По прогнозам специалистов, эмиссия в воздушный бассейн от автотранспорта в пределах России будет повышаться, поскольку в ближайшие годы предполагается довольно значительное увеличение автопарка. Кроме того, в России используется низкоактановый бензин типа А-76, который в развитых странах уже вышел из употребления.
Особое беспокойство вызывает использование свинца в качестве антидетонатора жидкого топлива. Проблема устранения свинцовых добавок из горючего с целью предотвращения отравления окружающей среды токсичными выхлопными газами все больше привлекает внимание ученых.
Из года в год растет парк современных летательных аппаратов - самолетов, ракет, причем воздействие их на атмосферу становится значительнее и ощутимее. Самолетами в воздух выбрасывается много окиси углерода, особенно при взлете.
В связи с проблемой уменьшения озонового слоя и обнаружения озоновых "дыр", все больше появляется сообщений о влиянии на стратосферу сверхзвуковых самолетов, которые выделяют множество окислов азота, резко уменьшая содержание озона в атмосфере.
4.3 Загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий
Отрасли черной металлургии выбрасывают в воздух различные газы. Выброс пыли в расчете на 1 т передельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа—2,7 кг и марганца—0,5 — 0,1 кг. В выбросах в результате доменного процесса содержатся соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, редких металлов, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Значительным источником загрязнения воздуха являются агломерационные фабрики. Во время агломерации происходит выгорание серы из пиритов. Сульфидные руды содержат до 10 % серы, а после агломерации ее остается менее 0,2 — 0,8 %. Выброс сернистого газа при агломерации составляет 190 кг на 1 т руды [39 ].
Мартеновский и конверторный сталеплавильные процессы выбрасывают при подаче кислорода в расплавленный металл 25 — 52 г/м пыли на 1 т стали, до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа. При коксовании 1 т угля образуется 300 — 320 м коксового газа, в состав которого входят: водород — 50 — 62 % (объемных); метан — 20— 34; окись углерода — 4,5 — 4,7; углекислый газ — 1,8 — 4,0; азот — 5 — 10 ; углеводороды — 2,0 — 2,6 и кислород — 0,2 — 0,5 %. Основная масса этих выбросов при производстве улавливается, но 6 % попадает в атмосферу. Иногда в силу технологического нарушения режима работы коксовых батарей в атмосферу выбрасываются значительные объемы неочищенного газа [39].
Предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу сернистый и углекислый газ, окись углерода и пыли окислов разных металлов. При получении металлического алюминия электролизом с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферных воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений. В частности, при получении 1 т алюминия в зависимости от типа и мощности электролизера расходуется от 33 до 47 кг фтора, при этом около 65 % его попадает в атмосферу [31].
Цементная промышленность "поставляет" в атмосферу особенно много пыли при измельчении клинкера (обожженной сырьевой смеси для изготовления цемента) в шаровых мельницах, в дробилках с сушильной установкой.
Химическая и нефтеперерабатывающая отрасли дают разнообразный спектр загрязнителей. При производстве серной кислоты из пиритов происходит выброс токсичных пылей пирита и мышьяковистых соединений, а также серного ангидрида. При производстве из сульфидов меди и цинка загрязнителей меньше, но есть газы с соединениями серы. Производство азотной кислоты поставляет окислы азота. Производство бумаги сопровождается выбросами меркоптанов (тиолов), копоти, сернистого ангидрида, сероводорода и др.
4.4 Проблема «парникового эффекта»
В середине XX в. среди ученых, занимающихся проблемами изменения климата, широко распространилось мнение об антропогенной обусловленности повышения температуры на Земле, которое активно поддерживается и обсуждается на различных уровнях до настоящего времени. Повышение температуры связывается с парниковым эффектом, вызванным увеличением содержания углекислого газа в атмосфере из-за интенсивного сжигания ископаемого топлива. За XX в. количество углекислого газа в атмосфере увеличилось на 10 %. В доиндустриальный период концентрация составляла 280 частей углекислого газа на 1 миллион частей воздуха по объему. Эта цифра достигла в 1980 г. 340 и предполагается, что она удвоится между серединой и концом следующего столетия. Другие газы также играют важную роль в парниковом эффекте, и их роль значительно возрастает. "Вклад" отдельных газов в парниковый эффект оценивается следующим образом: водяной пар — 62 %, углекислый газ — 1,7, озон — 7,2, закись азота — 4,2, метан — 2,4, остальные газы (аммиак, фреоны, четыреххлористый углерод, закись азота, молекулярный азот) — 2,4 % [22]. Заметную роль в парниковом эффекте начали играть метан, закись азота, фреоны, аммиак. Их эффективность в ряде случаев значительно превышает даже эффект углекислого газа. Так, добавление в атмосферу 1 молекулы фреона дает такой же эффект, как 10000 молекул углекислого газа [37 ].
Если современные тенденции будут сохраняться, то суммарная концентрация углекислого и других "парниковых" газов в атмосфере будет эквивалентной удвоению содержания первого по сравнению с уровнем доиндустриального периода, возможно, уже к 2030 г., что может привести к повышению глобальных средних температур в большем размере, чем это когда-либо было в истории человечества. Повышение температур на поверхности земли оценивается в пределах 1,5—4,5 °С, причем более значительным оно будет зимой в высоких широтах, чем у экватора [39]
Повышение температур приведет к активному таянию ледников и, следовательно, к повышению уровня Мирового океана. Будут затоплены обширные низменности вдоль побережья морей и океанов, где располагаются крупные города и сельскохозяйственные районы. В итоге будут нарушены экономические, социальные и политические структуры. Предполагается коренное изменение режима осадков, ландшафтные зоны продвинутся значительно севернее. Какие произойдут изменения в отдельных экосистемах? На этот вопрос пока нет ответа.
Малая изученность механизма колебания климата и недостаток фактических данных для понимания данной проблемы хотя и могут служить основанием для критики выводов о неизбежности роста концентрации углекислого газа в атмосфере за счет человеческой деятельности, но не подвергают сомнению разумность призывов ко всемирному сокращению выбросов в атмосферу углекислого и других "парниковых" газов, прекращению уничтожения биосферы, ее сохранению и умножению.
5. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОСФЕРУ
5.1 Общие запасы, размещение и использование водных ресурсов
Весь объем гидросферы составляет около 1 386 млн км . Основная масса воды сосредоточена в Мировом океане -1 338 млн км3 (96,5 %). Объем пресных вод на Земле оценивается величиной около 35 млн км . Большая доля приходится на ледники и постоянно залегающий снежный покров — 24 млн км (69,5 %). Подземные воды составляют 3 млн км3. Почвенная влага в отличие от подземных вод сильно колеблется в зависимости от сезона года, погоды. Она практически вся содержится в верхнем двухметровом слое, и ее общие запасы составляют 16500 км3.
Водные ресурсы распределяются по земному шару неравномерно "многоводной" считается Бразилия, которая имеет запасы воды 9 230 км. Россия занимает второе 4 270 км3.
В России водообеспеченность на 1 км2 территории колеблется от 125 тыс. м3 в Центрально-земном районе до 576,5 — в Волго-Вятском, а на одного жителя от 2,7 тыс. м3 в Центральночерноземном до 90,6 — в Северном. Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Ростовская, Астраханская, Липецкая, Воронежская, Курская области. Республика Калмыкия и некоторые ее территории [38]. И, наоборот, в районах, слабо развитых экономически и малозаселенных, таких, как северные районы Сибири, северо-восток страны, протекают крупнейшие реки: Обь, рей, Хатанга, Лена, Яна, Индигирка, Колыма и др.
Человечество может использовать для своих нужд только около 37-45 тыс. км3 ежегодно, т.е. ту часть общего круговорота воды, которая приходится на речной сток и соответственно возобновляется.
Кроме того, используется около 13 тыс.км подземных вод. Современное водопотребление в мире составляет 2 600- 3 320 км3 в год.(Таблица 5.1)
Таблица 5.1
Динамика водопотребления в мире по видам хозяйственной деятельности
| Водопотребитель | 1900,км3 в год | 1960,км3 в год | 1980 | 2000 | ||
| Км3 в год | % | Км3 в год | % | |||
| Сельское хозяйство | 525/409 | 1550/1180 | 2290/1730 | 68,9/88,7 | 3250/2500 | 62,6/86,2 |
| Промышленность | 36,2/3,5 | 330/24,9 | 710/61,9 | 21,4/3.1 | 1280/117 | 24,7/4,0 |
| Коммунальное хозяйство | 16,1/4,0 | 8/20,3 | 200/41,1 | 6,1/2.1 | 441/64,5 | 8,5/2,2 |
| Водохранилища | 0,3/0,3 | 23/23 | 120/120 | 3,6/6,1 | 220/220 | 4,2/7,7 |
| Итого (круглено) | 578/417 | 1985/1248 | 3320/1947 | 100/100 | 5191/2901 | 100/100 |
Примечание: в числителе- полное, в знаменателе - безвозвратное водопотребление.
Основным потребителем воды является сельское хозяйство. Oднако, наметилась тенденция к снижению его доли в водопотреблении: в начале века на сельское хозяйство приходилось 88 "/ суммарного водопотребления, сейчас — 73, а к 2000 г. предполагается уменьшение до 58 % [31]. Для орошения 1 га земли забирается в Западной Европе 4000 — 6000 м3 воды, в США и Мексике — 7000 — 8000, в Индии и Индонезии — 9000 -10000 и, в бывшем Союзе — 12500 м3 (601. Для производства 1 т зерна требуется 100 м3 пресной воды, 1 т риса — 400, 1 кг мяса — 27, 1 л молока —4м3 .
Промышленностью ежегодно потребляется более 600 км3 пpесной воды. Возросшее, водопотребление за последние десятилетия связано с развитием водоемких отраслей — теплоэнергетики, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, на нужды которых расходуется 80 — 90 % всех промышленных водозаборов.