Атмосфера — важный элемент окружающей среды для всех биологических форм жизни на Земле. Воздух — это та среда, с которой человек сталкивается с первых минут жизни.

По отношению к человеку воздух выполняет множество разнообразных функций: содержит необходимый для его жизни кислород; растворяет в себе все газообразные продукты обмена и жизнедеятельности человека, в том числе и в сфере производства; воздействует на процессы терморегуляции организма.

Ясная, безоблачная погода обеспечивает человеку достаточное количество и хорошее качество солнечной радиации, часто определяя его поведение в эти дни. Солнечная энергия способствовала зарождению жизни на Земле, но вместе с тем она может быть и губительной для растительного и животного мира. Ультрафиолетовое излучение при длительном воздействии убивает всё живое. Солнце может высушивать реки, озёра и другие водоёмы, превращая некогда плодородные земли в пустыню. Однако плотная облачность, проливные дожди, снег и ветер, формирующиеся в атмосфере Земли, тоже негативно отражаются на живой природе.

Изменения состава и свойств воздушной среды могут неблаго- приятно воздействовать на здоровье человека. Разнообразные химические вещества, загрязняющие атмосферу, и большое число микроорганизмов могут приводить к различным заболеваниям.

Атмосфера Земли — важный фактор климатообразования (под климатом принято понимать многолетний режим погоды, присущий той или иной местности в соответствии с её географическими условиями).

Хозяйственная деятельность человека влияет на различные компоненты климата, которые, в свою очередь, в большей или меньшей степени влияют на состояние человека и окружающей среды.

Так, полезащитное лесоразведение способствует уменьшению скорости ветра, сокращению испарения, задержанию снега, а это увеличивает влажность нижних слоёв атмосферы и почвы. При осу- шении болот уменьшается влажность и повышается температура в окружающей среде. Водохранилища, наоборот, увеличивают количество воды в грунте и водяного пара в атмосфере, которые аккумулируют тепло, уменьшают годовую и суточную амплитуду температуры. Такое же влияние оказывает искусственное орошение.

В последние десятилетия серьёзное опасение вызывает проблема потепления климата, основной причиной которого считают так называемый парниковый эффект.

Парниковый эффект обусловлен увеличением содержания в приземном слое атмосферы диоксида углерода (углекислого газа), метана, озона и фторхлоруглеводородных соединений технического происхождения. Все эти газы называют парниковыми. Они препятствуют тепловому излучению с поверхности Земли. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая плёнка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности Земли, но задерживает рассеиваемое Землёй тепло.

Искусственный подогрев планеты связан не только с парниковым эффектом, но и с энергией, расходуемой человеком в различных сферах его деятельности. Теплота, выделяемая в результате его хозяйственной деятельности, составляет 0,02% энергии, получаемой Землёй от Солнца. Но она, по мнению учёных, уже вызвала повышение температуры окружающей среды в среднем на 0,1 °С. Если потребление энергии будет расти такими же темпами, как сейчас, через несколько десятилетий температура в приземном слое атмосферы может заметно повыситься.

Ещё один важный фактор, влияющий на тепловое состояние атмосферы, — изменения, происходящие в стратосфере. На высоте 15—20 км существует слой аэрозолей, который называется стратосферным слоем. Иногда вследствие природных процессов этот слой уплотняется (например, при извержении вулканов выбросы из их кратеров достигают высоты 20 км). Более плотный слой аэрозолей сильнее отражает солнечный свет, что ведёт к понижению температуры в нижних слоях атмосферы.

В качестве реальных мер по борьбе с изменением климата необходимо повышать эффективность использования горючего, разрабатывать и внедрять солнечные и другие бестопливные источники энергии, прекращать сведение лесов, особенно тропических, поддерживать меры по расширению лесонасаждений.

Химический состав воздуха в местах, отдалённых от промышленных центров, более или менее постоянен. Он представляет собой механическую смесь газов: 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,03% диоксида углерода. Остальные газы составляют очень незначительную величину, не более 1%. Это водород, гелий, аргон, неон, криптон, ксенон, озон и, конечно, водяные пары.

Об озоне необходимо сказать отдельно. Слово «озон» произошло от греческого ozon — «пахнущий». Это бесцветный газ, который является сильным окислителем. Используют его для обеззараживания воды и воздуха.

Озоновый слой атмосферы предохраняет всё живое на Земле от действия ультрафиолетового излучения Солнца.

Хозяйственная деятельность человека привела к появлению факторов, разрушающих озоновый слой Земли. В нём были обна- ружены оксиды азота, источниками которых являются реактивная авиация, космические ракеты, азотистые удобрения, применяемые в сельском хозяйстве.

Наибольшую опасность для озонового слоя (экрана) представляет поступление в атмосферу хлорсодержащих веществ. К ним относятся в первую очередь хлорфторуглероды, так называемые фреоны. Их применяют в холодильниках, кондиционерах, тепловых насосах как хладагенты; в производстве пористых пластмасс; для очистки компьютерных микросхем; в аэрозольных баллонах и стерилизующих растворах в медицине.

Почему же фреоны опасны для окружающей среды? Дело в том, что некоторые из них разрушают озоновый слой Земли и приводят к образованию в атмосфере так называемых озоновых дыр. Если их количество и размеры будут увеличиваться, то это неизбежно приведёт к гибели многих живых организмов.

Слова «озоновая дыра» звучат сегодня как сигнал общепланетарной тревоги. Гипотеза о связи хлорфторуглеродов с процессом разрушения озонового экрана появилась в 1970 г. В США и некоторых других странах запретили их производство и использование, в остальных же странах выпуск продукции с содержанием фреонов продолжал расти. Осенью 1985 г. при проведении спутниковых наблюдений была обнаружена озоновая дыра над Южным полюсом, площадь которой равнялась примерно территории США.

В 1989 г. учёные обнаружили озоновую дыру и над Арктикой. В связи с этим была принята Конвенция об охране озонового слоя Земли. Суть конвенции заключается в том, что правительства многих стран, в том числе и России, договорились сократить производство и потребление фреоносодержащих веществ.

Ещё одной проблемой являются кислотные осадки. Кислотными называют любые осадки (дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормальной.

В настоящее время считают, что кислотные осадки на ²/₃ обусловлены выбросами диоксида серы и на ¹/₃ — выбросами оксидов азота. Диоксид серы поступает в основном (примерно 88%) от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов, оставшиеся 12% образуются при производстве серной кислоты, переработке сульфидных руд. Оксиды азота поступают в атмосферу от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов (51%), а также с выхлопными газами автомобилей (44%). На остальные источники приходится всего около 5%.

Попадая в атмосферу, эти газы взаимодействуют с влагой, образуя кислоты. Особенно опасны выбросы диоксида серы, который растворяется в каплях атмосферной влаги, образуя раствор серной кислоты.

Дальность переноса диоксида серы обычно 300—400 км. Но её обнаруживают и в осадках, выпадающих даже на удалении 1000—1500 км от источников выброса.

Кислотные осадки стали серьёзной угрозой для существования лесов. В Германии под угрозой гибели находится не менее 20% лесов. В России площадь существенного закисления почвы от дождей и снега достигла 46 млн га.

Кислотные осадки увеличивают кислотность почв, вредно влияют на состояние озёр, рек и других водоёмов. Они служат причиной гибели лесов, в первую очередь елово-пихтовых и дубовых, и разрушения плодородного слоя почвы.

Очень опасным становится подкисление океанических мелководий, ведущее к невозможности размножения многих морских беспозвоночных животных. Это грозит разрывом пищевых цепей и нарушением экологического равновесия в Мировом океане.

Учёные подсчитали, что сокращение кислотных осадков на 50% позволило бы приостановить дальнейшее подкисление окружающей среды. Поскольку большую часть кислых газов выбрасывают в атмосферу энергетические установки, необходимо сосредоточить внимание на экономии энергии, переходе с угля на другие виды топлива, содержащие меньше серы, на разработке и внедрении эффективных систем очистки газовых выбросов.

Широкое развитие химической промышленности, увеличение объёмов авиационных и автомобильных перевозок, выбросов в атмосферу неочищенных газов тепловыми электростанциями, металлургическими предприятиями, небрежное обращение с огнём в лесах, приводящее к возникновению лесных пожаров, наносят непоправимый урон среде обитания человека.

Выбросы вредных веществ чаще всего происходят в процессе горения. Основные компоненты выбросов на сегодня — твёрдые взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, оксид азота и углеводороды. На них приходится около 98% всех выбросов в атмосферу.

В последние годы в крупных городах России серьёзными источниками загрязнения атмосферы стали автомобильный транспорт, химические, нефтеперерабатывающие и металлургические предприятия.

Для улучшения экологической обстановки в таких городах целесообразно вывести некоторые вредные производства за их границы, установить на предприятиях оборудование по очистке выбросов, а автомобили обеспечить эффективными нейтрализаторами отработанных газов. Очень важно расширять экологическое образование и просвещение населения, так как примеров экологической безграмотности очень много. Приведём только один.

Часто вдоль дорог (даже вдоль многополосных трасс федерального значения) люди устраивают свои огороды, где выращивают различные овощи, фрукты, ягоды. Выхлопы автомобилей осаждаются на расстоянии 800—900 м по обеим сторонам дорог. Исследования показывают, что на земле и в растительности на этом расстоянии содержание вредных для здоровья человека веществ превышает все гигиенические нормы. Можно ли употреблять такую растительность в пищу? Конечно, нельзя. Однако садоводческая деятельность в этих местах не уменьшается, а часто даже увеличивается. Люди по незнанию сами сокращают себе жизнь и наносят ущерб здоровью.

Наиболее подвержена влиянию вредных компонентов атмосферного воздуха дыхательная система. Значительный ущерб наносится также сердечно-сосудистой и иммунной системам организма.

Любая деятельность человека, связанная с возможным загрязнением воздушной среды, должна соответствовать гигиеническим нормативам безопасного труда и быть строго регламентирована. Все выбросы в атмосферу должны осуществляться только через системы очистки. Для этого необходимо наладить постоянный гигиенический контроль, так называемый мониторинг атмосферы.