Естественные факторы, воздействующие на биосферу
Геомагнитное поле
Магнитные силовые линии образуют вокруг земного шара магнитосферу, которая защищает нас от солнечного ветра. При высокой солнечной активности высоко энергетические частицы солнечной плазмы вызывают магнитные бури, нарушающие стройную структуру магнитосферы.
Биомагнитное поле воздействует на все живое. Во время магнитных бурь ухудшается состояние больных, увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, изменяются показания приборов, что приводит к авариям самолетов.
То есть магнитное поле Земли и магнитные бури следует принимать во внимание при анализе условий безопасности и расследовании катастроф.
Космические излучения
Космические лучи – это энергия из космоса в виде корпускулярных и электромагнитных составляющих. Основную опасность они представляют для космических полетов (в атмосфере они поглощаются), а так же для жителей семьи: при вспышках на солнце увеличивается число смертельных исходов от инфарктов и инсультов, обостряются хронические заболевания.
К границам биосферы подходят различные виды космических лучей: видимый свет, тепловые инфракрасные лучи, ультрафиолетовое и радиационное излучение, коротковолновое и R-е излучение.
Радиоактивное фоновое излучение
Космические лучи, ионизирующее излучение, испускаемое природными р-ми веществами, содержащимися в почве и воде, образуют так называемое фоновое излучение, к которому адаптирована вся сущ-я биомасса. В различных частях биосферы естественное фоновое излучение может различаться в 3/4 раза.
Стихийные явления
Опасные природные процессы – землетрясения, засухи, извержения вулканов, ураганы, цунами, наводнения, град, развитие пустынь, снегопады, оползни, эррозия почв – приурочены к определенным районам земного шара, однако временные координаты этих явлений трудно предсказуемы. Ущерб мировой экономике от стихийных бедствий составляет около 30 млрд.долл. ежегодно. А число погибающих – 25 тыс. чел. следует учитывать при проектировании.
Антропогенное воздействие на биосферу
Загрязнение биосферы. Основные вещества, загрязняющие атмосферу делят на две группы: газы (90 %) и твердые частицы (10%). Определяющую роль в загрязнении атмосферы играет сжигание угля и нефти. Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные и производственно-бытовые процессы. Природные источники загрязнения. Пыльные черные бури, вулканические извержения, космическая пыль и т.п. Следующие источники искусственного загрязнения: теплоэлектростанции (выбрасывают сернистый газ и СО2), металлургические предприятия (окислы азота, сероулерод, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, ртути, мышьяка), химические, цементные заводы и другие промышленные предприятия.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие прямо в атмосферу и вторичные, являющиеся рез-том превращения последних. Так сернистый газ в атмосфере окисляется до серного андигрида, к-й, соединяясь с парами воды образует капельки H2SO4.
В атмосфере происходит процесс взаимодействия и трансформации загрязнений с образованием более токсичных соединений (смог, кислоты, парниковый эффект, разрушение озонового слоя). Общую схему реакции образования фотохимического смога в упрощенном виде можно представить
Смог весьма токсичен.
При концентрации смога 100 мкг/м3 и экспозиции в течение 4 часов повреждаются растения при 250 мкг/м3 в теч. 24 часов – обострение респераторных заболеваний, при 200 мкг/м3 – раздражение глаз.
Кислотные дожди
В атмосфере происходят реакции:
конц-я SO2 в городах приблизит-но 50-1000 мкг/м3. Реакции образования H2SO4 и HNO# могут происходить через 2-10 суток. ХЗа это время соединения могут перенестись на расстояния от 1000 до 2000 км и там выпасть в виде кислотных дождей. Кислотные дожди представляют опасность для металлоконструкций (коррозия с S = 10 мкм/год), зданий, памятников, особенно из песчаника и известняка из-за разрушения карбоната кальция.
Наибольшую опасность кислотные дожди представляют для водоемов и почв, т.к. происходит изменение их кислотности, от значения которой зависит растворимость алюминия и других тяжелых металлов, которое накапливаются в корнеплодах, и, в конечном счете попадают в организм человека. Кроме того, изменение кислотности ведет к снижению плодородности почвы.
Парниковый эффект
Основная доля солнечной радиации передается Земле в оптическом диапазоне, а отраженная – в и/к области.
Пыль и газы задерживают и/к излучение у земной поверхности, способствуя накоплению тепла и возникновению парникового эффекта.
Техногенные парниковые газы способствуют повышению теплоты биосферы примерно на 70·1020 Дж/год, что в 16.6 раза больше влияния антропогенного поступления теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность.) В 1880 – 1940 гг. средняя t в северном полушарии возросла на 0,4 градуса Цельсия, а в период до 2030 она может повысится еще на 1,5-4,5 гр.Ц., что приведет (после таяния льдов) к повышению уровня моря на 25-40 см, а к 2100 г. на 2 мт.е. затопится 5000000кв.км. суши, т.е. 3% суши и 30 %урожайных земель планеты.
Озоновый слой
Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, т.к. оно сопровождается значительным повышением доли уф-излучения с радиусом менее 290 км. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют источник концерогенной опасности для человека (увеличение числа раковых и кожных заболеваний, стимулируют рост глазных заболеваний).
Основными ве-вами, разруш. озон. слой являются соединения хлора и азота. Одна молекула хлора может разрушить до 10 (5) молекул О3, а одна молекула NO до 10 молекул О3. Эти газы поступают в атмосферу от сгорания топлива ракет, самолетов, вулканического газа, технологий с применением фрионов, атомных взрывов, бытовых баллончиков для распыления газов.