Техногенные изменения атмосферы

Техногенез обогащает атмосферу соединениями, ранее здесь не существовавшими. Наиболее распространенные, «многотоннажные» загрязнители — это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода (СО), диоксид серы (S0₂), окислы азота (N0 и N0₂), различные летучие углеводороды, сероводород (H₂S), аммиак (NH₃), хлор (С1₂), фтористый водород (HF). В выхлопных газах автомобилей содержится около 200 химических соединений, в частности канцерогенных полициклических углеводородов, ядовитого оксида свинца. Тепловые станции загрязняют атмосферу оксидами азота и серы, которые с атмосферной влагой дают азотную и серную кислоты. Доменное производство «выдыхает» сернистый газ, соединения сурьмы, свинца, мышьяка, пары ртути. Еще больше тяжелых токсичных металлов поступает в воздух от предприятий цветной металлургии. Химическая промышленность — активный загрязнитель оксидами углерода, азота, серы, аммиаком, хлористыми и фтористыми соединениями, сероводородом, углеводородами. Подобные источники загрязнения обычно локализованы, но для проживающих здесь людей это лишь усугубляет ситуацию. В промышленных районах и городах стремление к комфорту (автотранспорт) неизбежно сопровождается загрязнением атмосферы.

Загрязнения связаны и с сельским хозяйством: производство минеральных удобрений, обработка пестицидами, в особенности с воздуха, отходы животноводства. Азота в атмосфере очень много (3,9 • 10¹⁵ т), но промышленная добыча азота уже сейчас превышает биологическую фиксацию.

Водяной пар и углекислый газ снижают потери тепловой радиации. Изучение антарктического льда, аккумулированного 15—20 тыс. лет назад, с остатками древней атмосферы эпохи максимального последнего оледенения показало, что концентрация С0₂ составляла 0,016— 0,020%. Увеличение содержания С0₂ на 30% по сравнению с современным приведет к установлению полностью безледного режима.

Рост потребления кислорода вызван сжиганием топлива, окислением металлов и почв (9 • 10⁹ т 0₂ в год). Одновременно подавляется фотосинтез в связи с уничтожением лесов, опустыниванием, загрязнением океана.

В связи с общепринятым мнением об отрицательном воздействии фторхлоруглеродов на озоновый экран в 1985 г. была принята Венская конвенция по защите озонового слоя; 1 января 1989 г. был составлен Международный (Монреальский) протокол о запрещении производства фреонов. Впрочем, результаты техногенного воздействия на озоновый экран остаются невыясненными. Высказывается мнение, что от жесткого ультрафиолетового излучения защищает кислород атмосферы, а озон является лишь побочным продуктом ионизации кислорода (Н. И. Чугунов, 2000; О. Г. Сорохтин и др., 2010).

Поступление в атмосферу больших количеств S0₂ и окислов азота приводит к заметному снижению pH атмосферных осадков. Леса Южной Канады и Северной Европы уже давно ощущают действие кислых осадков, которые оказывают негативное действие на растения, животных и микрофлору, закисляют почвы, воду рек и озер.

С 1945 по 1961 г. в атмосфере было взорвано более 400 ядерных зарядов общей мощностью до 550 Мт. В связи с этим в атмосферу поднято 12 т радиоактивных продуктов, что вызвало сильнейшие геомагнитные возмущения и привело к почти необратимым изменениям в ионосфере, резко повысилась ее радиоактивность (А. Н. Дмитриев, 1995).

С прошлого века начался новый этап в эволюции атмосферы. В сложных природных системах за миллионы лет созданы тонко сбалансированные механизмы саморегуляции. Однако есть некоторые уязвимые точки, например озоновый экран или радиационные пояса планеты. В современной биосфере уменьшается продуцирование и усиливается расход кислорода; в атмосфере возрастает содержание С0₂, СО, СН₄, аэрозолей, пыли, повышена радиоактивность. Нынешнее состояние биосферы неустойчиво, оно может нарушить отрегулированную за многие миллионы лет биогенную атмосферу.