Экологические проблемы коротко. Экологические проблемы современной россии
Представляющих серьезную опасность существованию всего человечества, сложился не сразу. Только к началу 80-х гг. эта тема стала предметом серьезных исследований различных специалистов.
Экологическая опасность – одна из тех проблем, на которую обратили внимание задолго до того, как она стала вполне осязаемой реальностью. Большая заслуга в том принадлежит видному русскому ученому В.И. Вернадскому, который более 80 лет назад предупреждал, что если мы хотим и дальше идти по пути общественного прогресса, то должны серьезно подумать о взаимодействии природы и общества. Если общество не будет развиваться на разумных началах, согласуясь с естественными законами природы, отмечал он, то гибель всего живого на Земле неизбежна. В.И. Вернадский создал концепцию эволюции биосферы в ноосферу – сферу разума на Земле. Ноосферу он рассматривал как определенную ступень, этап в развитии биосферы, когда сознательная, преобразующая деятельность людей становится реальной движущей силой этого развития. Тогда же идею ноосферы развивали французские ученые Э.Леруа, П. Тейер де Шарден. Они пытались обосновать уникальность человека в качестве составной части биосферы, они понимали ноосферу как идеальное образование, как особую внебиосферную «оболочку мысли» планеты. На основе этих представлений они строили концепцию гармонизации отношений человека с природой, призывая при этом к отказу от эгоистических устремлений во имя объединения всего человечества. Уже тогда формировалось понимание того, что наступает новая эпоха – эпоха планетарных явлений, и того, что в этих в новых условиях люди смогут противостоять природной и социальной стихии только сообща.
На современном этапе развития системы «человек-общество» наблюдается динамика глобальных экологических проблем: замена одних проблем происходит не потому, что снижается острота реальной угрозы жизни, а потому что все время возникают новые, не менее важные экологические проблемы, такие как потепление климата, истончение озонового слоя, выпадение кислотных дождей. Под динамикой глобальных экологических проблем понимается появление новых глобальных экологических проблем, в то время как уже существующие не утрачивают своей актуальности, но и не решаются, речь идет об эффекте так называемого «снежного кома»экологических проблем.
Изменилось содержание понятия «глобальные экологические проблемы» как от неразрешимых, существование которых неизбежно ведет к гибели человека, до сведения их к метафоре, как некой языковой ловушки. Последний подход вызван кризисом мышления человека.
Какие существуют глобальные экологические проблемы в ХХI веке? Какова вероятность их решения? Какую роль играет в их решении? Весь излагаемый далее материал содержит ответы на поставленные вопросы.
Динамическое развитие экологических проблем в начале нового тысячелетия на первое место выдвигает проблему глобального изменения климата, связанную с «парниковым эффектом». Источниками парниковых газов являются антропогенные выбросы углекислого газа, метана, фреона и некоторых других газов. Воздействие антропогенных выбросов усугубляется рядом косвенных причин, к которым относят уничтожение лесов, изменения ландшафтов и землепользования. К 2000 г. повышение среднегодовой температуры северного полушария составило на 1,3 градусов Цельсия выше по сравнению со середины ХХ века. Особенно опасны промышленные выбросы двуокиси углерода фабриками, заводами, автомобилями, самолетами. Прогнозируется увеличение выбросов этого вещества в в течение всего ХХI века, что обусловлено сжиганием ископаемых источников энергии (нефти, газа, угля). К 2100 году средняя глобальная температура максимально повысится до 5,8 градусов Цельсия. Наибольшее влияние на потепление климата, исходя из выбросов диоксида углерода, оказывают индустриально развитые страны, такие как , США, . Оценка негативного влияния выбросов двуокиси углерода в пределах ЕТР оценивается учеными неоднозначно. Существует мнение, что рост концентрации углекислого газа в атмосфере должен замедлиться, а к 2100 г. стабилизироваться.
Вторая глобальная экологическая проблема – это разрушение озонового слоя, требует своего кардинального решения. Как известно, озоновый слой, находящийся на высоте свыше 20 км, защищает земную поверхность от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца, среди которых наибольшую опасность представляют коротковолновые излучения. Особенно отрицательно они воздействуют на здоровье населения, на его иммунную и генную системы. Разрушение озонового слоя ведет к росту показателя инфекционных заболеваний. Причиной истончения озонового слоя и образования «дыр» являются выбросы в атмосферу фторированных и хлорированных углеводородов (ФХУ) и галогенные соединения (галоны). Ультрафиолетовые лучи уничтожаются планктонами, которые представляют основу цепи питания в море, океане. Из-за потепления вод, в которых обитают планктоны, происходит изменение его количества и видового состава, а в целом, отразится на снабжении продуктами питания. Учеными обнаружено влияние истощения озонового слоя (на 25%) на снижение урожая сои так же на 20-25 %. В 1987 г. был принят Монреальский протокол, существенно ограничивающий хлорфторуглерода-12, или фреона, которые оказывают наиболее разрушительное воздействие на озоновый слой. Россия так же относится к числу крупнейших производителей и потребителей озоноразрушающих веществ. Программы ООН по окружающей среде предусматривают увеличение содержания хлора в течение нескольких десятилетий даже в том случае, если все страны снизят выбросы его в атмосферу на 50%. Согласно Венской конвенции по защите атмосферы (1985г.) и Монреальского протокола (1987г.), начиная с 1993 г. годовое потребление озоноразрушающих веществ должно быть снижено до 80% от уровня 1986г. Налагается запрет на ввоз химических веществ из стран, не подписавших протокол, а также на ввоз товаров, содержащих ФХУ (фторированных и хлорированных углеводородов) и галогены. Предусмотрено создание международного климатического фонда, из которого страны могут получать помощь для капиталовложений в технологию, способствующую сохранению озонового слоя.
К третьей проблеме относят выпадение кислотных дождей и трансграничное загрязнение воздуха. Диоксид серы и оксид азота, получившиеся в результате сгорания органического топлива, могут относиться ветром на значительные расстояния от источника выброса и возвращаются на землю с дождем, снегом и . Кислотные дожди меняют кислотность озер, рек, почвы в местах выпадания, приводят к гибели многих животных и растений, к значительным потерям и затратам в коммунальной сфере. Кислотные осадки приводят к гибели лесные массивы, к мору рыбы во внутренних водоемах, которые находятся в отдалении от источника загрязнения на сотни километров. Также происходит коррозия открытых металлических конструкций, повреждаются памятники культуры и истории. Основной вклад в трансграничное подкисление европейских территорий России вносят , и Германия. Россия в большей степени является «потребителем» трансграничного загрязнения воздуха, чем его экспортером.
Четвертая проблема, сокращение площади лесов. В ХХ в. были уничтожены обширные лесные массивы, около половины тропических лесов. При сохранении существующих темпов вырубки лесов их площадь сократится в начале ХХI в. на 40%. Значение лесов очень велико, они вырабатывают основную массу кислорода, играющего важную роль в обеспечении замкнутого круговорота веществ в , вырубка лесов приводит к эрозии почв, сокращению разнообразия животного и растительного мира, к деградации водных бассейнов, сокращению поглощения диоксида углерода, снижение количества топливной и промышленной древесины. На долю России приходится 22% лесов планеты. В наибольшей мере процессы деградации сокращения площадей лесов характерны для южной Америки, Азии и стран Тихоокеанского бассейна.
Следующая глобальная проблема – сокращение биологического разнообразия. По прогнозам специалистов планета может потерять до половины своего биологического разнообразия. Возможные пути решения – увеличение площадей особо охраняемых природных территорий национального уровня, это в , Германии, . В России этот показатель очень низкий. Красная книга РФ включает перечень редких животных и растений, исчезновение которых за последние годы возросло в 1,6 раза.
Существуют также другие глобальные экологические проблемы, к числу которых относится снижение плодородия земли, исчерпание минеральных ресурсов, проблемы воды, демографическая проблема, обеспечение населения продовольствием и другие. Проблемы деградации сельскохозяйственной ресурсной базы исчисляются существованием самого . Всего за время существования земледелия потеряно 2 млрд. га биологически продуктивных почв. Основные причины утраты земельных ресурсов – это эрозия почв в основном из-за неконтролируемой подачи воды, машинной деградации почв (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя и др.), также снижение естественного плодородия земли. Одним из наиболее серьезных проявлений деградации земли является «техногенное опустынивание». Проблема деградации земли тесно связана производством монокультур в развивающихся странах. Как правило, монокультуры быстро истощают почвы, возникают экологические проблемы в связи с использованием химических удобрений. Особенно это характерно для стран Африки ( , и др.). В России наблюдается устойчивая тенденция сокращения площадей продуктивных .
Что касается проблемы исчерпаемости минеральных ресурсов, то запасов нефти хватит на 40 лет, газа – на 60, угля – немногим более 100 лет, ртути – на 21 год т.д. Мировому сообществу рекомендуется провести тотальную реконструкцию глобальной экономической системы без ущерба экономического роста по трем направлениям: стабилизировать увеличение численности населения, перейти на альтернативные источники получения энергии, а также путем применения промышленных материалов, подающихся утилизации.
С точки зрения глобальных запасов, на Земле имеется огромный избыток водных ресурсов, однако количество воды, не пригодной к использованию из-за загрязнений почти равно количеству, потребляемому всем хозяйством. На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды, объем которых составляет немного больше 2% , причем распределение природных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе, Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает во всех регионах мира. Недостаток воды усугубляется ухудшением ее качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоемы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков. В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки — Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр, и др. В России воды очищаются максимально до 80%, хотя существуют современные технологии, которые позволяют очищать воду до 100%. Загрязнение пресных вод продолжает прогрессировать и у нас в стране, за последние годы возрастает загрязнение не только поверхностных, но и подземных вод. За последние 50 лет уловы ценных видов промысловых рыб снизились в почти в 20 раз, а в бассейне – в 6 раз. В России резервуаром пресной воды являются реки, озера Иркутской области, Кемеровская область занимает второе место.
Абсолютно все тенденции ухудшения экологической ситуации распространяются на территорию России. Более того, Россия выступает как один из регионов, вносящих существенный вклад в развитие, сохранение и усиление отрицательных глобальных экологических тенденций. Ресурсо и энергопотребление в стране на единицу валового национального продукта в 2-3 раза выше, чем в странах , в 5-6 раз выше, чем в . Существуют две полярные точки зрения на природные особенности России. По одной оценки, большие площади заболоченных земель, способствуют усилению некоторых антропогенных воздействий. Исходя из другого подхода, Север России, Западная и Восточная Сибирь и Дальний Восток, подобно Скандинавии, являются центрами стабилизации окружающей среды первого порядка, которые в совокупности со Скандинавией представляют 13 млн. кв. км тайги и лесотундры.
Известный американский историк, профессор Аризонского университета Дуглас Вайнер очень высоко оценивал научный экологический потенциал России 20-30 годов, так как в нашей стране впервые в мире стали выделять в качестве специально охраняемых территории для изучения экологических сообществ. Советское правительство было первым, кто воплотил эту идею. Кроме того, в нашей стране впервые было осознано значение планирования регионального землепользования и восстановление разрушенных ландшафтов, которые необходимо производить на основе экологических исследований. В настоящее время этими идеями и концепциями руководствуются, разрабатывая политику в области охраняемых территорий не только в России, но и во многих других странах. Эти же идеи получили международное признание в программе биосферных заповедников ЮНЭП.
Концепция устойчивого развития, с момента ее возникновения была подвергнута критике, но тем не мене она остается пока единственной реальной концепцией выживания человечества. Решение глобальных проблем связывают с формированием нового человека, по словам В.И.Вернадского, человека ноосферы, то есть с сформированным экологическим мировоззрением. Инструментом формирования такой личности должна стат этика, а именно экологическая этика.
Глобальные экологические проблемы современности
В последние сто лет в результате производственной деятельности человека в биосфере произошли такие изменения, которые по масштабам бывают приравнены к природным катаклизмам. Οʜᴎ обусловливают необратимые изменения в экологических системах и составных частях биосферы. Экологические проблемы, решение которых связано с устранением отрицательного влияния человеческой деятельности в масштабе биосферы, называются глобальными экологическими проблемами.
Глобальные экологические проблемы не возникают обособленно и не обрушиваются на природную среду вдруᴦ. Οʜᴎ формируются постепенно в результате накопления отрицательных воздействий промышленного производства на природную среду.
Этапы формирования глобальных экологических проблем можно представить в следующей последовательности: экологические проблемы, возникающие в масштабах отдельного предприятия, промышленного района, региона, страны, континента и земного шара. Такая последовательность вполне закономерна, так как промышленные предприятия различных стран мира, производящие одну и ту же продукцию, выбрасывают в окружающую среду одни и те же загрязняющие вещества.
Наиболее актуальными из глобальных экологических проблем к настоящему времени являются:
Рост численности населения Земли;
Усиление парникового эффекта;
Разрушение озонового слоя;
Загрязнение Мирового океана;
Сокращение площади тропических лесов;
Опустынивание плодородных земель;
Загрязнение пресных вод.
Рассмотрим глобальные экологические проблемы более подробно.
1. Рост численности населения Земли
Полагают, что в предстоящие 4-5 десятилетий численность населения Земли удвоится и стабилизируется на уровне 10-11 млрд. человек. Эти годы будут самыми трудными и особенно рискованными во взаимоотношениях между человеком и природой.
Интенсивный рост населения в развивающихся странах представляет большую опасность для окружающей природной среды вследствие того, что при создании новых пахотных земель используются варварские методы уничтожения тропических лесов. Для обеспечения возрастающего населения продуктами питания будут применены всевозможные способы лова и уничтожения диких животных, обитателей морей и океанов.
Вместе с тем, рост численности населения Земли сопровождается колоссальным возрастанием объёмов бытовых отходов. Достаточно вспомнить, что на каждого жителя планеты ежегодно образуется одна тонна бытовых отходов, в т.ч. 52 кг трудноразлагающихся полимерных отходов.
Рост численности населения Земли вызывает крайне важно сть интенсификации воздействия на природную среду при добыче полезных ископаемых, возрастании объёма производства в различных отраслях промышленности, увеличении числа транспортных средств, повышении потребления энергии, природных ресурсов, каковыми являются вода, воздух, лесные массивы и полезные ископаемые.
2. Усиление парникового эффекта
Одной из важных экологических проблем современности является усиление парникового эффекта. Сущность парникового эффекта состоит в следующем. В результате загрязнения приземного слоя атмосферы, особенно продуктами сгорания углеродного и углеводородного топлива, в воздухе повышается концентрация углекислого газа, метана и других газов.
В результате инфракрасное излучение земной поверхности, нагретой прямыми лучами Солнца, поглощается молекушиии углекислого газа и метана, что приводит к повышению их теплового движения, а следовательно, и возрастанию температуры атмосферного воздуха приземного слоя. Кроме молекул углекислого газа и метана, парниковый эффект наблюдается и при загрязнении атмосферного воздуха хлорфторуглеводородами.
Парниковый эффект играет как положительную, так и отрицательную роли. Так, прямые лучи Солнца разогревают земную поверхность лишь до 18°С, что недостаточно для нормальной жизнедеятельности многих видов растений и животных. Благодаря парниковому эффекту приземной слой атмосферы нагревается дополнительно на 13-15°С, что существенно расширяет оптимальные условия для жизнедеятельности многих видов. Парниковый эффект также смягчает различия между дневными и ночными температурами. Вместе с тем, он служит защитным поясом, предотвращающим рассеивание тепла приземного слоя атмосферы в космос.
Отрицательная сторона парникового эффекта состоит по сути в том, что в результате накопления углекислого газа может произойти потепление климата Земли, что может привести к таянию арктических и антарктических льдов и повышению уровня Мирового океана на 50-350 см, а следовательно, затоплению низменных плодородных земель, где проживает семь десятых населения планеты.
3. Разрушение озонового слоя
Известно, что озоновый слой атмосферы расположен на высоте 20-45 км. Озон представляет собой едкий и ядовитый газ, а его предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе составляет 0,03 мг/м 3 .
В тропосфере озон образуется при протекании различных физико-химических явлений. Так, во время грозы он образуется под действием молнии по следующей схеме:
0 2 + Е м ʼʼ 20; 0 2 + О > 0 3 ,
где Е м - тепловая энергия молнии.
У берегов морей и океанов озон образуется вследствие окисления водорослей, выброшенных волной на береᴦ.В хвойных лесах озон образуется в результате окисления сосновой смолы кислородом воздуха.
В приземном слое озон способствует образованию фотохимического смога и оказывает разрушающее действие на полимерные материалы. К примеру, под действием озона поверхность автомобильных шин быстро растрескивается, резина становится непрочной и ломкой. То же самое происходит и с синтетической кожей.
В стратосфере озон создает равномерный защитный слой вокруг земного шара толщиной 25 км.
Озон образуется при взаимодействии молекулярного кислорода с ультрафиолетовыми лучами Солнца:
0 2 -> 20; 0 2 + О > 0 3 .
В стратосфере образующийся озон выполняет две роли. Первая состоит в том, что озон поглощает большую часть жестких ультрафиолетовых лучей Солнца, губительных для живых организмов. Вторая важная роль состоит в создании теплового пояса, который образуется:
Из-за выделения тепла при образовании молекул озона из кислорода под действием солнечных лучей;
Вследствие поглощения молекулами озона жестких ультрафиолетовых лучей и инфракрасного излучения Солнца.
Такой тепловой пояс предотвращает утечку тепла из тропосферы и нижних слоев стратосферы в космическое пространство.
Несмотря на то, что в стратосфере постоянно происходит образование озона, его концентрация не увеличивается. В случае если бы озон был сжат под давлением, равным давлению у поверхности Земли, то толщина озонового слоя не превышала бы 3 мм.
Концентрация озона в стратосфере за последние 25 лет снизилась более чем на 2%, а над Северной Америкой - на 3-5%. Это результат загрязнения верхних слоев атмосферы азот- и хлорсодержащими газами.
Полагают, что уменьшение концентрации озона в защитном слое является причиной заболеваний раком кожи и случаев катаракты глаз.
Одними из опасных разрушителей озонового слоя являются хлорфторуглеводороды (ХФУ), применяемые в пульверизаторах: и холодильных агрегатах. Широкое применение ХФУ в качестве хладагента и распылителя объясняется тем, что они являются безвредными газами в обычных условиях. Вследствие высокой устойчивости в тропосфере молекулы ХФУ накапливаются в ней, постепенно поднимаются в стратосферу, несмотря на более высокую их плотность по сравнению с воздухом. Установлены следующие пути их подъема в стратосферу:
Поглощение ХФУ влагой и подъем вместе с ней до стратосферы с последующим выделением при замораживании влаги в высотных слоях;
Конвекция и диффузия больших масс воздуха вследствие природных физико-химических процессов;
Образование воронок при запуске космических ракет, засасывающих большие объёмы воздуха приземного слоя и поднимающих эти объёмы воздуха до высот озонового слоя.
К настоящему времени молекулы ХФУ уже замечены на высоте 25 км.
Молекулы ХФУ будут взаимодействовать с жесткими ультрафиолетовыми лучами Солнца, выделяя радикалы хлора:
CC1 2 F 2 >-CClF 2 +Cb
CI- + 0 3 > "СЮ + 0 2
‣‣‣СЮ + О --ʼʼ О + 0 2
Видно, что радикал хлороксида *С10 взаимодействует с атомом кислорода, который должен был бы прореагировать с молекулярным кислородом с образованием озона.
Один радикал хлора разрушае т до 100 тыс. молекул озона. К тому же взаимодействие с атомарным кислородом, который в отсутствие хлора участвует в реакции с молекулярным кислородом, замедляет процесс образования озона из атмосферного кислорода. При этом концентрация озонового слоя может сократиться на 7-13%, что способно стать причиной отрицательных изменений жизни на Земле. К тому же хлор является очень стойким катализатором разрушения молекул озона.
Установлено, что причиной возникновения озоновой дыры над Антарктидой является попадание в стратосферу хлорсо- держащих соединений и оксидов азота в составе выхлопных газов высотной авиации и космических ракет для вывода на орбиту спутников и космических кораблей.
Предотвращение разрушения озонового слоя возможно при прекращении выбросов ХФУ в атмосферный воздух путем его замены в пульверизаторах и холодильных агрегатах другими жидкостями, не представляющими угрозу озоновому слою.
В некоторых развитых странах уже прекращено производство ХФУ, в других странах ведутся поиски эффективных заменителей ХФУ в холодильных агрегатах. К примеру, в России холодильники марки ʼʼСтинолʼʼ заправляют не ХФУ, а гексаном - практически безвредным углеводородом. В ᴦ. Казани предприятие ʼʼХитонʼʼ для заполнения аэрозольных баллончиков вместо ХФУ использует смесь пропан- бутан и сжатый воздух.
4. Загрязнение Мирового океана
Мировой океан является колоссальным аккумулятором тепла, поглотителем углекислого газа и источником влаги. Он оказывает грандиозное влияние на климатические условия всего земного шара.
В то же время Мировой океан интенсивно загрязняется сбросами промышленных предприятий, нефтепродуктами, ядовитыми химическими отходами, радиоактивными отходами и кислыми газами, выпадающими в виде кислотных дождей.
Наибольшую опасность представляет загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами. Потери нефти в мире при ее добыче, транспорте, переработке и потреблении превышают 45 млн. т, что составляет около 1,2% годовой добычи. Из них 22 млн. т теряются на суше, до 16 млн. т поступает в атмосферу из-за неполного сгорания нефтепродуктов при работе автомобильных и авиационных двигателей.
Около 7 млн. т нефти теряется в морях и океанах. Установлено, что 1 л нефти лишает кислорода 40 м 3 воды и может привести к уничтожению большого количества мальков рыб и других морских организмов. При концентрации нефти в воде 0,1-0,01 мл/л икринки рыб погибают за несколько суток. Одна тонна нефти способна загрязнить 12 км 2 водной поверхности.
Космической съемкой зафиксировано, что уже почти 30% поверхности Мирового океана покрыто нефтяной пленкой, особенно загрязнены воды Атлантики, Средиземного моря и их берега.
В моря и океаны нефть попадает:
При загрузке и выгрузке нефтеналивных танкеров, способных перевозить одновременно до 400 тыс. т нефти;
При авариях танкеров, приводящих к выливанию в море десятков и сотен тысяч тонн нефти;
При добыче нефти из морского дна и во время аварий на скважинах, расположенных на платформах над водой. Например, в Каспийском море некоторые платформы по бурению и добыче нефти удалены от берега на 180 км. Следовательно, в случае вытекания нефти на море загрязнение произойдет не только у береговой зоны, удобной для ликвидации последствий загрязнения, но охватит большие площади в середине моря.
Последствия загрязнения Мирового океана весьма серьезные. Во первых, загрязнение поверхности нефтяной пленкой приводит к уменьшению поглощения углекислого газа и его накоплению в атмосфере. Во-вторых, в морях и океанах гибнут планктон, рыба и другие обитатели водных сред. В третьих, большие нефтяные пятна на поверхности морей и океанов являются причиной гибели большого количества перелетных птиц. С высоты птичьего полета эти пятна похожи на поверхность суши. Птицы садятся отдохнуть на загрязненную поверхность воды и тонут.
При этом нефть в океанической воде сохраняется недолго. Ус- тановлено, что за один месяц в океане разрушается до 80% нефтепродуктов, при этом часть из них испаряется, часть эмульгируется (в эмульсиях происходит биохимическое разложение нефтепродуктов), а часть подвергается фотохимическому окислению.
5. Сокращение площади лесов
Один гектар влажного тропического леса вырабатывает при фотосинтезе 28 т кислорода в год. При этом лес поглощает большое количество углекислого газа и тем самым препятствует усилению парникового эффекта. Хотя тропические леса занимают всего 7% земной суши, в них насчитывается 4/5 всей растительности планеты.
Исчезновение лесов может привести к образованию пустынных земель с суровым климатом. Примером тому является пустыня Сахара.
По мнению ученых, 8 тыс. лет тому назад территория пустыни Сахары была покрыта тропическими лесами и густой зеленой растительностью, имелись многочисленные полноводные реки. Сахара была земным раем для людей и диких животных. Об этом свидетельствуют наскальные рисунки, изображающие слонов, жирафов и диких животных, сохранившиеся до наших дней.
Интенсивный рост населения развивающихся стран привел к тому, что ежегодно с поверхности Земли исчезает 120 тыс. км 2 тропических лесов. По мнению ученых и специалистов, в случае если сохранится современный темп вырубки тропических лесов, то они исчезнут в первой половине следующего столетия.
Вырубка лесов в развиваюшихся странах преследует следующие цели:
Получение товарной твердой древесины;
Освобождение земель для выращивания сельскохозяйственных культур.
Эти цели направлены на преодоление дефицита продуктов питания для возрастающего населения. В большинстве случаев тропические леса сначала вырубаются, заготавливается товарная древесина, объём которой не: превышает 10% от вырубленного леса. Далее вслед за лесозаготовителями производится расчистка территории от остатков леса и формируются земельные площади для занятия фермерством.
При этом толщина плодородного слоя почвы в тропических лесах не превышает 2-3 см, в связи с этим за два года (или максимум за пять лет) плодородие такой почвы истощается полностью. Восстановление почвы происходит лишь через 20-30 лет. В результате уничтожение тропических лесов для создания новых пахотных земель не имеет никакой перспективы. В то же время безвыходная ситуация, связанная с интенсивным ростом народонаселения, не позволяет правительствам развивающихся стран запретить вырубку тропических лесов, что должна быть достигнуго лишь усилиями всего мирового сообщества.
Пути решения проблемы сохранения тропических лесов многочисленны, и среди них наиболее реальными можно считать следующие:
Повышение цен на древесину, поскольку в настоящее время они находятся на таком низком уровне, что доходы от продажи древесины не позволяют финансировать восстановление лесов на вырубленных участках. К тому же древесина высокого качества не превышает 10% от объёма вырубленного леса;
Развитие туризма и получение от него больших доходов, чем от земледелия. При этом для этого крайне важно создать специальные национальные парки, что требует значительных капитальных вложений.
6. Опустынивание земель
В целом опустынивание земель происходит по следующим причинам.
Перевыпас. Большое количество крупного рогатого скота на небольшом пастбище может уничтожить всю растительность, оставив обнаженную почву. Такая почва легко подвергается ветровой и водной эрозии.
Упрощение экологических систем. В переходной полосе от пустыни Сахары к саваннам Западной Африки шириной до 400 км пастухи выжигают кустарники, полагая, что после пожара будет расти свежая зеленая трава. При этом часто получаются отрицательные результаты. Дело в том, что кустарники питаются влагой глубинных слоев почвы и защищают почву от ветровой эрозии.
Интенсивная эксплуатация пахотных земель. Фермеры часто сокращают севооборот за счёт того, что не оставляют поля на отдых. В результате почва истощается, подвергается ветровой эрозии.
Заготовка дров. В развивающихся странах дрова применяются и для получения тепла, и для приготовления пищи, и для продажи. По этой причине леса интенсивно вырубаются, а на месте бывшего леса начинается быстро распространяющаяся эрозия почвы. Типичным примером является остров Гаити. Некогда он был земным раем для человека и животных, но в последние годы на острове из-за резкого роста численности населения интенсивно истребляли леса, и часть почвы пришла в состояние опустынивания.
Засоление - данный вид опустынивания характерен для орошаемых земель. В результате испарения воды из ирригационных систем в них остается вода, насыщенная солями, то есть солевые растворы. По мере их накопления растения прекращают рост и погибают. Вместе с тем, на поверхности почвы образуются твердые солевые корки. Примеры засоления - дельты рек Сенегал и Нигер, долина озера Чад, долина рек Тигр и Евфрат, хлопковые плантации в Узбекистане.
Ежегодно из-за опустынивания теряется от 50 до 70 тыс. км 2 пахотных земель.
Последствиями опустынивания являются нехватка продуктов питания и голод.
Борьба с опустыниванием включает:
Ограничение выпаса крупного рогатого скота и снижение темпов сельскохозяйственной деятельности;
Использование агролесоводства - посадка таких деревьев, которые в сухой сезон имеют зеленые листья;
Выработка специальной технологии выращивания сельскохозяйственных продуктов и обучение крестьян эффективной работе.
7. Загрязнение пресной воды
Загрязнение пресной воды вызывает ее дефицит не вследствие отсутствия, а из-за невозможности потребления для питья. Вода вообще должна быть дефицитом только в пустыне. При этом в настоящее время чистая пресная вода становится редкой даже в тех регионах, где имеются полноводные, но загрязненные промышленными сбросами реки. Установлено, что 1 м 3 сточной воды способен загрязнить 60 м 3 чистой речной воды.
Основная опасность загрязнения водоемов сточными водами связана с уменьшением концентрации растворенного кислорода ниже 8-9 мг/л. В этих условиях начинается эвтрофикация водного объекта͵ приводящая к гибели обитателей водных сред.
Различают три вида загрязнения питьевой воды:
Загрязнение неорганическими химическими веществами - нитратами, солями тяжелых мета шов, таких как кадмий и ртуть;
Загрязнение органическими веществами, к примеру, пестицидами и нефтепродуктами;
Загрязнение болезнетворными микробами и микроорганизмами.
Меры устранения загрязнений источников питьевой воды включают:
Уменьшение сброса сточных вод в водоемы;
Использование на промышленных предприятиях замкнутых водооборотных циклов;
Создание эффективно используемых государственных запасов воды.
Источники загрязнения окружающей среды
Загрязнением считается привнесение в экологическую систему новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного средне- многолетнего уровня этих агентов в природной среде.
Непосредственными объектами загрязнения служат составные части биосферы - атмосфера, гидросфера и литосфера. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие экологических систем, такие как растения, микроорганизмы и животный мир.
Загрязняющими веществами окружающей природной среды являются сотни тысяч химических соединений. При этом особую опасность представляют токсичные вещества, радиоактивные вещества, соли тяжелых металлов.
Загрязняющие вещества из разных источников выбросов бывают одинаковыми по составу, физико-химическим и токсическим свойствам.
Так, диоксид серы выбрасывается в атмосферу в составе дымовых газов тепловых электростанций, сжигающих мазут и уголь; отходящих газов нефтеперерабатывающих предприятий; отходящих газов предприятий металлургической промышленности; отходов сернокислотного производства.
Оксиды азота входят в состав дымовых газов при сжигании всех видов топлива, отходящих (хвостовых) газов производства азотной кислоты, аммиака и азотных удобрений.
Углеводороды поступают в атмосферу в составе выбросов предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, транспорта͵ теплоэнергетики и газодобывающей промышленности, при добыче каменного угля.
Источники загрязнения бывают природного и антропогенного происхождения.
К антропогенным относятся загрязнения, возникающие в результате производственной деятельности людей и в их повседневной жизни. В отличие от природных антропогенные загрязнения поступают в природную среду непрерывно, что приводит к накоплению загрязняющих веществ с образованием высоких локальных концентраций, оказывающих вредное влияние на растительный и животный мир.
В свою очередь, антропогенные загрязнения подразделяются на физические, химические и микробиологические группы. Каждая из этих групп характеризуется разнообразием источников загрязнения и особенностями загрязнителей природной среды.
1. Физическое загрязнение
Физическое загрязнение включает следующие виды загрязнений природной среды: тепловое, световое, шумовое, электромагнитное и радиоактивное. Рассмотрим каждый вид более подробно.
Тепловое загрязнение возникает в результате локального повышения температуры воздуха, водоема или почвы вследствие промышленных выбросов нагретых газов или воздуха, сбросов в водоемы теплых промышленных или сточных вод, а также прокладки наземных и подземных теплотрасс.
Установлено, что около 90% электроэнергии в мире (в Российской Федерации - 80%) производится на тепловых электростанциях. Для этого ежегодно сжигается порядка 7 млрд. т условного топлива. При этом коэффициент полезного действия тепловых электростанций составляет всего 40%. Следовательно, 60% тепла от сжигания топлива рассеивается в окружающей среде, в т.ч. при сбросе теплой воды в водоемы.
Сущность теплового загрязнения водоемов при производстве электрической энергии состоит в следующем. Водяной пар с высокой температурой и давлением, который образуется в печи тепловой электростанции при сжигании топлива, вращает турбину тепловой электростанции. После этого одна часть отработанного пара используется для обогрева жилых и производственных помещений, а другая собирается в конденсаторах за счёт отдачи тепла охлаждающей воде, поступающей из водоема. Конденсат снова подается на получение пара высокого давления для вращения турбины, а нагретая вода сбрасывается в водоем, что приводит к повышению его температуры. По этой причине тепловое загрязнение приводит к уменьшению численности разных видов растительных и живых организмов в водоемах.
В случае если рядом с тепловой электростанцией нет водоема, то охлаждающая вода, которая нагрелась при конденсации пара, подается на градирни, представляющие собой сооружения в виде усеченного конуса для охлаждения горячей воды атмосферным воздухом. Внутри градирен расположены многочисленные вертикальные пластаны. По мере стекания воды сверху вниз тонким слоем по пластинам ее температура постепенно уменьшается.
Охлажденная вода вновь подается для конденсации отработавшего пара. При работе градирен в атмосферный воздух выделяется большое количество водяного пара, что приводит к локальному повышению влажности и температуры окружающего атмосферного воз/духа.
Примером теплового загрязнения водных экологических систем является водохранилище Заинской тепловой электростанции, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ не замерзаег даже в самые сильные морозы вследствие сброса в него промышленной теплой воды в больших количествах.
Световое загрязнение. Известно, что световое загрязнение природной среды нарушает освещенность земной поверхности при смене дня и ночи, а следовательно, - и приспособляемость растений и животных к этим условиям. Искусственные источники света в виде мощных прожекторов по периметрам территорий некоторых промышленных предприятий могут оказывать отрицательное влияние на жизнедеятельность растительного и животного мира.
Шумовое загрязнение образуется в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума выше природного уровня. Адаптация живых организмов к шуму практически невозможна.
Шум характеризуется частотой и звуковым давлением. Звуки, воспринимаемые человеческим ухом, лежат в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц. Этот диапазон принято называть звуковым диапазоном частот. Звуковые волны с частотой ниже 20 Гц называются инфразвуком, а выше 20000 Гц - ультразвуком. Установлено, что инфразвук и ультразвук представляют опасность для человека и живых организмов. Для практических применений удобным является логарифмическая шкала для измерения уровня звукового давления шума, измеряемая в децибелах (дБ).
Известно, что верхним пределом шума, не причиняющим человеку неудобства и не оказывающим вредное воздействие на его организм, является уровень звукового давления, равный 50-60 дБ. Такой шум характерен для улицы средней оживленности, для слабой нормальной работы радио- и телевизионной аппаратуры. Шум, превышающий эти значения, приводит к шумовому загрязнению окружающей среды. Так, шум грузового автомобиля составляет 70 дБ, работа металлорежущего станка, громкоговорителя при максимальной мощности - 80 дБ, шум при включении сирены скорой помощи и в вагоне метрополитена имеет звуковое давление 90 дБ. Сильные раскаты грома создают шум в 120 дБ, шум реактивного двигателя, приводящий к болевым ощущениям, равен 130 дБ.
Электромагнитное загрязнение - это изменение электромагнитных свойств природной среды вблизи линий электропередач, радиостанций и телевизиоиных станций, промышленных установок и радарных устройств.
Радиоактивное загрязнение представляет собой повышение естественного фона радиоактивности, вызванное в результате антропогенной деятельности или ее последствий. Так, нормальную работу атомной электростанции можно рассматривать как антропогенную деятельность, при этом выделяется безопасный для людей радиоактивный газ криптон-85, который имеет период полураспада 13 лет. В то же время он ионизирует воздух и загрязняет окружающую среду.
Аварию на Чернобыльской атомной электростанции можно рассматривать как последствие антропогенной деятельности. При таких авариях опасность представляет радиоактивный иод-131 с периодом полураспада 8 дней, который способен накапливаться в щитовидной железе человека вместо обычного иода.
Другими опасными радиоактивными элементами являются цезий, плутоний и стронций, имеющие длительные сроки периода полураспада и приводящие к радиоактивному загрязнению больших территорий. Период полураспада цезия-137 и стронция-95 равен 30 годам.
Основными источниками радиоактивного загрязнения природной среды являются ядерные взрывы, атомная энергетика и проведение научных исследований с применением радиоактивных веществ.
Радиоактивное загрязнение природной среды приводит к усилению воздействия альфа-, бета- и гамма-излучений на растительный и животный мир.
Альфа-частица (ядро атома гелия) и бета-частица (электрон) могут попасть в организмы человека и животных в составе пыли, воды или пищи. Будучи заряженными частицами, они вызывают ионизацию в тканях организма. В результате в организме происходит образование свободных радикалов, взаимодействие которых приводит к биохимическим изменениям. При медленном протекании таких изменений бывают созданы благоприятные условия для возникновения онкологических заболеваний.
Гамма-излучение обладает очень большой проникающей способностью и без труда пронизывает всю толщу организма человека, повреждая его. Доказано, что наибольшей чувствительностью к радиоактивному излучению обладают млекопитающие, в т.ч. и человек. Растения и некоторые низшие позвоночные менее чувствительны к радиоактивному воздействию. Наиболее устойчивы к действию радиоактивных излучений микроорганизмы.
2. Химическое загрязнение
Наиболее массовым и наносящим большой вред природной среде является химическое загрязнение биосферы.
Химическое загрязнение, в отличие от других видов загрязнений, характеризуется взаимодействием загрязняющих веществ с компонентами природной среды. В результате образуются вещества, которые бывают более или менее вредными, чем сами загрязнители природной среды.
Среди химически загрязняющих атмосферу веществ наиболее распространенными являются газообразные вещества, такие как оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота͵ углеводороды, пыль, сероводород, сероуглерод, аммиак, хлор и его соединения, ртуть.
К химическим загрязнителям гидросферы относятся нефть, сточные воды промышленных предприятий, содержащие фенолы и другие высокотоксичные органические соединения, соли тяжелых металлов, нитриты, сульфаты, поверхностно- активные вещества.
Химическими загрязнителями литосферы являются нефть, пестициды, твердые и жидкие отводы химических производств.
К химическим загрязнителям природной среды также относятся отравляющие вещества, или химическое оружие. Разрыв снаряда с химическим оружием покрывает чрезвычайно токсичными веществами большие площади и создает угрозу отравления людей, животных и уничтожения растений.
3. Микробиологическое загрязнение
Под микробиологическим загрязнением природной среды понимают появление большого количества болезнетворных микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных питательных средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека.
В атмосферном воздухе могут находиться различные бактерии, а также вирусы и грибки. Многие из этих микроорганизмов бывают патогенными и вызывать инфекционные заболевания, такие как грипп, скарлатина, коклюш, ветряная оспа и туберкулез.
В воде открытых водоемов также встречаются различные микроорганизмы, в т.ч. и патогенные, вызывающие, как правило, кишечные заболевания. В водопроводной воде централизованного водоснабжения содержание бактерии группы кишечной палочки регламентируется Санитарными правилами и нормами ʼʼПитьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качестваʼʼ (СанПин 2.1.4.1074-01).
В почвенном покрове содержится большое количество микроорганизмов, особенно сапрофитов и условно патогенных. В то же время в сильно загрязненной почве бывают и бактерии, вызывающие газовую гангрену, столбняк, ботулизм и т. д. Наиболее устойчивые микроорганизмы могут находиться в почве долгое время - до 100 лет. К ним также относятся возбудители сибирской язвы.
Глобальные экологические проблемы современности - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Глобальные экологические проблемы современности" 2017, 2018.
Глобальные экологические проблемы – это проблемы, негативное воздействие которых ощущается в любой точке земного шара и влияет на всю структуру, строение и части биосферы. Это всеобъемлющие и всеохватывающие проблемы. Сложность их восприятия отдельным человеком заключается в том, что он их может не ощущать или ощущать в недостаточной степени. Это проблемы, которые делят на себя все жители Земли, все живые организмы и природная среда. Всем понемногу. Но здесь воздействие проблемы нельзя делить или распределять между всеми. В случае с глобальными проблемами эффект от них надо складывать и последствия от такого сложения будут гораздо большими.
Эти проблемы можно условно разделить на два вида, которым соответствуют два этапа в истории существования нашей планеты. Первые – природные. Вторые – искусственные. Первый вид относится к существованию Земли до появления на ней человека или, точнее, до совершения им некоторых научных открытий. Вторые, это проблемы, которые возникли сразу же по внедрению этих открытий. С первыми природа, как система, стремящаяся к стабильному существованию, справлялась сама. Она адаптировалась, приспосабливалась, сопротивлялась, изменялась. Со вторыми тоже некоторое время могла бороться, но со временем ее возможности практически исчерпались.
Современные проблемы и их отличия
Современные экологические проблемы – это проблемы, возникшие в результате активного влияния человека на естественные процессы, происходящие в природе. Такое влияние стало возможно в связи с развитием научно-технического потенциала человечества, направленного на обеспечение жизни людей. При этом существование окружающей живой и неживой природы во внимание не принимается. Их последствием будет то, что биосфера постепенно превратится из природной системы в искусственную. Для человека это означает только одно, что, как и любая созданная им экосистема, она не сможет существовать без человека, без его помощи и пристального внимания. Экологические проблемы современности превратятся, если еще не превратились, в экологические проблемы человечества. Сможет ли человек справиться с такой задачей?
Техногенные катастрофы и аварии – это примеры, глобальные экологические проблемы от которых не вызывают ни у кого сомнения. Эти происшествия получают международное осуждение. Они становятся толчком для усовершенствования систем безопасности. Проводятся мероприятия по ликвидации разрушений и других последствий. Экологические проблемы современности состоят в том, что пытаются бороться с последствиями, которые произошли в непосредственной близости от эпицентра аварии. Ликвидировать последствия, возникшие в результате у биосферы, никто не может. Если биосферу Земли сравнить со стеклом, а аварию, такую как на Чернобыльской АЭС, с отверстием от попавшего в него камня, то разошедшиеся от него трещины – это последствия, которые все равно приводят в непригодность всего стекла. Человек может и должен повысить безопасность, но не может ликвидировать последствия. В этом и заключается ключевое отличие искусственной экосистемы от природной. Природная может ликвидировать последствия и делает это сама.
Глобальные и их виды
Относится к глобальным экологическим проблемам и сокращение запасов природных ископаемых, в первую очередь тех, которые являются основными источниками производства энергии. Количество необходимой для существования человечества энергии растет, а альтернативы природным источникам энергии в достаточном количестве пока не создано. Существующие энергетические комплексы – гидро-, тепло- и атомные станции не только зависимы от природных источников сырья – воды, угля, газа, химических элементов, но и несут в себе опасность для окружающей среды. Загрязняют воду, воздух и почву, изменяют или уничтожают прилегающие экосистемы, тем самым вносят свой вклад в расшатывание и дестабилизацию всей биосферы Земли. И это касается не только катастроф и аварий, периодически происходящих на станциях, последствия которых известны всему миру. Гидросооружения, изменяющие естественный водооборот рек, технологические теплые воды, сливаемые в водохранилища при станциях и многое другое, что внешне может показаться незначительным и мелким с точки зрения проблем всей планеты, но все же вносит свой вклад в дисбаланс биосферы. Изменяя экосистему пруда, реки, водохранилища или озера, изменяется составная часть целостной экосистемы Земли. А так как это не разовое явление, а массовое, то и эффект получается глобальный.
«Глобальные экологические проблемы» понятие, требующее не только общечеловеческого понимания и научных исследований, но и действий, совместных и таких же глобальных.
Считают, что основные экологические проблемы современности – это глобальное потепление, вызванное «парниковым эффектом» и появлением «озоновых дыр», «кислотные» дожди, уменьшение количества лесов и увеличение площадей пустынь, сокращение количества природных ресурсов, в первую пресной воды.
Последствиями потепления будет изменение климата, ускорение таяние ледников, повышение уровня Мирового океана, затопление суши, увеличенное испарение поверхностных вод, «наступление» пустынь, изменение видового разнообразия живых организмов и их баланса в пользу теплолюбивых и так далее. Потепление вызывает, с одной стороны, уменьшение количества озона в верхних слоях атмосферы, за счет чего на планету начинает поступать большее количество ультрафиолетового излучения. А с другой, тепло, выделяемое Землей и живыми организмами, в излишнем количестве задерживается в нижних слоях атмосферы. Появляется эффект «излишней» энергии. Вопрос в том, являются ли последствия, описанные и предполагаемые учеными, всеми возможными, или есть «трещинки», о которых мы не знаем и даже не предполагаем.
Загрязнения
Экологические проблемы человечества всегда были и будут связаны с загрязнением окружающей среды. Особую роль в этом играет не только количество загрязняющих веществ, но и их «качество». В некоторых регионах, где по тем или иным причинам, процесс попадания инородных элементов в окружающую среду прекращается, природа постепенно «наводит» порядок и восстанавливается. Хуже обстоит дело с так называемыми ксенобиотиками — веществами, которые не встречаются в природной среде и потому естественным путем переработаны быть не могут.
Наиболее очевидные экологические проблемы современности уменьшение количества лесов, которое происходит при непосредственном участии человека. Вырубки для добычи древесины, освобождения территорий под строительство и для сельскохозяйственных нужд, уничтожение леса из-за неосторожного или небрежного поведения людей, — все это в первую очередь ведет к уменьшению зеленой массы биосферы, а значит к возможному кислородному дефициту. Это становится все более возможным, благодаря активному сжиганию кислорода в процессе промышленного производства и транспортными средствами.
Человечество все более и более становится зависимым от искусственно произведенной энергии и пищи. Под сельскохозяйственные угодья отводятся все новые земли, а существующие все обильнее наполняются минеральными удобрениями, пестицидами, веществами для борьбы с вредителями и тому подобными химическими веществами. Эффективность такого наполнения почвы редко превышает 5%. Остальные 95% смываются ливневыми и талыми водами в Мировой океан. Азот и фосфор являются основным компонентом этих химических веществ, попадая в природные экосистемы, они стимулируют увеличение зеленной массы, прежде всего водорослей. Нарушение биологического баланса водных объектов ведет к их исчезновению. Кроме того, химические элементы, содержащиеся в средствах защиты растений, с водяным паром поднимаются в верхние слои атмосферы, там соединяются с кислородом и превращаются в кислоты. А затем выпадают «кислотными» дождями на почвы, которые кислотности могут не требовать. Нарушение pH баланса приводит к разрушению почв и потери ими плодородия.
Можно ли в основные экологические проблемы современности включить процесс урбанизации? Все большая концентрация людей в ограниченных местах, должна была бы дать больше простора для дикой природы. То есть могла появиться надежда на то, что экосистема Земли сможет приспособиться к таким внутренним переменам. Но городские «аквариумы», а по сути, экосистема городов, особенно больших, мегаполисов и агломераций, является не чем иным, как искусственной экосистемой, требуют огромного количества энергии и воды. Обратно они «выбрасывают» из себя не меньшее количество отходов и стоков. Все это включает в «аквариумную» экосистему городов окружающие земли. В итоге дикая природа существует на незначительных территориях, временно не вовлеченных в сферу обеспечения «аквариумов». А это значит, что у природы нет ресурса для своего восстановления, видового богатства, достаточной энергии, полноценной пищевой цепи и так далее.
Таким образом, основные экологические проблемы современности — это совокупность всех проблем, возникших у природы в связи с активной деятельностью человека по своему жизнеобеспечению.
Видео — Проблемы экологии. Химическое оружие. Пожары
Сегодня наша планета сталкивается с множеством угроз окружающей среде, одни из них локальны, другие – общие для всех стран. Представляем вашему вниманию десять самых существенных экологических проблем современности.
1. Изменение климата
Глобальное потепление считается наиболее существенной причиной климатических изменений в последнее время, и их последствия будут становиться все более ощутимыми в ближайшие сто лет. Правительства стран по всему миру ведут противоречивую работу по противодействию вредным трансформациям климата. С одной стороны, все заявляют о своей готовности решать проблему, о чем свидетельствует наличие соответствующих мировых соглашений, например, Киотского протокола, с другой – никаких реальных действий не предпринято. Существуют курьезные исследования, в соответствии с которыми, в настоящее время есть только одна реальная возможность ограничить потепление величиной 2 °C (характеризующее опасное изменение климата) – экономики развитых стран должны прекратить собственное развитие и перейти к стратегии антироста.
2. Энергия
Генерация энергии является серьезным источником экологического ущерба, преимущественно вследствие сжигания ископаемого топлива. Угольные, нефтяные и газовые электростанции являются основным источником электроэнергии по всей планете и способствуют формированию большинства парниковых газов, содержащихся в атмосфере. Конечно, существуют альтернативные источники энергии, такие как солнечные, ветровые и гидроэлектростанции, однако, они способны покрыть лишь небольшой процент от всех энергетических потребностей стран. Увеличение количества энергии, произведенной из возобновляемых источников, является наиболее важным шагом в снижении деградации окружающей среды в результате производства электроэнергии.
3. Вода
Как самый сухой населенный континент в мире, Австралия особенно уязвима к загрязнению воды. Многие другие столичные города также столкнулись с нехваткой питьевой воды и вынуждены вводить ограничения на её использование. Сельское хозяйство является ведущей причиной деградации и загрязнения водотоков в Австралии. Нерациональные методы орошения и выпуска удобрений и пестицидов в пределах данной отрасли – главные причины загрязнения водных объектов.
4. Биоразнообразие и землепользование
Нерациональное использование земли привело к деградации многих ценных экосистем и потери незаменимого биоразнообразия. В той же Австралии (и здесь она держит первенство) есть более 1500 наземных видов, которые в настоящее время находятся в списке исчезающих, и эта тенденция не показывает никаких признаков замедления. Следует понимать, что ресурсы, необходимые нам для жизни, не берутся из воздуха, а предоставляются богатством разнообразных экосистем: производство кислорода, естественная фильтрация воды, круговорот питательных веществ и опыление - все это результат работы сложного механизма живой природы, в которой человек лишь одно из звеньев. Поэтому потеря биоразнообразия в результате деградации окружающей среды ставит под угрозу и нашу человеческую жизнь. По этой причине сохранение и поддержание естественного природного богатства имеет большое значение для всех живых организмов.
5. Химические, токсичные вещества, и тяжелые металлы
Хотя химикаты и токсичные вещества естественным образом существуют в природе, в последние 250 лет человек активно наносит вред окружающей среде, используя искусственные загрязнители техногенного происхождения. Существует множество источников такого губительного воздействия, приносимый ими ущерб подчас колоссален, это особенно ощутимо в областях тяжелой промышленности и сельского хозяйства. Экосистему, загрязненную токсичными химикатами, очень трудно отчистить, да и на практике этим редко кто планомерно занимается. Между тем снижение производства вредных соединений и минимизация их выброса является важной частью сохранения окружающей среды.
6. Загрязнение воздуха
Рассматривая проблемы, связанные с загрязнением воздуха, чаще всего говорят о выпусках парниковых газов. Однако существует множество других форм негативного воздействия, которые влияют на нашу атмосферу. При сжигании ископаемого топлива, особенно угля, образуется множество других соединений, помимо известного всем диоксида углерода (углекислого газа). Сера и азот также являются побочными продуктами горения угля и могут вызвать значительные экологические проблемы. Кислотные дожди, вызванные этими двумя соединениями, могут привести к повреждению как живых, так и искусственных сред. Загрязнение воздуха также может быть вызвано выделением в атмосферу пыли или других веществ, влияющих на здоровье животных и человека.
7. Обращение с отходами
Нерациональное обращение с отходами привело к ряду экологических проблем на всей планете. Современные общества значительно увеличили количество отходов, которое постоянно пополняется благодаря неуемным темпам производственных и упаковочных процессов, это, свою очередь связано с быстрым ростом численности населения и необходимостью его обслуживать. Чтобы уменьшить объем образующихся отходов, правительствам, предприятиям и частным лицам рекомендуется перерабатывать уже существующие отработанные продукты и использовать вторсырье. Это сводит к минимуму объем отходов, которые должны быть ассимилированы, и снижает необходимость добывать полезные ископаемые и другие ресурсы для производства новой продукции.
8. Разрушение озонового слоя
Истощение нашего озонового слоя связывают главным образом с выпуском хлорфторуглеродов или ХФУ в атмосферу. Когда ХФУ достигают верхних слоев атмосферы, они вынуждают молекулы озона распадаться, вызывая так называемые озоновые дыры, самая большая из которых, находится над Антарктикой. Между тем озоновый слой очень важен, так как он блокирует ультрафиолетовое солнечное излучение, которое может привести к серьезному повреждению тканей живых организмов, вызвать раковые заболевания. В стремлении сократить процесс разрушения озонового слоя, использование хлорфторуглеродов было запрещено во многих производствах.
9. Океаны и рыболовство
Во многих областях мировых океанов истощены рыбные запасы. Ценные виды рыб испытывают катастрофическое снижение популяции. Так называемый тресковый кризис (резкое сокращение поголовья атлантической трески в результате рыбной ловли) является примером готовности людей эксплуатировать природные ресурсы планеты вплоть до их полного исчезновения. В настоящее время существует множество других видов рыб и морских организмов, страдающих от нерациональных методов лова. Без должного контроля эти важные ресурсы, от которых мы зависим как от хлеба насущного, станут нежизнеспособными в качестве источника пищи.
10. Вырубка леса
Вырубка лесов по всему миру идет на пугающих скоростях, еще начиная с эпохи колонизации. Европейские поселенцы и мусульманские захватчики легко уничтожали леса, осваивая новые территории для строительства городов, сельского хозяйства и пастбищного землепользования. Так, остров Борнео лишился порядка 80 % своего леса, который был естественным домом для многих видов диких животных и птиц. В России за период с 2000 по 2013 год площадь лесных массивов сократилась на 20,3 млн. га (первое место в мире), было вырублено 36,5 млн га. Обезлесение уничтожает жизненно важную среду обитания для растений и животных. Это приводит к потере биологического разнообразия и ухудшения состояния важных экосистем, а также к усилению парникового эффекта из-за снижения объёмов фотосинтеза.
Экологический кризис характеризуется наличием целого ряда проблем, которые угрожают устойчивому развитию. Рассмотрим только некоторые из них.
Разрушение озонового слоя . Содержание озона в атмосфере
незначительно и составляет 0,004% по объему. Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под действием космической УФ-радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий важное значение для обеспечения жизни на Земле. Озоновый экран ослабляет смертоносную УФ-радиацию в слое атмосферы между 40 и 15 км над земной поверхностью примерно в 6500 раз. Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз УФ-радиацию, что влияет на зрение животных и человека и может оказать другие губительные воздействия на живые организмы. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям - вспышке рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. Впервые появление так называемой озоновой дыры над Антарктидой было зафиксировано наземными и спутниковыми измерениями в середине 199970-х гг. Площадь этой дыры составила 5 млн м², и озона в столбе воздуха было на 30-50% меньше нормы.
Было высказано несколько предположений о причинах разрушения озонового слоя: запуск космических кораблей, сверхзвуковые самолеты, значительные масштабы производства фреонов. Впоследствии на основании научных исследований был сделан вывод, что основной причиной являются фреоны, которые широко используются в холодильной технике и аэрозольных баллончиках.
Международным сообществом был принят ряд мер, направленных на предотвращение разрушения озонового слоя. В 1977 г. Программой ООН по окружающей среде был принят план действий по озоновому слою, в 1985 г. в Вене состоялась конференция, принявшая Конвенцию по охране озонового слоя, был установлен список веществ, отрицательно влияющих на озоновый слой, и принято решение о взаимной информации государств о производстве и использовании этих веществ, о принимаемых мерах.
Таким образом, было официально заявлено о пагубном воздействии изменений озонового слоя на здоровье людей и окружающую среду и о том, что меры по охране озонового слоя требуют международного сотрудничества. Решающим стало подписание Монреальского протокола в 1987 г., согласно которому устанавливается контроль за производством и использование фрео-
нов. Протокол подписали более 70 стран, в том числе обязательства по нему взяла на себя Россия. В соответствии с требованиями этих соглашений производство вредных для озонового слоя фреонов должно быть прекращено к 2010 г.
Парниковый эффект. Выброс в атмосферу многих газов: угарного газа (СО), углекислого газа (СО2), углеводородов, т.е. метана (СН4), этана (С2Н6) и др., которые накапливаются в результате сжигания горючих ископаемых и других производственных и процессов, приводит к появлению парникового эффекта, хотя эти вещества почти не представляют опасности как самостоятельные загрязнители (за исключением высоких концентраций).
Механизм парникового эффекта достаточно прост. Обычное солнечное излучение при безоблачной погоде и чистой атмосфере сравнительно легко достигает поверхности Земли, поглощается поверхностью почвы, растительностью и др. Нагретые поверхности отдают тепловую энергию снова в атмосферу, но уже в виде длинноволнового излучения, которое не рассеивается, а поглощается молекулами этих газов (СО2 поглощает 18% отдаваемой теплоты), вызывая интенсивное тепловое движение молекул и повышение температуры.
Атмосферные газы (азот, кислород, водяные пары) не поглощают тепловое излучение, а рассеивают его. Концентрация СО2 ежегодно повышается на 0,8-1,5 мг/кг. Считается, что при возрастании содержания СО2 в воздухе вдвое среднегодовая температура повысится на 3-5ºС, что вызовет глобальное потепление климата, и через 125 лет можно ожидать массового таяния льдов Антарктиды, подъема среднего уровня Мирового океана, затопления значительной части прибережной территории и других негативных последствий. Кроме парникового эффекта, наличие этих газов способствует образованию смога.
Смоги бывают влажные, сухие и ледяные. Влажный смог (Лондонского типа) - сочетание газообразных загрязняющих веществ, пыли и капель тумана. Так возникает в 100-200-метровом слое воздуха ядовитый густой грязно-желтый туман-влажный смог. Он образуется в странах с морским климатом, где часты туманы и высокая относительная влажность воздуха.
Сухой смог (Лос-Анджелесского типа) - вторичное загрязнение воздуха в результате химических реакций, сопровожда-
ющихся появлением озона. Сухой смог образует не туман, а синеватую дымку.
Ледяной смог (аляскинского типа).Он возникает в Арктике и Субарктике при низких температурах в антициклоне. Образуется густой туман, состоящий из мельчайших кристалликов льда и, например, серной кислоты.
Глобальное потепление - одно из наиболее значимых последствий антропогенного загрязнения биосферы. Оно проявляется в изменении климата и биоты: продукционного процесса в экосистемах, сдвиге границ растительных формаций, изменении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно сильные изменения касаются высоких и средних широт Северного полушария. Подъем уровня океана за счет потепления составит 0,1-0,2 м, что может привести к затоплению устьев крупных рек, особенно в Сибири. На проходившей в 1996 г. в Риме очередной конференции стран - участниц Конвенции по предотвращению климатических изменений еще раз была подтверждена необходимость скоординированных международных действий для решения этой проблемы.
Уничтожение тропических лесов. За последние 50 лет при участии человека истреблено 2/3 покрывавших Землю лесов. За последние 100 лет безвозвратно утрачено 40% существовавших на Земле лесных массивов. Дождевой тропический лес является одним из важнейших поставщиков кислорода в атмосферу и играет огромную роль в поддержании кислородного баланса. Дождевые тропические леса называют “зеленые легкие планеты”. Проблема заключается в том, что эти леса уничтожены уже на 40%. Ежегодно в мире теряется 15-20 млн га тропического леса, что эквивалентно половине площади Финляндии. Наибольшие потери понесли 10 стран мира, в числе которых Бразилия, Мексика, Индия, Таиланд. Если уничтожение тропических лесов будет продолжаться такими же темпами, то через 30-40 лет его уже не останется на Земле.
По причине сведения тропических лесов количество кислорода в атмосфере уменьшается ежегодно на 10-12 млрд т, а содержание углекислого газа по сравнению с серединой XX в. возросло на 10-12%. Возникает опасность нарушения баланса кислорода.
Основными причинами обезлесения являются: распашка лесных земель под сельскохозяйственные угодья; увеличение спроса на дре-
весное топливо; промышленная вырубка лесов; осуществления крупномасштабных проектов развития.
По данным ООН, примерно 90% сельского и 30% городского населения в странах Азии, Африки и Латинской Америки используют преимущественно древесное топливо. Коммерческие лесозаготови-
тельные работы осуществляются без учета экологических требований и, как правило, не сопровождаются посадками деревьев на вырубках.
После проведения конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992 г) развивающиеся страны подтвердили свою готовность в достижении международного консенсуса по проблеме сохранения лесных ресурсов, намереваясь принять со своей стороны меры по обеспечению устойчивого развития лесного хозяйства.
Дефицит воды. Многие ученые связывают его с непрерывным в последнее десятилетие повышением температуры воздуха из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа. Нетрудно составить цепь проблем, порождающих друг друга: большое энерговыделение (решение энергетической проблемы) - парниковый эффект - нехватка воды - недостаток пищи (неурожаи). За последние 100 лет температура возросла на 0,6ºС. В 1995-1998 гг. наблюдался особенно большой ее рост. Углекислый газ, метан и некоторые другие газы поглощают тепловое излучение и усиливают парниковый эффект.
Еще более важный фактор - резкое увеличение расхода воды на промышленные и бытовые цели. Нехватка воды резко ухудшила экологическую обстановку во многих регионах и вызвала продовольственный кризис.
Опустынивание. Так называется совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к разрушению (нарушению) равновесия в экосистемах и к деградации всех форм органической жизни на конкретной территории. Опустынивание происходит во всех природных зонах мира.
Главная причина современного роста опустынивания в различных странах мира - несоответствие сложившейся структуры хозяйственного использования природных ресурсов с потенциальными природными возможностями данного ландшафта, рост народонаселения, увеличение антропогенных нагрузок, несовершенство социально-экономического устройства ряда стран. По данным ЮНЕП *, сейчас пустынями антропогенного происхожде-
ния занято более 9 млн км², и ежегодно выбывает из продуктивного использования до 7 млн га земель.
Загрязнения Мирового океана. Мировой океан, покрывающий 2/3 земной поверхности, - это огромный резервуар, масса воды в котором составляет 1,4·10²¹ кг. Вода океана составляет 97% всей воды на планете. Мировой океан дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потребляемых населением планеты в пищу. Океану, особенно его прибрежной зоне, принадлежит ведущая роль в поддержании жизни на Земле, ведь около 70% кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктона. Таким образом, Мировой океан играет огромную роль в поддержании устойчивого равновесия биосферы, и его охрана является одной из актуальных международных экологических задач.
Особое опасение вызывает загрязнение Мирового океана вредными и токсичными веществами , в том числе нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.
Наиболее распространенными веществами, загрязняющими океан, являются нефть и нефтепродукты. В Мировой океан ежегодно поступает в среднем 13-14 млн т нефтепродуктов. Нефтяное загрязнение опасно по двум причинам: во-первых, на поверхности воды образуется пленка, которая лишает доступа кислорода морскую флору и фауну; во-вторых, нефть сама по себе является токсичным соединением, которое имеет большой период полураспада, при содержании нефти в воде 10-15 мг/кг гибнет планктон и мальки рыб. Настоящими экологическими катастрофами можно назвать крупные разливы нефти при крушении супертанкеров.
Особенно опасным является радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов (РАО). Первоначально основным способом избавления от радиоактивного мусора было захоронение РАО в морях и океанах. Это были, как правило, низкоактивные отходы, которые упаковывали в 200-литровые металлические барабаны, заливали бетоном и сбрасывали в море. Первое такое захоронение РАО произвели США в 80 км от побережья Калифорнии. До 1983 г.12 стран практиковали сброс РАО в открытое море. В воды Тихого океана за период с 1949 г. по 1970 г. было сброшено 560 261 контейнер с РАО.
В последнее время был принят ряд международных документов,
основной целью которых является охрана Мирового океана.
Недостаток пищи. Важная причина нехватки продовольствия - сокращение с 1956 г. пахотных площадей на душу населения из-за эрозии почвы и изъятия плодородных земель на другие цели. Благодаря “зеленой революции” 1970-х гг. удалось компенсировать снижение урожая за счет внедрения новых сортов, орошения, применения удобрений и гербицидов. Однако в Австралии и Африке этого добиться не удалось - не хватило воды для орошения. Теперь ее явно недостает в Азии и в Америке.
Резко сократились рыбные запасы. С 1950 по 1989 г. мировой улов вырос с 19 до 89 млн т, после чего прироста уже не было. Увеличение рыболовецкого флота не ведет к росту улова.
Рост численности населения. Стремительно растущая численность населения - самая серьезная проблема Земли.
Многочисленные попытки сократить рождаемость не увенчались успехом. В настоящее время в странах Африки, Азии и Южной Америки имеет место демографический взрыв. В Российской Федерации неблагоприятная для роста населения ситуация сложилась из-за падения рождаемости.
Вопросы для самопроверки
Какие признаки характеризуют современный экологический кризис?
Назовите основные причины загрязнения биосферы.
Приведите примеры истощения энергетических ресурсов.
Какие глобальные изменения происходят в атмосфере?
В чем причины и каковы последствия разрушения озонового слоя?
В чем причины и каковы последствия парникового эффекта?
Какие вы знаете глобальные континентальные проблемы?
Каковы основные причины уничтожения тропических лесов?
Что является основными источниками загрязнения Мирового океана?
Каковы последствия увеличения численности населения?