ÀÒÌÎÑÔÅÐÀ — ÂÍÅØÍßß ÎÁÎËÎ×ÊÀ
ÁÈÎÑÔÅÐÛ. ÇÀÃÐßÇÍÅÍÈÅ ÀÒÌÎÑÔÅÐÛ
Ìàññà àòìîñôåðû íàøåé ïëàíåòû íè÷òîæíà — âñåãî
ëèøü îäíà ìèëëèîííàÿ ìàññû Çåìëè. Îäíàêî åå ðîëü
â ïðèðîäíûõ ïðîöåññàõ áèîñôåðû îãðîìíà. Íàëè÷èå
âîêðóã çåìíîãî òî øàðà àòìîñôåðû îïðåäåëÿåò
îáùèé òåïëîâîé ðåæèì ïîâåðõíîñòè íàøåé ïëàíåòû,
çàùèùàåò åå îò âðåäíûõ êîñìè÷åñêîãî è
óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèé. Öèðêóëÿöèÿ
àòìîñôåðû îêàçûâàåò âëèÿíèå íà ìåñòíûå
êëèìàòè÷åñêèå óñëîâèÿ, à ÷åðåç íèõ — íà ðåæèì
ðåê, ïî÷âåííî-ðàñòèòåëüíûé ïîêðîâ è íà ïðîöåññû
ðåëüåôîîáðàçîâàíèÿ.
Ñîâðåìåííûé ãàçîâûé ñîñòàâ àòìîñôåðû —
ðåçóëüòàò äëèòåëüíîãî èñòîðè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ
çåìíîãî øàðà. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé â îñíîâíîì
ãàçîâóþ ñìåñü äâóõ êîìïîíåíòîâ — àçîòà (78,09 %) è
êèñëîðîäà (20,95 %). Â íîðìå â íåì ïðèñóòñòâóþò òàêæå
àðãîí (0,93 %), óãëåêèñëûé ãàç (0,03 %) è íåçíà÷èòåëüíûå
êîëè÷åñòâà èíåðòíûõ ãàçîâ (íåîí, ãåëèé, êðèïòîí,
êñåíîí), àììèàêà, ìåòàíà, îçîíà, äèîêñèäîâ ñåðû è
äðóãèõ ãàçîâ. Íàðÿäó ñ ãàçàìè â àòìîñôåðå
ñîäåðæàòñÿ òâåðäûå ÷àñòèöû, ïîñòóïàþùèå ñ
ïîâåðõíîñòè Çåìëè (íàïðèìåð, ïðîäóêòû ãîðåíèÿ,
âóëêàíè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, ÷àñòèöû ïî÷âû) è èç
êîñìîñà (êîñìè÷åñêàÿ ïûëü), à òàêæå ðàçëè÷íûå
ïðîäóêòû ðàñòèòåëüíîãî, æèâîòíîãî èëè
ìèêðîáíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Êðîìå òîãî, âàæíóþ
ðîëü â àòìîñôåðå èãðàåò âîäÿíîé ïàð.
Íàèáîëüøåå çíà÷åíèå äëÿ ðàçëè÷íûõ ýêîñèñòåì
èìåþò òðè ãàçà, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ àòìîñôåðû:
êèñëîðîä, óãëåêèñëûé ãàç è àçîò. Ýòè ãàçû
ó÷àñòâóþò â îñíîâíûõ áèîãåîõèìè÷åñêèõ öèêëàõ.
Êèñëîðîä èãðàåò âàæíåéøóþ ðîëü â æèçíè
áîëüøèíñòâà æèâûõ îðãàíèçìîâ íàøåé ïëàíåòå. Îí
íåîáõîäèì âñåì äëÿ äûõàíèÿ. Êèñëîðîä íå âñåãäà
âõîäèë â ñîñòàâ çåìíîé àòìîñôåðû. Îí ïîÿâèëñÿ â
ðåçóëüòàòå æèçíåäåÿòåëüíîñòè ôîòîñèíòåçèðóþùèõ
îðãàíèçìîâ. Ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòîâûõ
ëó÷åé îí ïðåâðàùàëñÿ â îçîí. Ïî ìåðå íàêîïëåíèÿ
îçîíà ïðîèçîøëî îáðàçîâàíèå îçîíîâîãî ñëîÿ â
âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû. Îçîíîâûé ñëîé, êàê
ýêðàí, íàäåæíî çàùèùàåò ïîâåðõíîñòü Çåìëè îò
óëüòðàôèîëåòîâîé ðàäèàöèè, ãèáåëüíîé äëÿ æèâûõ
îðãàíèçìîâ.
Ñîâðåìåííàÿ.àòìîñôåðà ñîäåðæèò åäâà ëè
äâàäöàòóþ ÷àñòü êèñëîðîäà, èìåþùåãîñÿ íà íàøåé
ïëàíåòå. Ãëàâíûå.çàïàñû êèñëîðîäà ñîñðåäîòî÷åíû
â êàðáîíàòàõ, â îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâàõ è îêèñëàõ
æåëåçà, ÷àñòü êèñëîðîäà ðàñòâîðåíà â âîäå. Â
àòìîñôåðå, ïî-âèäèìîìó, ñëîæèëîñü
ïðèáëèçèòåëüíîå ðàâíîâåñèå ìåæäó ïðîèçâîäñòâîì
êèñëîðîäà â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà è åãî
ïîòðåáëåíèåì æèâûìè îðãàíèçìàìè. Íî â ïîñëåäíåå
âðåìÿ ïîÿâèëàñü îïàñíîñòü, ÷òî â ðåçóëüòàòå
÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè çàïàñû êèñëîðîäà â
àòìîñôåðå ìîãóò óìåíüøèòüñÿ. Îñîáóþ îïàñíîñòü
ïðåäñòàâëÿåò ðàçðóøåíèå îçîíîâîãî ñëîÿ, êîòîðîå
íàáëþäàåòñÿ â ïîñëåäíèå ãîäû. Áîëüøèíñòâî ó÷åíûõ
ñâÿçûâàþò ýòî ñ äåÿòåëüíîñòüþ ÷åëîâåêà.
Êðóãîâîðîò êèñëîðîäà â áèîñôåðå íåîáû÷àéíî
ñëîæåí, òàê êàê ñ íèì âñòóïàåò â ðåàêöèþ áîëüøîå
êîëè÷åñòâî îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ
âåùåñòâ, à òàêæå âîäîðîä, ñîåäèíÿÿñü ñ êîòîðûì
êèñëîðîä îáðàçóåò âîäó.
Óãëåêèñëûé ãàç (äèîêñèä óãëåðîäà) èñïîëüçóåòñÿ
â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà äëÿ îáðàçîâàíèÿ
îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ. Èìåííî áëàãîäàðÿ ýòîìó
ïðîöåññó çàìûêàåòñÿ êðóãîâîðîò óãëåðîäà â
áèîñôåðå. Êàê è êèñëîðîä, óãëåðîä âõîäèò â ñîñòàâ
ïî÷â, ðàñòåíèé, æèâîòíûõ, ó÷àñòâóåò â
ìíîãîîáðàçíûõ ìåõàíèçìàõ êðóãîâîðîòà âåùåñòâ â
ïðèðîäå. Ñîäåðæàíèå óãëåêèñëîãî ãàçà â âîçäóõå,
êîòîðûé ìû âäûõàåì, ïðèìåðíî îäèíàêîâî â
ðàçëè÷íûõ ðàéîíàõ ïëàíåòû. Èñêëþ÷åíèå
ñîñòàâëÿþò êðóïíûå ãîðîäà, â êîòîðûõ ñîäåðæàíèå
ýòîãî ãàçà â âîçäóõå áûâàåò âûøå íîðìû.
Íåêîòîðûå êîëåáàíèÿ ñîäåðæàíèÿ óãëåêèñëîãî
ãàçà â âîçäóõå ìåñòíîñòè çàâèñÿò îò âðåìåíè
ñóòîê, ñåçîíà ãîäà, áèîìàññû ðàñòèòåëüíîñòè. Â òî
æå âðåìÿ èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ñ íà÷àëà
âåêà ñðåäíåå ñîäåðæàíèå óãëåêèñëîãî ãàçà â
àòìîñôåðå, õîòÿ è ìåäëåííî, íî ïîñòîÿííî
óâåëè÷èâàåòñÿ. Ó÷åíûå ñâÿçûâàþò ýòîò ïðîöåññ
ãëàâíûì îáðàçîì ñ äåÿòåëüíîñòüþ ÷åëîâåêà.
Àçîò — íåçàìåíèìûé áèîãåííûé ýëåìåíò,
ïîñêîëüêó îí âõîäèò â ñîñòàâ áåëêîâ è
íóêëåèíîâûõ êèñëîò. Àòìîñôåðà — íåèñ÷åðïàåìûé
ðåçåðâóàð àçîòà, îäíàêî îñíîâíàÿ ÷àñòü æèâûõ
îðãàíèçìîâ íå ìîæåò íåïîñðåäñòâåííî
èñïîëüçîâàòü ýòîò àçîò: îí äîëæåí áûòü
ïðåäâàðèòåëüíî ñâÿçàí â âèäå õèìè÷åñêèõ
ñîåäèíåíèé.
×àñòè÷íî àçîò ïîñòóïàåò èç àòìîñôåðû â
ýêîñèñòåìû â âèäå îêñèäà àçîòà, îáðàçóþùåãîñÿ
ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ âî âðåìÿ
ãðîç. Îäíàêî îñíîâíàÿ ÷àñòü àçîòà ïîñòóïàåò â
âîäó è ïî÷âó â ðåçóëüòàòå åãî áèîëîãè÷åñêîé
ôèêñàöèè. Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî âèäîâ áàêòåðèé è
ñèíå-çåëåíûõ âîäîðîñëåé (ê ñ÷àñòüþ, âåñüìà
ìíîãî÷èñëåííûõ), êîòîðûå ñïîñîáíû ôèêñèðîâàòü
àçîò àòìîñôåðû. Â ðåçóëüòàòå èõ äåÿòåëüíîñòè, à
òàêæå áëàãîäàðÿ ðàçëîæåíèþ îðãàíè÷åñêèõ
îñòàòêîâ â ïî÷âå ðàñòåíèÿ-àâòîòðîôû ïîëó÷àþò
âîçìîæíîñòü óñâàèâàòü íåîáõîäèìûé àçîò.
Êðóãîâîðîò àçîòà òåñíî ñâÿçàí ñ êðóãîâîðîòîì
óãëåðîäà. Íåñìîòðÿ íà òî ÷òî êðóãîâîðîò àçîòà
ñëîæíåå, ÷åì êðóãîâîðîò óãëåðîäà, îí, êàê ïðàâèëî,
ïðîèñõîäèò áûñòðåå.
Äðóãèå ñîñòàâíûå ÷àñòè âîçäóõà íå ó÷àñòâóþò â
áèîõèìè÷åñêèõ öèêëàõ, íî íàëè÷èå áîëüøîãî
êîëè÷åñòâà çàãðÿçíèòåëåé â àòìîñôåðå ìîæåò
ïðèâåñòè ê ñåðüåçíûì íàðóøåíèÿì ýòèõ öèêëîâ.
Çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðû. Ðàçëè÷íûå íåãàòèâíûå
èçìåíåíèÿ àòìîñôåðû Çåìëè ñâÿçàíû ãëàâíûì
îáðàçîì ñ èçìåíåíèåì êîíöåíòðàöèè
âòîðîñòåïåííûõ êîìïîíåíòîâ àòìîñôåðíîãî
âîçäóõà.
Ñóùåñòâóåò äâà ãëàâíûõ èñòî÷íèêà çàãðÿçíåíèÿ
àòìîñôåðû: åñòåñòâåííûé è àíòðîïîãåííûé.
Åñòåñòâåííûé èñòî÷íèê — ýòî âóëêàíû, ïûëüíûå
áóðè, âûâåòðèâàíèå, ëåñíûå ïîæàðû, ïðîöåññû
ðàçëîæåíèÿ ðàñòåíèé è æèâîòíûõ.
Ê îñíîâíûì àíòðîïîãåííûì èñòî÷íèêàì
çàãðÿçíåíèÿ àòìîñôåðû îòíîñÿòñÿ ïðåäïðèÿòèÿ
òîïëèâíî-ýíåðãåòè÷åñêîãî êîìïëåêñà, òðàíñïîðò,
ðàçëè÷íûå ìàøèíîñòðîèòåëüíûå ïðåäïðèÿòèÿ.
Ïî äàííûì ó÷åíûõ (1990 å.), åæåãîäíî â ìèðå â
ðåçóëüòàòå äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà â àòìîñôåðó
ïîñòóïàåò 25,5 ìëðä ò îêñèäîâ óãëåðîäà, 190 ìëí ò
îêñèäîâ ñåðû, 65 ìëí ò îêñèäîâ àçîòà, 1,4 ìëí ò
õëîðôòîðóãëåðîäîâ (ôðåîíîâ), îðãàíè÷åñêèå
ñîåäèíåíèÿ ñâèíöà, óãëåâîäîðîäû, â òîì ÷èñëå
êàíöåðîãåííûå (âûçûâàþùèå çàáîëåâàíèå ðàêîì).
Ïîìèìî ãàçîîáðàçíûõ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ, â
àòìîñôåðó ïîñòóïàåò áîëüøîå êîëè÷åñòâî òâåðäûõ
÷àñòèö. Ýòî ïûëü, êîïîòü è ñàæà. Áîëüøóþ îïàñíîñòü
òàèò çàãðÿçíåíèå ïðèðîäíîé ñðåäû òÿæåëûìè
ìåòàëëàìè. Ñâèíåö, êàäìèé, ðòóòü, ìåäü, íèêåëü,
öèíê, õðîì, âàíàäèé ñòàëè ïðàêòè÷åñêè
ïîñòîÿííûìè êîìïîíåíòàìè âîçäóõà ïðîìûøëåííûõ
öåíòðîâ. Îñîáåííî îñòðî ñòîèò ïðîáëåìà
çàãðÿçíåíèÿ âîçäóõà ñâèíöîì.
Ãëîáàëüíîå çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðíîãî âîçäóõà
ñêàçûâàåòñÿ íà ñîñòîÿíèè ïðèðîäíûõ ýêîñèñòåì,
îñîáåííî íà çåëåíîì ïîêðîâå íàøåé ïëàíåòû. Îäíèì
èç ñàìûõ íàãëÿäíûõ ïîêàçàòåëåé ñîñòîÿíèÿ
áèîñôåðû ñëóæàò ëåñà èõ ñàìî÷óâñòâèå.
Êèñëîòíûå äîæäè, âûçûâàåìûå ãëàâíûì îáðàçîì
äèîêñèäîì ñåðû è îêñèäàìè àçîòà, íàíîñÿò
îãðîìíûé âðåä ëåñíûì áèîöåíîçàì. Óñòàíîâëåíî,
÷òî õâîéíûå ïîðîäû ñòðàäàþò îò êèñëîòíûõ äîæäåé
â áîëüøåé ñòåïåíè, ÷åì øèðîêîëèñòâåííûå.
Òîëüêî íà òåððèòîðèè íàøåé ñòðàíû îáùàÿ
ïëîùàäü ëåñîâ, ïîðàæåííûõ ïðîìûøëåííûìè
âûáðîñàìè, äîñòèãëà 1 ìëí. ãà. Çíà÷èòåëüíûì
ôàêòîðîì äåãðàäàöèè ëåñîâ â ïîñëåäíèå ãîäû
ÿâëÿåòñÿ çàãðÿçíåíèå îêðóæàþùåé ñðåäû
ðàäèîíóêëèäàìè. Òàê, â ðåçóëüòàòå àâàðèè íà
×åðíîáûëüñêîé ÀÝÑ ïîðàæåíî 2,1 ìëí ãà ëåñíûõ
ìàññèâîâ.
Îñîáåííî ñèëüíî ñòðàäàþò çåëåíûå íàñàæäåíèÿ â
ïðîìûøëåííûõ ãîðîäàõ, àòìîñôåðà êîòîðûõ
ñîäåðæèò áîëüøîå êîëè÷åñòâî çàãðÿçíÿþùèõ
âåùåñòâ.
Âîçäóøíàÿ ýêîëîãè÷åñêàÿ ïðîáëåìà èñòîùåíèÿ
îçîíîâîãî ñëîÿ, â òîì ÷èñëå ïîÿâëåíèå îçîíîâûõ
äûð íàä Àíòàðêòèäîé è Àðêòèêîé, ñâÿçàíà ñ
÷ðåçìåðíûì ïðèìåíåíèåì ôðåîíîâ â ïðîèçâîäñòâå è
áûòó.
|