планеты как единое целое.
Его химический состав подтверждает единство природы – он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов различное и строение молекул иное.
Свойства биосферы
Биосфере, как и составляющим ее другим экосистемам более низкого ранга, присуща система свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры. Рассмотрим основные из них.
Биосфера – централизованная система.
Центральным звеном ее выступают живые организмы (живое вещество).
Биосфера – открытая система. Ее существование немыслимо без поступления энергии из вне.
Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.
Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал Вернадский, характерна организованность. В настоящее время это свойство называется гомеостазом, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов. Биосфера за свою историю пережила ряд таких возмущений, справляясь о (извержение вулканов, встречи с астероидами, землетрясения, горообразование и т.п.), благодаря действию гомеостатических механизмов и, в частности, принципа Ле-Гиателье-Брауна при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.
Опасность современной экологической ситуации связана прежде всего с тем, что нарушается линия механического гомеостаза и принцип Ле-Гиателье-Брауна, если не в планетарных, то в крупных региональных масштабах. Результат – распад экосистем, либо появление неустойчивых, практически лишенных свойств гомеостаза систем типа агроценоза или урбанизированных комплексов.
Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.
Разнообразие – важнейшее свойство всех экосистем. Биосфера как глобальная экосистема, характеризующаяся максимальным среди других систем разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. Это условие так универсально, что сформировалось в качестве закона.
Важнейшее свойство биосферы – наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот вещества и связанного с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.
……..
Радиоактивность – неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией.
Радиоактивные превращения протекают с изменением строения, состава и энергетического состояния ядер атомов, и сопровождаются испусканием или захватом заряженных или нейтральных частиц, и выделением коротковолнового излучения электромагнитной природы (кванты гамма-излучения). Эти испускаемые частицы и кванты носят общее название радиоактивных (или ионизирующих) излучений, а элементы, ядра которых могут по тем или иным (естественным или искусственным) причинам самопроизвольно распадаются, называются радиоактивными или же радионуклидами.
Нуклид – разновидность атома, характеризуемая числом протонов и нейтронов, а в некоторых случаях энергетическим состоянием ядра.
Нуклиды могут быть стабильными и нестабильными, т.е. радиоактивными.
Радионуклид – нуклид, испускающий ионизирующее излучение.
Радиация, или ионизирующее излучение – это частицы или гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.
Из 2500 нуклидов, известных в настоящее время, стабильными являются только 271 нуклид. Остальные нуклиды (90%!) нестабильны, т.е. радиоактивны; они превращаются путем одного или нескольких последовательных распадов, сопровождающихся испусканием частиц или ?- квантов, в стабильные нуклиды.
Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдающуюся у существующих в природных условиях изотопов) и искусственную (связанную с радионуклидами, получаемыми в результате ядерных реакций, осуществляемых на ускорителях и ядерных реакторах).
Принципиальной разницы между природной и искусственной радиацией не существует, ибо свойства изотопа не зависят от способа его образования, и радиоактивный изотоп, полученный искусственным путём, ничем не отличается от такого же самого природного изотопа.
3. Естественная радиоактивность.
Человек всегда подвергается воздействию ионизирующих излучений от различных естественных источников. Особенность этого излучения является его повсеместное воздействие на все население земного шара и относительное постоянство его уровней в течение длительного периода времени. Вместе с тем уровни естественного облучения существенно различаются в разных регионах и на различной высоте над уровнем моря.
Естественные источники подразделяются на источники земного происхождения (космическое излучение) и источники земного происхождения.
3.1 Космическое излучение.
Одним из основных видов проникающей радиации является космическое излучение, поступающее из мирового пространства. Его подразделяют на первичное и вторичное. Первичным космическим излучением называют излучением высоких энергий, попадающее в земную атмосферу из межпланетного пространства.
При взаимодействии первичного излучения с ядрами атомов, находящихся в атмосфере Земли, возникают вторичные частицы и электромагнитное излучение, которое называется, вторичным космическим излучением.
3.2 Содержание радиоактивных веществ в почвах и горных породах.
Концентрация радионуклидов в почвах определяется главным образом радиоактивностью подстилающих почвообразующих горных пород и характером процессов почвообразования. Они зависят от типа почв, содержания в них коллоидных фракций и т.д.
В дерново-подзолистых, подзолитых и торфяных почвах, где процессы выщелачивания, гумификации, элювиальный и аллювиальный перенос идут весьма интенсивно, концентрация естественных радионуклидов оказывается низкой. В черноземных почвах, где указанные процессы идут медленней, содержание естественных нуклидов выше.
3.3 Содержание радиоактивных веществ в природных водах.
Миграция радиоактивных элементов из горных пород на земную поверхность происходит в основном с подземными водами.
Условия формирования естественных радиоактивных вод и обогащения природных вод радиоактивными элементами весьма разнообразны и сложны. Они определяются сложным комплексом геологических, гидрогеологических и физико-химических процессов. При этом, с одной стороны, подземные воды влияют на содержание радиоактивных элементов в горных породах, с другой – содержание радиоактивных элементов в подземных водах определяется их формой нахождения и концентрацией в горных породах и рудах.
Между содержанием радиоактивных элементов в горных породах и количеством их в водах, соприкасающихся с этими породами, существует динамическое равновесие, которое при движении подземных вод постоянно нарушается в результате как радиоактивного распада, так и некоторых процессов взаимодействия подземных вод с горными породами (растворением, выщелачиванием, окислением, адсорбцией, осаждением, эманированием и т.д.).
Естественная радиоактивность в океане
3.4 Радионуклиды в атмосферном воздухе.
Наряду со стабильными химическими веществами в атмосферном воздухе постоянно присутствуют небольшие количества земных и космогенных радиоактивных нуклидов в виде аэрозолей и газов. К числу земных относятся частицы (аэрозоли) урана, радия, тория, источниками которых являются пылевые частицы вулканического происхождения, поднятые с поверхности Земли. Считается, что содержание пыли в приземном слое атмосферного воздуха населенных пунктов составляет около 100 мкг/м3.
Очевидно, что такая малая концентрация этих радионуклидов не может оказывать существенного влияния на уровень радиоактивности окружающей среды. Основной фактор, определяющий радиоактивный фон атмосферы – 222Rn. Источником его является 226Ra, содержащийся в почве и горных породах. Концентрация радона в почвенном воздухе зависит не только от количества 226Ra, содержащегося в данной породе, но и от ее строения и интенсивности обмена почвенного воздуха с атмосферой.
3.5 Содержание радиоактивных веществ в тканях растений и животных.
В процессе естественного обмена веществ, происходящего между окружающей средой и живыми организмами, радиоактивные нуклиды участвуют наравне со стабильными. Этим и обусловлено присутствие их в тканях любых растений и животных. Вследствие органотропности некоторых тканей к определенным химическим веществам концентрация радиоактивных нуклидов может существенно превышать их концентрацию в окружающей среде. Радиоактивность тканей растений и животных в основном определяется присутствием в них 40K, в меньшей степени 226Ra и других нуклидов. Однако концентрация его в различных видах растений и тканях животных существенно варьируется.
Наряду с постоянным присутствием в объектах окружающей среды природных радионуклидов происходит заметное обогащение последней такими же нуклидами от источников, возникающих в результате деятельности человека.
К числу таких антропогенных источников относятся: минеральные удобрения, содержащие значительные количества ЕРН (естественных радионуклидов); строительные материалы, содержащие повышенную концентрацию ЕРН; сточные воды урановых рудников, предприятий по обогащению урана, от производства минеральных удобрений и т.д., удаляемые в воды; газоаэрозольные выбросы в атмосферу продуктов сжигания ископаемого топлива (угля, сланцев, нефти, газа); продукты сгорания табака, являющиеся источником загрязнения воздуха в помещениях.
Радионуклиды в теле человека
4. Техногенное загрязнение биосферы.
Все разнообразие искусственных источников ионизирующего излучения, воздействию которых подвергается население, можно свести к двум основным группам: загрязняющие радионуклидами окружающую среду и незагрязняющие.
К первой группе таких источников относятся предприятия атомной энергетики и ее топливного цикла, испытания ядерного оружия и промышленные ядерные взрывы. Ко второй группе – источники ионизирующих излучений, используемых для медицинских целей.
При оценке предприятий атомной энергетики как потенциальных источников загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами необходимо учитывать санитарную значимость всех типов предприятий, входящих в состав ядерно-топливного цикла. Последний включает в себя добычу и обработку урана, превращение его в топливо, изготовление тепловыделяющих элементов (твэлов), использование их ядерных реакторов АЭС и регенерацию отработавшего топлива.
Аварии, связанные с поступлением радиоактивных веществ в окружающую среду с предприятий атомной энергетики, возможны на любом этапе топливного цикла, однако основную санитарную значимость представляют аварии на реакторах. Это обусловлено более серьезными потенциальными последствиями таких аварий для здоровья больших контингентов населения по сравнению с авариями на предшествующих этапах топливного цикла
4.1 Регенерация облученного топлива.
В процессе работы АЗС выгорает около 75 % первоначально находящихся в твэлах 235U – основного вида ядерного топлива для большинства типов реакторов. Поэтому одним из важнейших мероприятий, направленных на возможно полную технологию использования ядерного топлива, является переработка облученных твэлов в целях выделения оставшихся в них 235U и вновь образованного 239Pu от накопившихся продуктов деления урана.
4.2 Транспортирование радиоактивных материалов.
…..
4.3 Испытания ядерного оружия.
В зависимости от условий проведения ядерных взрывов последние подразделяются на воздушные, наземные, подземные и подводные. Наибольшую опасность как источники повсеместных (глобальных) загрязнений радиоактивными веществами представляют воздушные взрывы. При взрывах атомных и водородных бомб температура в них достигает нескольких миллионов градусов. В таких условиях все материалы, в том числе продукты деления (или синтеза), непрореагировавшее ядерное топливо, а также материалы активированных конструкций взрывного устройства, переходят в газообразное состояние. Возникает огненный, быстро расширяющийся шар, плотность газа в котором значительно ниже плотности окружающего воздуха.
Поэтому огненный шар быстро поднимается в верхние слои атмосферы, обусловливая инжектирование возникающих при взрыве радиоактивных веществ в соответствующие слои атмосферы. Радиоактивные частицы микронных и субмикронных размеров, инжектированные в тропосферу и стратосферу, осаждаются на поверхность Земли медленнее. Частицы, попавшие в тропосферу, в течении 20-40 суток перемещаются воздушными течениями и выпадают в виде тропосферных осадков.
Промышленные ядерные взрывы подразделяются на два типа: камуфлетные, при которых заряд размещается на глубине нескольких сотен метров от поверхности земли и основное количество образовавшихся радиоактивных веществ останется в полости, созданной взрывом, и экскавационные (на выброс), в результате которых создаются соответствующие воронки, а огромная масса грунта перемещается требуемом направлении. При взрыве из воронки одновременно с грунтом в окружающую среду выбрасывается основная масса образующихся при взрыве радиоактивных продуктов. Примерно 95 % из них сорбируется выпадающим грунтом и остается в навале, остальные поступают в тропосферу. Преобладающее количество радионуклидов, выбрасывается в тропосферу и затем осаждающихся на поверхность почвы, обладает небольшим периодом полураспада. Поэтому загрязнения обширной территории на следе радиоактивного облака относительно не долговечны.
Однако вблизи места взрыва, особенно в пределах навала, возникающего вокруг воронки, вследствии отложения здесь большого количества радионуклидов, загрязнения могут быть довольно значительными на протяжении периода времени, измеряемого несколькими годами.
Таким образом, местные и тропосферные выпадения интенсивно загрязняют радиоактивными веществами не только территорию, прилегающую к воронке, но и формируют на местности радиоактивный след, протяженность которого в зависимости от мощности и условий взрыва может варьировать в широком диапазоне.
4.4 Использование ионизирующих излучений в медицине.
…..
5. Миграции и накопление биосферой радиоактивных изотопов.
5.1 Миграция радионуклидов в почвах.
Радионуклиды, отложившиеся на поверхности почвы, под воздействием различных факторов могут перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях. Причиной горизонтального передвижения свежевыпавших радионуклидов может быть поверхностный сток после сильного дождя. Еще большее значение имеет смыв талыми водами радионуклидов, отложившихся в снегу за зиму.
Вертикальная миграция радионуклидов по профилю почвы может быть следствием механического переноса частиц, на которых сорбированы радионуклиды, а также результатом собственного перемещения свободных ионов. На обрабатываемых сельскохозяйственных почвах радионуклиды сравнительно равномерно распределяются в пределах пахотного слоя.
Некоторый механический перенос их с поверхности в глубжележащие слои почвы возможен вследствие деятельности дождевых червей и других роющих животных. В песчаных почвах радионуклиды могут мигрировать значительно глубже, чем в глинистых и черноземных.
5.2 Поступление радионуклидов в растения.
Загрязнение может происходить непосредственно путем осаждения радионуклидов, находящихся в воздухе, на поверхность надземных частей растений, фиксацией на ней, проникновение в глубь тканей, а также корневым путем, при котором радионуклиды, попавшие в почву, поглощаются корнями вместе с питательными веществами, необходимыми для жизнедеятельности растений. Кроме того растительность может быть загрязнена радионуклидами, содержащимися в частицах почвы, заносимых на поверхность растений ветром виде пыли, дождевыми брызгами и т.п.
Однако значение этого пути по сравнению с предыдущим невелика. Из атмосферного воздуха радионуклиды осаждаются на поверхность земли в виде частиц, паров или растворов (дождь, туман). В зависимости от того, в какой форме они осаждаются, степень загрязнения растений различна.
Глобальные выпадения радионуклидов происходили в результате наземных и воздушных испытаний ядерного оружия и крупных радиационных аварий (Чернобыль). Наиболее опасными из всех радионуклидов считаются йод-131, плутоний-239, стронций-90 и цезий-137. У радиоактивного йода период полураспада очень короткий, а выбросов плутония было очень мало. А вот стронций и цезий имеют относительно длинный период полураспада – 30 лет. Они-то и являются основными дозообразующими изотопами. Масштабы опасности демонстрируют данные, предоставленные ведущим ветеринарным врачом- радиофизиком радиологического отдела Московской городской ветеринарной лаборатории Е. Гусевой: «К началу 21 века общая площадь земель, загрязненных радионуклидами на территории России, превышала 8 млн. гектаров».
Это что- же получается, что по -грибы да по ягоды в России лучше вообще не ходить? В какой-то степени, это утверждение верное. Однако есть один момент.
По своим химическим свойствам Цезий-137 является щелочным металлом и прекрасно растворяется в воде. На землях сельхозназначения благодаря вспашке резко усиливается вымывания радионуклидов, потому что пашня более рыхлая и вода быстро проходит через нее, задерживаясь в нижележащих слоях глины. Поэтому в культурных растениях радиоактивных изотопов почти нет. Другая ситуация с лесами и болотами, где и произрастают любимые многим черника, клюква. По словам Е.Гусевой, листья и хвоя древесных пород, кустарники и надпочвенный покров являются первичными поглотителями радиоактивных выпадений. Когда они отмирают, радионуклиды переходят в лесную подстилку – мхи и лишайники, которые могут удерживать в себе эти элементы неопределенно долго. Изотопы не переходят в нижние слои почвы, а располагаются как раз на тех горизонтах, откуда ягоды и грибы берут элементы для минерального питания. Ситуацию усугубляет схожесть химических свойств цезия-137 с калием и натрием. Клюква и черника избирательно поглощают эти элементы из почвы. Это их основные продукты питания, но отличить радионуклид от привычных продуктов своего питания они не могут. Происходит некий процесс замещения не опасных веществ радиоактивными изотопами, которые и накапливаются в грибах и ягодах.
Все бы ничего, если бы они изредка не попадали на наш стол, а потом и в организм. Но ученые успокаивают: содержание цезия-137 в ягодах и грибах вряд ли может привести к каким-либо заметным последствиям для здоровья. Так, заведующий отделом гигиены источников ионизирующих излучений Центра гигиены и эпидемиологии в городе Москве Александр Гернец уверяет, что «нужно съесть совершенно немыслимое количество ягод, чтобы хотя бы немножко заболеть от этого». Дело в том, что по существующим нормативам, прописанным в СанПиН 2.3.2.1078-01 (СанПиН 2.3.2.2650-10 «Дополнения и изменения № 18кСанПиН 1078-01», введенные в действие 3 сентября 2021 года), допустимый уровень радионуклидов: цезия-137 в дикорастущих ягодах составляет 160 беккерелей на килограмм (Справка: бк/кг – количество распадов изотопов в секунду на килограмм массы). При этом в нормах радиационной безопасности НРБ-99/2009 прописаны пределы годового поступления того же цезия- 137 с воздухом и пищей на уровне 77 тысяч беккерелей. Учитывая, что этот радионуклид содержится преимущественно в чернике, клюкве, а также в грибах, человеку, чтобы превысить границу безопасности, нужно в день съедать порядка полутора килограммов ягод с максимально разрешенным количеством беккерелей. Но что если радиация в ягодах существенно превышает норму?
Попавший в организм человека цезий- 137, как и в ягодах, замещает калий с натрием, и происходит так называемое внутреннее облучение, намного более длительное и опасное, чем внешнее. Период полу выведения цезия-137 составляет 120 суток. Кроме того, расстояние от источника облучения до ткани практически равно нулю. По словам Елены Гусевой, радионуклиды могут концентрироваться в организме вблизи особо чувствительных к излучению органов или непосредственно в них. При длительном поступлении цезия-137 в организм даже в относительно малых дозах обнаруживаются поражения в виде торможения роста, снижения репродуктивности, образования раковых опухолей и лейкоза.
5.3 Миграция радионуклидов по биологическим и пищевым цепям в организм сельскохозяйственных животных.
В организм животных и человека радионуклиды, как известно, могут поступать через кожные покровы, органы дыхания и желудочно-кишечный тракт.
Основной путь поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных – алиментарный, т.е. с загрязненным кормом или загрязненной водой. Поступающие с загрязненным кормом радионуклиды резорбируются в организме из желудочно-кишечного тракта.
Одним из наиболее важных путей миграции радионуклидов, попавших в организм сельскохозяйственных животных, является их поступление в молоко, с которым они и выводятся из организма.
5.4 Миграция радионуклидов из водоемов.
Наряду с перемещением радионуклидов в водоемах происходит более или менее значительная миграция их за пределы последних. Эти явления нередко приобретают существенное значение, поэтому их следует учитывать при оценке ситуаций, связанных с загрязнением водоемов радионуклидами.
Перемещение радионуклидов из водоемов на прибрежную территорию, в атмосферу и в подземные воды происходит под воздействием как естественных, так и искусственных факторов. Гидрологический фактор – паводки на реках, принимающие в себя сточные воды, содержащие радионуклиды и антропогенный фактор – деятельность человека.
6. Биологическое действие радиации (действие радиации на человека).
В основе биологического действия ионизирующих излучений лежат физико-химические процессы, возникающие в молекулах клетки и окружающем ее субстрате. В ходе физико-химических процессов нарушается жизнедеятельность клетки, что приводит к патологическим изменениям в физиологических системах и в организме в целом.
Основным актом взаимодействия ионизирующих излучений с клетками и тканями организма является ионизация, при которой происходит отрыв электронов от атомов, возникают возбужденные атомы, молекулы и появляются свободные радикалы, вызывающие различные реакции в организме. Меняются биохимические процессы, нарушается структура клеточных элементов, подавляется течение ферментивных процессов, прекращается или замедляется рост тканей, наступает гибель клеток.
Изменения на клеточном уровне приводит не только к нарушению функций отдельных органов и систем в облученном организме, но и вызывают наследственные изменения, отражающиеся на последующих поколениях облученных людей, а также способствуют индуцированию злокачественных новообразований, сокращают продолжительность жизни.
При дозах, превышающих 100 Зв (Зиверт — единица эквивалентной дозы в системе СИ. 1 Зв соответствует поглощенной дозе 1 Дж/кг гамма-излучения), наступает мгновенная гибель (первые часы) из-за необратимого повреждения нервных клеток (церебральный синдром). Дозы 50–100 Зв приводят к смертельному исходу на 5–6-е сутки после облучения. Кишечная форма лучевого поражения (желудочно-кишечный синдром) наблюдается в диапазоне 10–50 Зв и приводит к гибели на 10–14-й день. Типичная форма лучевой болезни развивается при дозе 1–10 Зв. Причем, если не принять медицинских мер, доза 3–5 Зв приводит к смерти 50% облученных людей в течение 30 дней.
Радиоактивное облучение достоверно повышает риск возникновения рака, генетических повреждений и сокращает продолжительность жизни. Первую позицию в группе раковых заболеваний, вызванных облучением, занимают лейкозы, пик которых, в зависимости от возраста, приходится на период от 5 до 25 лет после облучения. Несколько позже возникают рак молочной и щитовидной железы, легких и других органов. Риск генетических повреждений в первых двух поколениях, по оценкам специалистов, составляет около 40% от риска заболевания раком.
Последствия радиационного воздействия, проявляющиеся на системном, организменном и популяционном уровне, можно представить в виде следующей схемы
7.4 Законодательство о защите биосферы в части радиоактивного загрязнения.
Заключение.
Проблема влияния на организм человека облучения «малыми дозами» особо остро встала перед специалистами после аварии на ЧАЭС. Для ее решения требуется постоянное повсеместное обследование населения, наблюдение за состоянием здоровья участников ликвидации последствий аварии и людей, проживающих на загрязненных территориях. Уже на сегодняшний день отмечается рост случаев рака щитовидной железы, возрастание числа анемий, сердечных и других заболеваний, связанных с ослаблением иммунитета. Естественное излучение является обычной составной частью биосферы, абиотическим фактором, непрерывно действующим на организмы и образующим природный радиоактивный фон, который формируется за счет космического излучения и излучения радионуклидов, находящихся во внешней среде и внутри живых организмов. Искусственные источники излучения появляются в результате деятельности человека. Биологический эффект радиации определяется дозовой нагрузкой и может наблюдаться на всех уровнях организации живых систем. Индивидуальная чувствительность человека к радиоактивному облучению зависит от возраста, психоэмоционального состояния и т.д. Лучевое поражение в зависимости от дозы может привести к гибели, различным формам лучевой болезни, астении, катаракте, снижению иммунитета, сокращению продолжительности жизни, возрастанию риска появления рака, генетических повреждений.
Список литературы:
1. А.Н. Марей, А.С. Зыкова, М.М. Сауров. Радиационная и коммунальная гигиена. – М. 1984-400 с.
2. Ю.А. Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Кл.. Радиоактивность окружающей среды. – М. 1984-400 с.
3. Павлоцкая ф.И., Тюрюканова Э.Б., Баранов В.И. Глобальное распределение радиоактивного стронция по земной поверхности, М., 1970
4. Современные проблемы радиобиологии, под общ. ред. А.М. Кузина, т. 2, М., 1971
5. Ильенко А.И, Концентрирование животными радиоизотопов и их влияние на популяцию, М., 1974
6. Громов В.В., Спицын В.И. Искусственные радионуклиды в морской среде, М., 1975
Биосфера и ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости, биопродуктивность. Структура биосферы
Биосфера включает в себя: живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов; биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы).
Косное вещество биосферы.
Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10-11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии[3].
Атмосфера.
Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза[3].
Гидросфера.
Вода – важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км3, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3. Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара[3].
Литосфера.
Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества – продукты жизнедеятельности организмов[3].
Живые организмы (живое вещество).
Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% – животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов – 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10 12 т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.
В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов – беспозвоночные и только 4% – позвоночные, из которых десятая часть – млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы[3].
Эволюция биосферы
Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических (солнечного излучения, гравитационных сил, магнитных полей Солнца, Луны и др. небесных тел)
По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е. оболочки, образованной .веществом Земли, происходило на ранних стадиях существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности и в глубинных слоях планеты и находили проявление в извержениях вулканов, землетрясениях, подвижках земной коры, горообразовании. Такие процессы происходят и сейчас на безжизненных планетах солнечной системы и их спутниках – Марсе, Венере, Луне.
С возникновением жизни (саморазвивающихся устойчивых форм) сначала медленно и слабо, затем все быстрее и значительнее стало проявляться влияние живой материи на геологические процессы Земли.
Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела к возникновению нового образования – биосферы – тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.
Так, например, в результате процесса фотосинтеза – деятельности зеленых растений, образовался современный газовый состав атмосферы, в ней появился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза существенно влияет концентрация углекислого газа в атмосфере, наличие влаги и тепла.
Почва является целиком результатом деятельности живого вещества в косной (неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату, топографии, деятельности микроорганизмов и растений и материнским породам. Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к этому времени относятся первые обнаруженные остатки живых организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии[2].
В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды, планетарные перемещения воздушных масс, а также биологический круговорот, характеризующийся емкостью – количеством химических элементов, находяшихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью – количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени. В результате на Земле поддерживается большой геологический круговорот веществ, где для каждого элемента характерна своя скорость миграции в больших и малых циклах. Скорости всех циклов отдельных элементов в биосфере теснейшим образом сопряжены между собой[1].
Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и вещества в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.
Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество, можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах Приполярья, и в горячих водах источников вулканических районов.
Такую способность к распространению живого вещества В.И.Вернадский назвал «всюдностью жизни»[2].
Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических сообществ, умножения числа видов и совершенствования их приспособляемости. Эволюционный процесс сопровождался увеличением эффективности преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.
Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид на основе многочисленных изменений приобрел не только сознание (совершенную форму отображения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда.
Посредством орудий труда человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.
Биосфера и человек. Ноосфера.
Термин «ноосфера» был предложен в1927 году французским математиком и философом Э.Леруа. «Noos» – древнегреческое название человеческого разума[3].
Первая созданная человеком культура-палеолит (каменный век) – продолжалась примерно 20-30 тысяч лет. Она совпадала с длительным периодом оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества была охота на крупных животных: благородного и северного оленя, шерстистого носорога, осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека каменного века находят многочисленные кости диких животных – свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов. Если мелкие травоядные могли восполнить потери от преследования охотниками высокой рождаемостью, то крупные животные в силу эволюционной истории были лишены этой возможности. Дополнительные трудности возникли вследствие изменения природных условий в конце палеолита. 10-12 тысяч лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерли крупные животные. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюся экономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития, характеризовавшийся только использованием пищи, т.е. чисто потребительским отношением к окружающей среде.
В следующую эпоху – эпоху неолита (новый каменный век) – наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретает процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тысяч лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных – коз, свиней, овец. Развиваются зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Широко используется огонь и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.
Антропогенные воздействия на биосферу. Современное состояние природной среды
Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом вещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессов биогеохимические циклы с участием живого вещества имеют значительно более высокие интенсивность, скорость и количество вовлеченного в оборот вещества.
С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества – как органического, живого, так и минерального, косного.
Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. В.И.Вернадский писал: “Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли”. Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов[1].
В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом.
Атмосфера – внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы
Масса атмосферы нашей планеты ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако роль ее в природных процессах биосферы огромна: она определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных воздействий космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них – на режим рек, почвенно-растительный покров, процессы рельефообразования.
Современный состав атмосферы – результат длительного исторического развития земного шара. Состав атмосферы – кислород, азот, аргон, углекислый газ и инертные газы.
В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые обычно в сельской местности содержатся в очень небольших количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для здоровья. Кроме того, вредные газы, соединяясь с атмосферной влагой и выпадая в виде кислых дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай.
По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа)[3].
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно зеленого покрова нашей планеты.
Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. От них страдают леса, особенно хвойные.
Основная причина загрязнения атмосферы – сжигание природного топлива и металлургическое производство. Если в XIX и начале ХХ века поступающие в окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти полностью ассимилировались растительностью Земли, то в настоящее время содержание продуктов сгорания неуклонно возрастает. Из печей, топок, выхлопных труб автомобилей в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид – ядовитый газ, легко растворимый в воде. Концентрация сернистого газа в атмосфере особенно высока в окрестностях медеплавильных заводов. Он вызывает разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцевых зерен, засыхание и опадание листьев, хвои.
В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 миллиардов тонн углекислого газа. Антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее время большую долю его количества, нарушают прозрачность атмосферы, а следовательно ее тепловой баланс. Половина диоксида углерода, образующегося при сгорании ископаемого топлива, поглощается океаном и зелеными растениями, половина остается в воздухе. Содержание углекислого газа в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилась более чем на 10%. Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая там так называемый «парниковый эффект», т.е. увеличение средней температуры атмосферы на несколько градусов, что способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры и другие неблагоприятные последствия. Таким образом, изменение содержания углекислого газа в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли[3].
Вода – основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод
Вода – самое распространенное неорганическое соединение на планете; вода – основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле – фотосинтезе.
С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, т.к. к простому явлению испарения добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов, особенно человека.
Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиеничес их условий жизни человека, развития промышленности и орошаемого земледелия. Су
и т.д……………..
