По определению, загрязнение относится к любому вопросу, который «не к месту». Другими словами, это то, что происходит, когда токсины, загрязняющие вещества и другие вредные продукты попадают в окружающую среду, нарушая ее нормальную структуру и функции. Когда речь заходит о нашей атмосфере, загрязнение означает попадание химических веществ, твердых частиц и биологического вещества, которое может быть вредным для человека, растений и животных и наносить ущерб окружающей среде.
Принимая во внимание, что некоторые причины загрязнения являются полностью естественными - будучи результатом внезапных изменений температуры, сезонных изменений или регулярных циклов, - другие являются результатом антропогенного воздействия (то есть антропогенного или антропогенного). Все больше и больше влияние загрязнения воздуха на нашей планете, особенно в результате человеческой деятельности, вызывает серьезную обеспокоенность у разработчиков, специалистов по планированию и экологических организаций, учитывая их долгосрочный эффект.
По составу атмосфера Земли состоит из газообразного азота (78%), газообразного кислорода (21%) и других микроэлементов (таких как аргон и углекислый газ). Этот баланс важен для всей жизни на Земле, поэтому попадание загрязняющих веществ может оказать глубокое и разрушительное воздействие. В общем, загрязнение может принимать различные формы, такие как соединения углерода, такие как окись углерода (CO) и двуокись углерода (CO²). серные соединения, такие как диоксид серы (SO2), метан, радиоактивный распад или токсичные химические вещества.
Кроме того, загрязнение воздуха можно разделить на первичные и вторичные виды загрязняющих веществ. Принимая во внимание, что первичные загрязнители вызываются первичными источниками, то есть прямым результатом процессов (таких как промышленные выбросы или извержения вулканов), вторичные загрязнители являются результатом смешения и реакций первичных загрязнителей (таких как выбросы углерода и водяные пары, которые создают смог) ,
Естественные причины:
Природные формы загрязнения - это те, которые возникают в результате природных явлений. Это означает, что они вызваны периодическими действиями, которые не созданы человеком или не являются результатом человеческой деятельности. Более того, эти источники загрязнения подвержены естественным циклам, более распространенным в определенных условиях и менее распространенным в других. Быть частью естественных климатических изменений Земли также означает, что они устойчивы в течение длительных периодов времени.
Пыль и лесные пожары:
На больших площадях открытой местности, где растительность практически отсутствует или особенно сухая из-за недостатка осадков, ветер может естественным образом создавать пыльные бури. Эти твердые частицы при добавлении в воздух могут оказывать естественное согревающее действие, а также могут представлять опасность для здоровья живых существ. Твердые частицы, рассеянные в регионах с естественной растительностью, также могут стать естественным препятствием для фотосинтеза.
Лесные пожары - это естественное явление в лесистых районах, когда происходят продолжительные засушливые периоды, как правило, в результате сезонных изменений и отсутствия осадков. Дым и окись углерода, вызванные этими пожарами, способствуют повышению уровня углерода в атмосфере, что способствует большему нагреванию, вызывая парниковый эффект.
Животное и растительность:
Пищеварение животных (особенно крупного рогатого скота) является еще одной причиной естественного загрязнения воздуха, что приводит к выбросу метана, другого парникового газа. В некоторых регионах мира растительность, такая как черная камедь, тополь, дуб и ива, выделяет значительное количество летучих органических соединений (ЛОС) в теплые дни. Они реагируют с первичными антропогенными загрязнителями - в частности, с оксидами азота, диоксида серы и соединениями углерода - с образованием низменных сезонных дымок, которые богаты озоном.
Вулканическая активность:
Извержения вулканов являются основным источником естественного загрязнения воздуха. Когда происходит извержение, оно производит огромное количество серной, хлорной и зольной продукции, которая выбрасывается в атмосферу и может быть унесена ветрами для рассеивания на больших площадях. Кроме того, известно, что такие соединения, как диоксид серы и вулканический пепел, обладают естественным охлаждающим эффектом благодаря своей способности отражать солнечную радиацию.
Антропогенные причины:
Но на сегодняшний день самым большим фактором, способствующим загрязнению воздуха, являются те, которые являются результатом воздействия человека, то есть техногенных причин. Это в значительной степени результат зависимости человека от ископаемого топлива и тяжелой промышленности, но также может быть связано с накоплением отходов, современным сельским хозяйством и другими техногенными процессами.
Выбросы ископаемого топлива:
Сжигание ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и другие фабричные горючие материалы, является основной причиной загрязнения воздуха. Они обычно используются на электростанциях, производственных объектах (заводах) и мусоросжигательных заводах, а также в печах и других типах отопительных приборов, работающих на топливе. Обеспечение кондиционирования воздуха и других услуг также требует значительного количества электроэнергии, что, в свою очередь, приводит к увеличению выбросов.
По данным Союза заинтересованных ученых, на долю промышленности приходится 21% выбросов парниковых газов в США, а на производство электроэнергии приходится еще 31%. В то же время выбросы, вызываемые автомобилями, работающими на бензине, - то есть CO, CO 2, оксиды азота, твердые частицы и водяной пар - также являются значительным источником загрязнения воздуха.
Исследование, проведенное UCS в 2013 году, показало, что на транспорт приходится более половины окиси углерода и оксидов азота и почти четверть углеводородов, выбрасываемых в воздух в США. В целом ситуация аналогична, с небольшими различиями в зависимости от сектора. Согласно Пятому оценочному отчету МГЭИК (2014 г.), на долю промышленности пришлось 21% от общего объема выбросов парниковых газов, на производство электроэнергии и тепла - еще 25%, а на транспорт - 14%.
Сельское хозяйство и животноводство:
Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве (также как выращивание сельскохозяйственных культур и скота) создаются сочетанием факторов, одним из которых является производство метана скотом. Другой причиной является вырубка лесов, где потребность в пастбищах и растущих полях требует удаления деревьев, которые в противном случае улавливали бы углерод и очищали воздух.
Согласно Пятому оценочному отчету МГЭИК, на сельское хозяйство приходится 24% годовых выбросов. Однако эта оценка не включает CO2, который экосистемы удаляют из атмосферы путем отделения углерода в биомассе, мертвых органических веществах и почвах, что компенсирует приблизительно 20% выбросов в этом секторе.
Отходы:
Также известно, что на свалках образуется метан, который является не только основным парниковым газом, но и удушающим, легко воспламеняющимся и потенциально опасным, если свалки растут без контроля. Рост населения и урбанизация пропорционально связаны с производством отходов, что, в свою очередь, приводит к увеличению спроса на свалки, удаленные от городской среды. Таким образом, эти места стали значительным источником производства метана.
В течение некоторого времени ученые-экологи знали, что у Земли есть несколько саморегулируемых механизмов. Когда дело доходит до атмосферы Земли, эти механизмы позволяют улавливать углерод и другие загрязнители, гарантируя, что баланс ее экосистемы остается неизменным. К сожалению, растущее влияние человечества на планету угрожает навсегда изменить этот баланс.
По сути, мы добавляем загрязняющие вещества в воздух (а также океаны и массы суши) быстрее, чем естественные механизмы Земли могут их удалить. И результаты этого ощущаются с точки зрения кислотных дождей, смога, глобального потепления и ряда проблем со здоровьем, которые могут быть непосредственно связаны с воздействием этих вредных загрязнителей. Если мы намерены продолжать жить на планете Земля, тогда нашей целью должно быть обеспечение устойчивости и уменьшение загрязнения окружающей среды!
Мы написали много статей о загрязнении воздуха для журнала Space. Вот загрязнение воздуха, связанное с ростом жизни в океанах, может ли загрязнение азотом дать толчок тропической флоре? И как работает улавливание углерода?
Для получения дополнительной информации посетите домашнюю страницу Visible Earth. А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.
В Astronomy Cast также есть эпизоды о планете Земля и влиянии человечества на окружающую среду - Эпизод 51: Земля и Эпизод 308: Изменение климата.
