Причинами глобальных экологических проблем являются. Экологические проблемы

Экологические проблемы - это ряд факторов, которые означают деградацию природной окружающей среды. Чаще всего они вызваны деятельностью человека: с развитием промышленности и техники начали возникать проблемы, связанные с нарушением уравновешенных условий в экологической среде, которые очень сложно компенсировать.

Один из самых разрушительных факторов деятельности человека - загрязнение. Оно проявляется в повышенном уровне смога, возникновении мертвых озер, технической воде, насыщенной вредными элементами и непригодной для употребления, а также связано с вымиранием некоторых видов животных.

Таким образом, человек, с одной стороны, создает условия для комфорта, а с другой - губит природу и вредит, в конечном счете, сам себе. Поэтому в последнее время особое внимание в среде ученых уделяется основным экологическим проблемам и направлено на поиск альтернатив.

Основные экологические проблемы

Изначально проблемы экологии разделяют по условиям масштаба: они могут быть региональными, локальными и глобальными.

Примером локальной экологической проблемы является завод, который не очищает промышленные стоки перед тем, как сбросить их в реку. Это приводит к гибели рыб и вредит человеку.

В качестве примера региональной проблемы можно взять Чернобыль, а точнее - почвы, которые к нему прилегают: они радиоактивны и представляют угрозу для любых биологических организмов, находящихся на этой территории.

Глобальные экологические проблемы человечества: характеристика

Этот ряд проблем экологии имеет огромные масштабы и влияет непосредственно на все экологические системы, в отличие от локальных и региональных.

Экологические проблемы: потепление климата и озоновые дыры

Потепление ощущается жителями Земли по мягким зимам, которые раньше были редкостью. С тех пор, как проводился первый международный год геофизики, температура приземистого воздушного слоя возросла на 0,7 °С. На нижние слои льда начали подтаивать из-за того, что вода потеплела на 1°С.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что причина этого явления - так называемый «парниковый эффект», который возник из-за большого количества сжигания топлива и скопления углекислого газа в атмосферных слоях. Из-за него нарушается отдача тепла и воздух охлаждается медленнее.

Другие же считают, что потепление связано с солнечной активностью и здесь не играет существенной роли.

Озоновые дыры - еще одна проблема человечества, связанная с техническим прогрессом. Известно, что жизнь зародилась на Земле только после того, как возник защитный озоновый слой, который оберегает организмы от сильного излучения УФ.

Но в конце 20 века ученые обнаружили, что над Антарктидой крайне малое содержание озона. Такое положение сохраняется и до сих пор, поврежденная площадь при этом приравнивается к размерам Северной Америки. Такие аномалии обнаружены и в других областях, в частности, озоновая дыра есть над Воронежем.

Причина этого - активные и спутников, а также самолетов.

Экологические проблемы: опустынивание и гибель лесов

Причина которых - работа электростанций, способствуют распространению еще одной глобальной проблемы - гибели лесов. Например, в Чехословакии более 70% лесов уничтожены такими дождями, а в Великобритании и Греции - более 60%. Из-за этого нарушаются целые экосистемы, однако, человечество пытается бороться с этим искусственно высаженными деревьями.

Опустынивание тоже представляет в настоящее время глобальную проблему. Оно заключается в обеднении почвы: большие территории непригодны к использованию в сельском хозяйстве.

Человек способствует возникновению таких областей, снося не только почвенный слой, но и материнскую породу.

Экологические проблемы, вызванные загрязнением воды

Запасы пресной чистой воды, которую можно употреблять, тоже значительно сокращаются в последнее время. Это связано с тем, что человек загрязняет ее промышленными и другими отходами.

Сегодня полтора миллиарда людей не имеют доступа к чистой питьевой воде, а два миллиарда живут без фильтров для очищения загрязненной воды.

Таким образом, можно сказать, что в настоящих и многих будущих экологических проблемах человечество виновно само и ему предстоит разобраться с некоторыми из них в ближайшие 200-300 лет.

Глобальные проблемы порождены противоречиями общественного развития, резко возросшими масштабами воздействия деятельности человечества на окружающий мир и связаны также с неравномерностью социально-экономического и научно-технического развития стран и регионов. Решение глобальных проблем требует развертывания международного сотрудничества.

Важнейшие глобальные экологические проблемы, стоящие перед современным человеком, следующие: загрязнение окружающей сре­ды, парниковый эффект, истощение «озонового слоя», фотохимиче­ский смог, кислотные дожди, деградация почв, обезлесевание, опусты­нивание, проблемы отходов, сокращение генофонда биосферы и др.

Парниковый эффект – это нагрев внутренних слоев атмосферы Земли, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой основной (инфракрасной) части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем.

В атмосфере Земли излучение поглощается молекулами Н2О, СО2, О3 и др. Парниковый эффект повышает среднюю температуру планеты, смягчает различия между дневными и ночными температурами.

В результате антропогенных воздействий (сжигание топлива и промышленные выбросы) содержание углекислого газа, метана, пыли, фторхлоруглеродных соединений (и других газов, поглощающих в инфракрасном диапазоне) в атмосфере Земли постепенно возрастает. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности почвы, но задерживает рассеиваемое над почвой тепло – в результате под пленкой создается теплый микроклимат.

Не исключено, что усиление парникового эффекта в результате этого процесса может привести к глобальным изменениям климата Земли, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.

Кислотные дожди – это атмосферные осадки (в т. ч. снег), подкисленные (pH ниже 5,6) из-за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и водоемы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб и др. водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании. Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, для США, Канады, промышленных районов Российской Федерации, Украины и др.

Истощение запаса энергетических ресурсов. Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной деятельности человека, является энер­гетический лимит. Современное мировое энергопотребление человечества составляет около 10 ТВт Основой энергетики сегодня является ископаемое топливо: уголь, нефть, газ и уран-235.

Рост мирового потребления энергии во времени име­ет экспоненциальный характер (также, как и рост чис­ленности населения Земли). Промежуток времени между освоением первых 10% и разработкой последних 10% запаса невозобновимого ресурса называют полезным периодом использования сырьевого источника. Про­веденные расчеты показали, что, например, для газа полезный период продлится 20 - 25 лет, для нефти -30 - 40 лет, для угля - до 100 лет. Таким образом, в основу своей энергетической стратегии человечество по­ложило явно не тот вариант, который мог бы обеспе­чить достаточно продолжительное стабильное развитие человечества. Если предположить, что численность на­селения планеты в некоторый период времени стабили­зируется на отметке 15 млрд. человек и при этом его энергетический бюджет будет лишь в 2 раза превышать современный энергетический бюджет США (20 кВт на одного человека), то окажется, что все разведанные се­годня запасы нефти будут использованы в течение 3 месяцев, а запасы угля - 15 лет.

В настоящее время альтернативным и, возможно, единственным выходом из сложившейся ситуации пред­ставляется разработка неисчерпаемых (и к тому же эко­логически чистых) источников энергии, потенциал которых весьма значителен.

Биосфера загрязняется различными химичес­ки инертными органическими веществами, пестицидами, гербицидами, тяжелыми металлами (ртутью, свинцом и др.), радиоактивными веще­ствами и т.д.

Загрязняется нефтью и нефтепродуктами Миро­вой океан, планктон которого обеспечивает 70% поступающего в атмосферу кислорода.

Масштабы загрязнения столь велики, что естествен­ная способность биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению близка к пределу.

Экологический кризис (чрезвычайная экологическая ситуация) - экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми от­рицательными изменениями окружающей среды и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоот­ношений между человечеством и природой, обусловленное несоот­ветствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Эколо­гический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния изменен­ной людьми природы на общественное развитие.

Экологическая катастрофа (экологическое бедствие) - эколо­гическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимы­ми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой дея­тельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона.

К числу важнейших проблем, затрагивающих существование человечества в целом, относится быстрый прирост и изменение структуры населения Земли, а также вопрос о последствиях и воз­можности предотвращения термоядерной войны. Нельзя сказать, что оба эти вопроса не интересовали философов прежде. По край­ней мере второму из них они уделяли внимание всегда, ибо войны известны с тех пор, как человечество обрело свою определен­ность и вступило на путь социального, экономического и культур­ного развития. Предельной же остроты оба эти вопроса достигли в последние четыре десятилетия, когда начался так называемый демографический взрыв, а крупнейшие страны мира приступили к созданию атомного и ракетного оружия.

В чем сущность демографической проблемы, какое место за­нимает она в контексте других глобальных проблем? Еще в XVIII в. английский экономист Т. Мальтус в книге «Опыт о законе народонаселения...» (1798) обрисовал сложную ситуацию, кото­рая в наши дни получила название демографической проблемы. Мальтус видел ее в том, что население растет в геометрической прогрессии, т. е. увеличивается с невероятной скоростью, тогда как прирост необходимого для его прокормления продовольст­вия осуществляется по арифметической прогрессии.

Одна из глобальных проблем - проблема предотвращения мировой термоядерной войны. Компьютерное моделирование по­казало, что если в возникшем ядерном конфликте будет исполь­зована только часть смертоносного потенциала атомного и водо­родного оружия, то и тогда на Земле наступит «ядерная зима», или «ядерная ночь». От совокупного действия радиации, взрывов и пожаров в воздух попадет огромное количество пылевых частиц, которые резко уменьшат попадание солнечных лучей на поверхность Земли и снизят температуру воздуха до такого уровня, что сделает­ся невозможным существование на Земле человека и большин­ства растительных и животных видов. Количество стран, имеющих или могущих стать обладателями ядерного оружия, неуклонно растет, и вместе с тем растет опасность термоядерной войны.

Важная глобальная проблема, также возникшая в эпоху НТР, - экологическая.

В наше время проблема отношения человека к природе при­влекает к себе пристальное внимание. Тому есть важные причины. Беспрецедентное возрастание научно-технического потенциала подняло на качественно новую ступень возможности человека по преобразованию окружающей его природной среды и откры­ло перед ним необычайные перспективы. В то же время во взаи­модействии человека с природной средой его обитания прояв­ляется все больше тревожных симптомов опасности, грозящей существованию планеты Земля и всего человеческого рода. Име­ются в виду негативные аспекты современной НТР (прогресси­рующее загрязнение природной среды продуктами техногенного происхождения, угроза исчерпания природных ресурсов, изме­нение климата и т.д.), а также проблемы, которые и в прошлом стояли перед человечеством (нехватка продовольствия и др.), но сейчас заметно обострились, особенно в развивающихся стра­нах в связи с демографическим взрывом и другими обстоятель­ствами.

Широкий круг вопросов, связанных с взаимодействием совре­менного общества с природной средой, объединяется под общим названием экологической проблемы. Слово «экология» в послед­ние годы стало очень модным. И сфера его применения суще­ственно расширилась с того момента, когда Э. Геккель более ста лет тому назад предложил его для обозначения конкретного науч­ного направления, изучающего взаимоотношения животных и растений со средой их обитания. Слово «экология» сейчас встре­чается в лозунгах, под которыми происходят демонстрации в за­падных странах (так называемое движение «зеленых»); упомина­ется в официальных государственных документах, в статьях ученых, юристов, журналистов и представителей других профессий. В самом широком смысле слова экологический взгляд на мир пред­полагает при определении ценностей и приоритетов человеческой деятельности учет последствий влияния, которое эта деятельность оказывает на природную среду, равно как и влияние природной среды на человека.

Как уже было отмечено выше, глобальные проблемы человечества, прежде всего, представляют опасность непосредственно для существования самого человека.

Чаще всего, как научной, так и в популярной литературе, рассматриваются следующие экологические проблемы, связанные с антропогенной деятельностью:

«Парниковый эффект» - это естественное природное явление, существование которого не связано с антропогенной деятельностью и существующее на планете благодаря наличию атмосферы. Более того, это явление является необходимым условием существования белковой формы жизни. «Парниковые» газы имеют природное происхождение. К ним относятся: водяной пар, оксиды углерода, серы, азота, некоторые другие неорганические и органические соединения (сероводород , аммиак , метан , и т.д.).

Однако деятельность человека приводит к увеличению выбросов этих газов, что в свою очередь может вызвать увеличение «парникового эффекта» и вследствие этого - изменение климата.

В природной биосфере содержание углекислого газа в воздухе регулируется так, что его поступление равняется удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие. В результате сжигания топлива в атмосферу поступают дополнительные порции углекислого газа и других «парниковых» газов. Именно этот процесс рассматривается как тенденция, которая может привести к глобальному потеплению климата. В результате чего, возможно, будет происходить таяние полярных льдов, подъем уровня океана и возможные затопления.

Изменения разницы температур на полюсах и экваторе, возможно, вызовет и изменения циркуляции атмосферы. Более сильное потепление на полюсах приведет к ее ослаблению. Это изменит всю картину циркуляции и связанный с ней перенос теплоты и влаги, что повлечет за собой глобальное изменения климата. В большинстве районов, характеризующихся сейчас жарким и сухим климатом, количество атмосферных осадков увеличится, в умеренном поясе станет суше.

В тоже время существуют гипотезы и о том, что накопление в атмосфере твердых частиц, которые попадают туда при разнообразных выбросах, может вызвать и противоположный эффект - глобальное похолодание. Поскольку достаточно большое количество солнечных лучей может быть задержано и не попадет на землю, постепенно поверхность Земли будет охлаждаться.

В последнее время экологические концепции изменения климата и причин его вызывающих, существенно различаются между собой.

Не без основания существует концепция природного направленного изменения климата, основанная на периодических сменах климата на планете по типу похолодания-потепления. Причем эти изменения мало зависят от антропогенного вклада, а целиком связаны с космическими изменениями, с активностью солнца и общим циклом развития планеты.

Возможно, на современном этапе антропогенный вклад в усиление или уменьшение парникового эффекта не столь значителен в глобальном масштабе, но постоянное увеличение выбросов «парниковых газов» рано или поздно может привести к выраженным климатическим изменениям, которые станут роковыми для существования человечества.

Разрушение озонового слоя . Наряду с видимым светом, для Солнца также характерно ультрафиолетовое излучение. Особую опасность для белковых организмов представляет коротковолновая часть - жесткое ультрафиолетовое излучение. Свыше 99% его поглощается слоем озона в стратосфере. Озоновый слой - слой атмосферы (стратосферы) с повышенным содержанием озона (О 3), расположенный на высоте 20-45 км. Содержание озона в нем примерно в 10 раз выше, чем в атмосфере у поверхности Земли.

Озон образуется при поглощении ультрафиолетового излучения молекулами кислорода. Атомы кислорода отщепляются от этих молекул и, сталкиваясь с молекулами кислорода, соединяются с ними. Это же излучение разрушает молекулы озона. Образованию озона способствуют электрические разряды и присутствие в атмосфере оксидов азота и углеводородов. В процессе образования и разрушения озона происходит поглощение ультрафиолетового излучения.

Описаны три основных механизма разрушения озона атмосферы - водородный цикл, азотный цикл и хлорный цикл.

Основными веществами антропогенного происхождения, разрушающими озон, являются соединения типа фторхлоруглеводородов (фреоны) и оксиды азота. Оксиды азота могут иметь также и природное происхождение. Водородный же цикл является исключительно природным механизмом разрушения озонового слоя.

Механизм водородного разложения озона был открыт ещё в 1965 году и к настоящему времени хорошо изучен. Ключевая роль в них принадлежит группе гидроксила ОН - , образующейся при взаимодействии молекул водорода, метана и воды с атомарным кислородом.

Эти ионы довольно активно разрушают молекулы озона, выступая в качестве катализатора водородного цикла разложения озона, который может быть представлен следующими реакциями:

OH + O 3 = HO 2 + O 2 ,

HO 2 + O 3 = OH + 2 O 2 ,

Итог: 2 O 3 = 3 O 2 .

Всего цикл насчитывает более сорока реакций и всегда прерывается образованием воды по схеме:

OH + HO 2 = H 2 O + O 2 ,

OH + OH = H 2 O + O.

Легкие газы водород и метан, выделившиеся из недр на земную поверхность, быстро поднимаются до стратосферных высот, где активно реагируют с озоном. Вода, получившаяся в результате такой реакции, на стратосферных высотах замерзает с образованием стратосферных облаков. Наличие потоков водорода, метана, а также многих других газов, идущих из-под земли, давно уже подтверждено многократными инструментальными измерениями. В 80-е годы прошлого века А.А. Маракушевым была сформулирована гипотеза, что основным хранилищем планетарного запаса водорода является жидкое ядро Земли. Процесс кристаллизации твердого внутреннего ядра ведет к отгонке водорода во внешнюю наружную зону жидкого ядра, на границу с мантией.

Те же самые инструментальные измерения позволили обнаружить и важную особенность глубинной дегазации. Истечение газов неравномерно во времени и происходит в основном (в сотни раз больше, чем в других областях планет) в рифтовых зонах, расположенных на гребнях срединно-океанских хребтов. Очевидное совпадение главных озоновых аномалий и рифтовых зон служит веским аргументом в пользу водородной концепции.

Энергетический кризис . Современное энергопотребление человечества составляет около 10 13 Вт/год и основано на невозобновляемых запасах ископаемого топлива - каменного угля, нефти, газа. Оно примерно на порядок превышает доступную для использования человеком мощность возобновляемых источников энергии - солнечную, геотермальную, ветровую, приливную, гидромощность рек, и др.

Надвигающийся энергетический кризис связан не столько с тем фактом, что исчерпаемые источники энергии рано или поздно закончатся, а тем, что растущий антропогенный вклад в энергетику биосферы грозит ее устойчивости.

В естественных экосистемах, которые характеризуются состоянием стойкого гомеостаза, первичная продукция в основном перерабатывается гетеротрофными организмами, что обеспечивает замыкание биотического круговорота - необходимое условие устойчивого функционирования биосферы. В экосистемах суши около 90% продукции растительности потребляется редуцентами - бактериями и грибами-сапрофагами; около 10% продукции растительности потребляется червями, моллюсками и членистоногими и позвоночными. Все позвоночные, включая человека, потребляют не более 1 % продукции растительности, при таком соотношении экосистемы устойчивы.

В современной биосфере в антропогенный канал, образуемый людьми и домашними животными, по некоторым расчетам поступает около 25% всей первичной продукции растений. Естественно, что 25-кратное увеличение потребляемой продукции происходит уже не благодаря энергии Солнца , но в основном за счет дополнительных источников энергии.

Чтобы обеспечить замкнутость биотического круговорота в природно-хозяйственных системах, для поддержания современного антропогенного потребления людям необходимо сконструировать аналог естественных экосистем с мощностью порядка 10 15 Вт. Дополнительное энергопотребление в таких масштабах даже при наличии неограниченных запасов источников энергии может разрушить стабильность климата Земли.

Энергетический кризис тесно связан и с истощением кислородного запаса планеты. Ряд возрастания агрессивности топлива в отношении кислорода выглядит следующим образом: уголь, нефть, газ, водород.

При сгорании 1 части природного газа уничтожается 4 части кислорода (для нефти - 3,4, для угля - 2,7). Правда после этого кислород может частично возвращаться через углекислоту и фотосинтез. При водородном источники энергии - исчезает 8 кг кислорода на 1 кг водорода причем безвозвратно, так как образуется вода. Кроме того утечки водорода ведут к уничтожению озонового слоя.

Поэтому перспективны в этом отношении - возобновляемые источники энергии и топливо, не связывающее кислород в воду.

Демографический взрыв . Начало демографического взрыва относят к середине двадцатого века. Ежедневно население увеличивается на 250 тыс человека, 1 млн 750 тыс еженедельно 7,5 млн в месяц, 90 млн в год. При этом традиционно наблюдается наибольшая плотность населения в Европе, Китае и Индии, отдельные регионах Юго-Восточной Азии, Южной и Северной Америках, с преобладанием городского населения в данных областях. Быстрый рост населения в развивающихся странах резко обостряет экологические и социальные проблемы. Число жителей развивающихся стран составляет три четверти населения планеты, а потребляет всего одну треть общемировой продукции.

Чтобы продемонстрировать общую характеристику населения Земли приведем расчеты одного социологического исследования. Если бы все население Земли «сжать» до размеров деревушки с населением 100 человек, а все существующие соотношения современного человечества остались бы прежними, то получилось бы следующее: в ней проживали бы - 57 азиатов, 21 европеец, 14 представителей Сев, Центральн, и Южной Америки, 8 африканцев; 70 из 10 были бы не белыми; 50% всех богатств оказались бы в руках 6 человек и все они были бы гражданами США; 70 человек не умели бы читать; 50 страдали бы от недоедания; 80 человек жили бы в жилищах неприспособленных для проживания; только 1 человек бы имел высшее образование.

Хотя сам по себе факт уменьшения рождаемости в развитых странах в глобальном масштабе положительный, однако, в будущем он будет иметь негативное действие на общество. Все больше должна будет возрастать роль социальных институтов стареющего общества. Кроме того, в политическом плане более старое, более консервативное общество будет испытывать проблемы с нововведениями, что в конечном итоге вызовет проигрыш этого общества молодым, более мобильным системам развивающихся стран.

Истощение плодородия почв . Одним из следствий демографического взрыва является проблема голода. Общая площадь пахотных земель в мире - 1 млрд. 356 млн. га Общая площадь возможных пахотных земель - 5 млрд. га. Поскольку половина пахотных земель сейчас при нынешней технологии сельского хозяйства используется на истощение, происходит постепенно абсолютное сокращение пахотных земель. За исторический период человечество уже потеряло по своей вине - 2 млрд. качественных земель. И наиболее остро стоит проблема опустынивания, под угрозой которого находится 19% суши.

Поверхность суши, доступная человеку постоянно подвергается техногенному воздействию. Изменяются природные ландшафты, вырубаются леса, освоение новых территорий не учитывает необходимость поддержания динамического равновесия природных систем. Большой вред наносит неадекватная мелиорация, приводящая к засолению и заболачиваю почв, а также использование токсичных химических веществ, для повышения урожайности и для борьбы с «вредителями» сельскохозяйственных культур.

Кислотные осадки . Кислотными называют любые атмосферные осадки: дожди, туманы, снег, значение водородного показателя которых (рН) меньше 5,6.

Химический анализ показывает, что зачастую образование кислотных осадков связано с поступлениям в атмосферу оксидов углерода, азота, серы, фосфора, которые при при взаимодействии с парами воды, образуются кислоты. Эти вещества имеют как природное, так и антропогенное происхождение. Антропогенные выбросы происходят в результате сжигания топлива при работе угольных ТЭЦ, промышленных предприятий, автомобильного транспорта и т.д.

Значение рН важно с экологической точки зрения, так как от него зависит деятельность практических всех ферментов, гормонов в организме, регулирующих обмен веществ, рост и развитие. Особенно чувствительны к изменениям рН гидробионты (водные живые организмы).

Но в то же время ущерб не ограничивается гибелью водных организмов. Многие пищевые цепи, охватывающие практически всех диких животных, начинаются в водоемах.

Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. Нарушая защитный восковой покров, они делают листья и хвою растений более уязвимыми для насекомых, микоорганизмов и других патогенных организмов.

Воздействуя на почву, кислотные осадки нарушают почвенные экосистемы. При низких значениях рН уменьшается активность редуцентов и азотфиксаторов, что еще сильнее обостряет дефицит питательных веществ: почвы теряют плодородие. Кроме того, в кислой среде соединения алюминия и других металлов становятся растворимыми и оказывают сильное токсическое действие на почвенную биоту, растения, животных.

В борьбе против закисления почв огромное значение имеет буферная емкость почвы. В качестве буфера многие природные системы содержат карбонат кальция. В сельском хозяйстве издавна используется известкование почвы - как агротехнический прием, направленный на нейтрализацию кислых почв.

Загрязнение Мирового океана . Возрастающая эксплуатация ресурсов Мирового Океана уже сама по себе оказывает все более сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются и мощные внешние источники загрязнения - атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая высокие широты Арктики и Антарктики.

В Мировой океан ежегодно сбрасывается более 30 тыс. различных химических соединений, общей массой - несколько млрд. тонн. Самыми опасными являются загрязнители отравляющего, мутагенного или канцерогенного действия на морские организмы - углеводороды, токсичные металлы, радиоактивные вещества. Помимо их возрастает роль и биологического загрязнения.

В последнее время особую опасность для загрязнения Мирового океана представляют техногенные аварии, например, авария в Мексиканском заливе и поступление радиоактивных веществ при аварии на атомной станции Фукусима.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии.

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество.

Загрязняющие вещества изменяют физико-химические свойства вод, определяющие газообмен, потоки солнечной радиации и теплоты через его поверхность. Все это у целом может представлять серьезную угрозу устойчивости экосистемы Мирового океана и все биосферы в целом.

Наведенная сейсмическая активность . Наведенные землетрясении, возникающие в результате антропогенной деятельности часто связаны как с прямым разрушением целостности в результате взрывов, так и с косвенным воздействием, например, при строительстве гидротехнических сооружений.

Проводя подземные ядерные взрывы, закачивая в недра или извлекая оттуда большое количество воды, нефти или газа, создавая крупные водохранилища, которые своим весом давят на земные недра, человек, сам того не желая, может вызвать подземные удары. Повышение гидростатического давления и наведенная сейсмичность вызываются закачкой флюидов в глубокие горизонты земной коры.

Слабые и даже более сильные “наведенные” землетрясения могут вызывать крупные водохранилища. Накопление огромной массы воды приводит к изменению гидростатического давления в породах, снижению сил трения на контактах земных блоков. Вероятность проявления наведенной сейсмичности возрастает с увеличением высоты плотины.

Увеличение активности слабых землетрясений наблюдалось в момент заполнения водохранилищ Нурекской, Токтогульской, Червакской гидроэлектростанций.

В Индии, в 1967 году в районе плотина Койна, возникло землетрясение с магнитудой 6.4, от которого погибло 177 человек. Оно было вызвано заполнением водохранилища. Рядом расположенному городку Койна-Нагар был причинен большой ущерб. Случаи возникновения сильных наведенных землетрясений с магнитудами около шести известны при строительстве Ассуанской плотины в Египте, плотины Койна в Индии, Кариба в Родезии, Лейк Мид в США.

При неблагоприятном сочетании техногенных факторов, и особенностей природного деформационного процесса возрастает вероятность возникновения техногенных землетрясений, а также значительных смещений земной поверхности, способных привести к аварийным катастрофическим ситуациям.

Экологическая проблема - это изменение природной среды в результате деятельности человека, ведущее к нарушению структуры и функционирования природы. Это проблема антропогенного характера. Иначе говоря, она возникает вследствие негативного воздействия человека на природу.

Экологические проблемы могут быть локальными (затрагивается определенная местность), региональными (конкретный регион) и глобальными (воздействие оказывается на всю биосферу планеты).

Можете ли Вы привести пример локальной экологической проблемы Вашего региона?

Региональные проблемы охватывают территории больших регионов, и их влияние сказывается на значительной части населения . Например, загрязнение Волги - это региональная проблема всего Поволжья.

Осушение болот Полесья вызвало негативные изменения в Беларуси и на Украине. Изменение уровня вод Аральского моря - проблема всего Среднеазиатского региона.

К глобальным экологическим проблемам относятся проблемы, которые создают угрозу всему человечеству.

Какие из глобальных экологических проблем, с Вашей точки зрения, вызывают наибольшее беспокойство? Почему?

Давайте кратко рассмотрим, как менялись экологические проблемы на протяжении истории развития человечества.

Вообще-то, в некотором смысле, вся история развития человечества - это история усиливающегося воздействия на биосферу. Фактически человечество в своем поступательном развитии шло от одного экологического кризиса к другому. Но кризисы в древности носили локальных характер, а экологические изменения были, как правило, обратимыми, или не грозящими людям тотальной гибелью.

Первобытный человек, занимавшийся собирательством и охотой, невольно повсеместно нарушал экологическое равновесие в биосфере, стихийно наносил вред природе. Считается, что первый антропогенный кризис (10-50 тыс. лет назад) был связан с развитием охоты и перепромыслом диких животных, когда с лица земли исчезли мамонт, пещерные лев и медведь, на которых были направлены охотничьи усилия кроманьонцев. Особенно много вреда принесло использование первобытными людьми огня - они выжигали леса. Это вело к снижению уровня рек и грунтовых вод. Перевыпас скота на пастбищах, возможно, имел экологическим результатом возникновение пустыни Сахары.

Далее, около 2 тыс. лет назад, последовал кризис, связанный с использованием поливного земледелия. Он привел к развитию большого количества глинистых и солончаковых пустынь. Но учтем, что в те времена население Земли было немногочисленным, и, как правило, люди имели возможность переселяться в другие места, которые были более пригодными для жизни (что невозможно сделать сейчас).

В эпоху Великих географических открытий воздействие на биосферу возросло. Это связано с освоением новых земель, которое сопровождалось истреблением многих видов животных (вспомним, например, судьбу американских бизонов) и преобразованием огромных территорий в поля и пастбища. Однако глобальные масштабы воздействие человека на биосферу приобрело уже после промышленной революции XVII-XVIII вв. В это время существенно увеличился масштаб деятельности человека, в результате чего стали преобразовываться протекающие в биосфере геохимические процессы (1). Параллельно с ходом научно-технического прогресса резко увеличилась численность людей (с 500 млн. в 1650 г., условного начала промышленной революции - до нынешних 7 млрд.), и, соответственно, увеличилась потребность в продовольствии и промышленных товарах, во все большем количестве топлива, металла, машин. Это привело к стремительному росту нагрузки на экологические системы, и уровень этой нагрузки в середине XX в. - начале XXI в. достиг критического значения.

Как Вы понимаете в этом контексте противоречивость результатов технического прогресса для людей?

Человечество вступило в эпохуглобального экологического кризиса. Его основные слагаемые:

• исчерпание энергетических и других ресурсов недр планеты
• парниковый эффект,
• истощение озонового слоя,
• деградация почв,
• радиационная опасность,
• трансграничный перенос загрязнений и др.

Движение человечества к экологической катастрофе общепланетарного характера подтверждается многочисленными фактами, Люди непрерывно накапливают число не утилизируемых природой соединений, развивают опасные технологии, хранят и перевозят множество ядохимикатов и взрывчатых веществ, загрязняют атмосферу, гидросферу и почвы. К тому же постоянно наращивается энергетический потенциал, стимулируется парниковый эффект и т. д.

Налицо угроза потери стабильности биосферы (нарушение извечного хода событий) и ее перехода в новое состояние, исключающее саму возможность существования человека. Часто говорят, что одной из причин экологического кризиса, в состоянии которого находится наша планета, является кризис сознания людей. Что Вы об этом думаете?

Но пока еще человечество в состоянии решать экологические проблемы!

Какие условия необходимы для этого?

• Единство доброй воли всех жителей планеты в проблеме выживания.
• Установление мира на Земле, прекращение войн.
• Прекращение разрушительного действия современного производства на биосферу (потребление ресурсов, загрязнение среды, уничтожение природных экосистем и биоразнообразия).

Разработка глобальных моделей восстановления природы и научно обоснованного природопользования.

Некоторые пункты, перечисленные выше, кажутся невыполнимыми, или нет? Как Вы полагаете?

Бесспорно, осознание человеком опасности экологических проблем связано с серьезными трудностями. Одна из них вызвана неочевидностью для современного человека его природной основы, психологическим отчуждением от природы. Отсюда пренебрежительное отношение к соблюдению экологически целесообразной деятельности, а, говоря проще, отсутствие элементарной культуры отношения к природе в различных масштабах.

Для решения экологических проблем необходимо развитие у всех людей нового мышления, преодоления стереотипов технократического мышления, представлений о неисчерпаемости природных ресурсов и непонимания нашей абсолютной зависимости от природы. Безусловным условием дальнейшего существования человечества является соблюдение экологического императива как основы экологически безопасного поведения во всех сферах. Необходимо преодоление отчуждения от природы, осознание и реализация личной ответственности за то, как мы относимся к природе (за сбережение земли, воды, энергии, за охрану природы). Видео 5.

Есть такая фраза «мысли глобально - действуй локально». Как Вы это понимаете?

Существует немало удачных публикаций, передач, посвященных экологическим проблемам и возможностям их решения. В последнее десятилетие снимается довольно много экологически ориентированных фильмов, стали проводиться регулярные фестивали экологического кино. Одним из наиболее выдающихся фильмов является эколого-просветительский фильм HOME (Дом. История путешествия), который был впервые представлен 5 июня 2009 года во Всемирный день охраны окружающей среды выдающимся фотографом Янном Артюс-Бертраном и знаменитым режиссером и продюсером Люком Бессонном. Этот фильм рассказывает об истории жизни планеты Земля, красоте природы, экологических проблемах, вызванных разрушительным воздействием человеческой деятельности на окружающую среду, грозящим гибелью нашему общему дому.

Надо сказать, что премьера HOME стала беспрецедентным событием в кино: впервые фильм демонстрировался одновременно в крупнейших городах десятков стран, в том числе в Москве, Париже, Лондоне, Токио, Нью-Йорке, в формате открытого показа, причем бесплатно. Телезрители увидели полуторачасовой фильм на больших экранах, установленных на открытых площадках, в кинозалах, по 60 телеканалам (не считая кабельных сетей), в интернете. HOME был показан в 53 странах. При этом в некоторых странах, например в Китае и Саудовской Аравии, режиссеру было отказано в проведении воздушной съемки. В Индии половина отснятых материалов была попросту конфискована, а в Аргентине Артюс-Бертрану и его помощникам пришлось провести неделю в тюрьме. Во многих странах фильм о красоте Земли и ее экологических проблемах, демонстрация которого, по словам режиссера «граничит с политическим призывом», был запрещен к показу.

Ян Артю?с-Бертра?н (фр. Yann Arthus-Bertrand, родился 13 марта 1946 года в Париже) - французский фотограф, фотожурналист, кавалер ордена Почётного легиона и обладатель множества других наград

Рассказом о фильме Я. Артюс-Бертрана мы заканчиваем беседу об экологических проблемах. Посмотрите этот фильм. Он лучше слов поможет Вам задуматься над тем, что ожидает в недалеком будущем Землю и человечество; понять, что все в мире взаимосвязано, что наша задача сейчас - общая и каждого из нас - попытаться, насколько возможно, восстановить нарушенный нами экологический баланс планеты, без которого невозможно существование жизни на Земле.

В Видео 6 приве ден отрывок из фильма Home. Весь фильм можно посмотреть - http://www.cinemaplayer.ru/29761-_dom_istoriya_puteshestviya___Home.html .

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 населœения 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 населœения Земли

Полагают, что в предстоящие 4-5 десятилетий численность населœения 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 населœения 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 населœения продук­тами питания будут применены всœевозможные способы лова и уничтожения диких животных, обитателœей морей и океанов.

Вместе с тем, рост численности населœения 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 населœения 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 населœения 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 выделœения 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 разрушителœей 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 выделœением 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 соединœений 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 заме­нителœей 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, поглотителœем углекислого газа и источником влаги. Он ока­зывает грандиозное влияние на климатические условия всœего 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 двигателœей.

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 серединœе 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 перелœетных 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 всœего 7% земной суши, в них насчитывается 4/5 всœей 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 населœения 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 половинœе 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 населœения. 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 наро­донаселœения, не позволяет правительствам развивающихся стран запретить вырубку тропических лесов, что должна быть достигнуго лишь усилиями всœего 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 полосœе от пустыни Сахары к саваннам Западной Африки шириной до 400 км пастухи выжигают кустарники, полагая, что после пожара будет расти свежая зелœеная 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 населœения 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 зелœеные 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 обитателœей 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 соединœений. 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 всœех 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 повсœе­дневной 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 загрязнителœей 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 всœего 40%. Следователь­но, 60% тепла от сжигания топлива рассеивается в окружаю­щей среде, в т.ч. при сбросœе 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 телœевизионной 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 телœевизиоиных 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 желœезе 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 со­единœения, ртуть.

К химическим загрязнителям гидросферы относятся нефть, сточные воды промышленных предприятий, содержащие фе­нолы и другие высокотоксичные органические соединœения, 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.