Научно-технический прогресс поставил перед человечеством ряд новых, весьма сложных проблем, с которыми оно до этого не сталкивалось вовсе, или проблемы не были столь масштабными. Среди них особое место занимают отношения между человеком и окружающей средой. В прошлом столетии на природу легла нагрузка, вызванная 4-кратным ростом численности населения и 18-кратным увеличением объема мирового производства.

Примерно с 60-70-х годов XX ст. изменения окружающей среды под воздействием человека ста­ли всемирными, то есть затрагивающими все без исключения страны мира, поэтому их стали называть глобальными. Среди них наиболее актуальны:

♦ изменение климата Земли;

♦ разрушение озонового слоя;

♦ трансграничный перенос вредных примесей и загрязнение воздушного бассейна;

♦ истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана;

♦ оскудение биологического разнообразия;

♦ загрязнение земель, разрушение почвенного покрова и др.

Глобальное потепление. В результате изучения материалов метеорологических наблюдений во всех районах земного шара установлено, что климат подвержен определенным изменени­ям. Исследование геоло­гами осадочных отложений земной коры показало, что в про­шедшие эпохи происходили гораздо большие изменения клима­та. Поскольку эти изменения были обусловлены природными процессами, их называют естественными.

Наряду с естественными факторами на глобальные климатические условия оказывает все возрастающее влияние хозяйственная деятельность человека. Это влияние начало про­являться тысячи лет назад, когда в связи с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться искусственное орошение. Распространение земледелия в лесной зоне также при­водило к некоторым изменениям климата, так как требовало вы­рубки лесов на больших пространствах. Однако изменения кли­мата в основном ограничивались изменениями метеорологичес­ких условий в нижнем слое воздуха в тех районах, где осущес­твлялись значительные хозяйственные мероприятия.

Во второй половине XX в. в связи с быстрым развитием про­мышленности и ростом энерговооруженности возникли пер­спективы изменения климата на всей планете.

Влияние антропо­генной деятельности на глобальный климат связано с действием нескольких факторов, из которых наибольшее значение имеют:

♦ увеличение количества атмосферного углекислого газа, атакже некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности, что усиливает в ней парнико­вый эффект;

♦ увеличение массы атмосферных аэрозолей;

♦ возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяй­ственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмос­феру.

Наибольшее значение имеет первая из указанных причин антропогенного изменения климата. Рост концентрации угле­кислого газа в атмосфере определяется образованием СО 2 в ре­зультате сжигания угля, нефти и других видов топлива. Кроме углекислого газа на парниковый эффект атмосферы может вли­ять увеличение примесей других газов - метана, оксида азота, озона, хлорфторуглеродов.

В результате четырехкратного увеличения во второй полови­не XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера Земли стала нагреваться возрастающими темпами. Повы­шение температуры на 1,2-3,5 °С, вызовет таяние ледни­ков и полярных льдов, поднимет уровень Мирового океана, соз­даст угрозу для сотен миллионов жителей прибрежных районов и полностью затопит некоторые острова, обусловит развитие и других негативных процессов, прежде всего - опустынивания земель.

Проблема защиты атмосферы. Она тесно соприкасается с проблемой изменения климата Земли. Одним из первых шагов мирового сообщества по ее разрешению было заключение ряда крупномасштабных международных соглашений.

С целью предотвращения антропогенного изменения клима­та в 1977 г. была подписана Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздей­ствия на природную среду (конвенция бессрочная и не допуска­ющая выхода из нее).

На международном правовом уровне проблема охраны атмос­ферного воздуха от загрязнения впервые была урегулирована в 1979 г. Под эгидой Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК) была заключена Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния - многостороннее соглашение, содержащее общие обязательства государств по контролю за заг­рязнением, обмену информацией о состоянии окружающей сре­ды, взаимным консультациям, мониторингу атмосферного возду­ха, оценке трансграничного воздействия. Впоследствии конвен­ция была дополнена протоколами по сокращению выбросов кон­кретных загрязняющих веществ в атмосферу:

О сокращении выбросов серы или их трансграничных по­токов на 30 %;

Об ограничении выбросов окислов азота или их трансгра­ничных потоков.

Дальнейшие активные усилия по снижению антропогенного воздействия на климат Земли мировое сообщество предприняло на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992), где была открыта для подписания Конвенция ООН об изменении климата, цель которой - добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые не бу­дут оказывать опасное воздействие на глобальную климатичес­кую систему. Причем решение этой задачи предполагалось осуществить в сроки, достаточные для естественной адаптации эко­систем к изменению климата и позволяющие избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающие даль­нейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем выбросов двуокиси углерода. Большинство этих выбросов возникает в результате сжигания ископаемого топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75 % мировой энергии. Быстро увеличивающееся число автомо­билей на планете усиливает опасность дальнейшего объема выб­росов. Стабилизация СО 2 в атмосфере на безопасном уровне воз­можна при общем снижении (примерно на 60 %) объема выбро­сов "парниковых газов", вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых ис­точников энергии.

Разрушение озонового слоя Земли. Основное количество озона образуется в верхнем слое атмосферы - стратосфере, на высотах от 10 до 45 км. Слой озона защищает все живое на Зем­ле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Погло­щая это излучение, озон существенно влияет на распределение температуры в верхних слоях атмосферы, что в свою очередь оказывает влияние на климат.

Общее количество озона и его распределение в атмосфере яв­ляется результатом сложного и до конца не изученного динами­ческого равновесия фотохимических и физических процессов, определяющих его образование, разрушение и перенос. Пример­но с 70-х годов XX ст. наблюдается глобальное уменьшение коли­чества стратосферного озона. Истощение озо­нового слоя планеты ведет к разрушению сложившегося биогене­за океана вследствие гибели планктона в экваториальной зоне, угнетению роста растений, резкому увеличению глазных и рако­вых заболеваний, а также болезней, связанных с ослаблением иммунной системы человека и животных, повышению окисли­тельной способности атмосферы, коррозии металлов и т.д.

В связи с усиливающимся разрушением озонового слоя перед мировым сообществом возникла сложная задача его защи­ты. В 1985 г. на Конференции по охране озонового слоя в Вене была принята многосторонняя Конвенция об охране озонового слоя Земли. Для осуществления в рамках Венской конвенции политических и экономических мер по защите стратосферного озона был разработан и принят Монреальский протокол по ве­ществам, разрушающим озоновый слой (1987). Протокол опре­деляет перечень, порядок и нормы поэтапного снижения про­изводства и потребления озоноразрушающих веществ.

В соответствии с Протоколом производство веществ, нанося­щих наибольший ущерб озоновому слою, было прекращено в развитых странах в 1996 г., а в развивающихся странах прогно­зируется их прекращение к 2010 г. Если бы Протокол не был подписан, уровни веществ, разрушающих озоновый слой, были бы сейчас в пять раз выше ныне существующих.

Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Миро­вого океана . За период с 1900 г. по 1995 г. потребление пресной воды в мире увеличилось в шесть раз, что более чем в два раза превышает темпы прироста населения. Уже сейчас почти одна треть мирового населения проживает в странах, где потребляе­мый объем воды на 10 % превышает общий объем имеющихся запасов. Если нынешние тенденции сохранятся, то к 2025 г. в условиях дефицита будут проживать каждые два из трех жите­лей Земли.

Основным источником обеспечения человечества пресной во­дой являются в целом активно возобновляемые поверхнос­тные воды.

Подземные воды обеспечивают потребности одной тре­ти населения Земли. Особую озабоченность человечества вызы­вает их нерациональное использование и методы эксплуатации. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведет­ся в таких объемах, которые значительно превышают способ­ность природы к их возобновлению.

В некоторых регионах мира происходит острейшая конку­рентная борьба между государствами за водные ресурсы для орошения и производства электроэнергии, которая, по всей ве­роятности, еще более обострится с ростом численности населе­ния. Сегодня от нехватки воды наиболее сильно страдают Ближ­ний Восток и Северная Африка, однако к середине XXI в. к ним присоединятся и страны Африки к югу от Сахары, поскольку за это время их население увеличится в два или даже в три раза.

Охрана количества водных ресурсов непосредственно связа­на с разработкой стратегии водопользования на национальном и местных уровнях. На первый план ставится задача всемерного уменьшения расходования воды на единицу сельскохозяйствен­ной промышленной продукции.

Гораздо более многоплановую и сложную задачу представля­ет охрана качества водных ресурсов. Использование воды для хозяйственных целей также является одним из звеньев кругово­рота воды. Но антропогенное звено круговорота существенно от­личается от естественного тем, что лишь часть использованной человеком воды в процессе испарения возвращается в атмосфе­ру. Другая ее часть, особенно при водоснабжении городов и про­мышленных предприятий, сбрасывается обратно в реки и водое­мы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства. Этот процесс продолжается в течение тысячелетий. С ростом го­родского населения, развитием промышленности, использова­нием в сельском хозяйстве минеральных удобрений и вредных химических веществ загрязнение поверхностных пресных вод стало приобретать глобальные масштабы.

Мировой океан, крупнейшая экологическая система плане­ты Земля, представляет собой акватории четырех океанов - Ат­лантического, Индийского, Тихого, Северного Ледовитого - со всеми взаимосвязанными прилежащими морями. Морская вода занимает 95 % объема всей гидросферы. Будучи важным звеном в круговороте воды, она обеспечивает питание ледников, рек и озер, а тем самым - жизнь растений и животных. Мировой оке­ан играет огромную роль в создании необходимых условий жиз­ни на нашей планете, его фитопланктон обеспечивает 50-70 % общего объема кислорода, потребляемого живыми существами.

Радикальные перемены в использовании ресурсов Мирового океана принесла научно-техническая революция. Она необычайно расширила глубину и диапазон научных исследований открыла путь к всеобъемлющему изучению океана, определи и обеспечила новые направления развития технологии морского хозяйства. Вместе с тем, катастрофически увеличивается загрязнение океана нефтью, химическими веществами, органическими остатками, захоронениями радиоактивных производств и др. По отдельным оценкам, Мировой океан поглощает главную часть загрязняющих веществ.

Международное сообщество активно ведет поиск путей эф­фективной охраны морской среды; в настоящее время существу­ет более 100 конвенций, соглашений, договоров и других право­вых актов. Международные соглашения регулируют различные аспекты, обусловливающие предотвращение загрязнения Миро­вого океана, среди них:

♦ запрещение или ограничение определенными условиями сбросов загрязняющих веществ, образующихся в процессе нор­мальной эксплуатации (1954);

♦ предотвращение преднамеренного загрязнения морской среды эксплуатационными отходами с судов, а также частично от стационарных и плавучих платформ (1973);

♦ запрещение или ограничение захоронения отходов и дру­гих материалов (1972);

♦ предотвращение загрязнения или уменьшение его послед­ствий в результате аварий и катастроф (1969, 1978).

В формировании нового международно-правового режима Мирового океана ведущее место занимает Конвенция ООН по морскому праву (1982), включающая комплекс проблем охраны и использования Мирового океана в условиях современной науч­но-технической революции. Конвенция провозгласила междуна­родный район морского дна и его ресурсы общим наследием че­ловечества.

Разрушение почвенного покрова Земли. Проблема земель­ных ресурсов в настоящее время стала одной из крупнейших глобальных проблем не только из-за ограниченности земельного фонда планеты, но и потому, что естественная способность поч­венного покрова производить биологическую продукцию еже­годно уменьшается как относительно (в расчете на душу про­грессивно возрастающего мирового населения), так и абсолютно (за счет увеличения потерь и деградации почвы в результате де­ятельности самого человека).

Человечество за свою историю безвозвратно потеряло больше плодородных земель, чем их распахивается во всем мире, превратив когда-то продуктивные пахотные земли в пустыни, пустоши, болота, кустарниковые заросли, овраги. Многие безжизненные пустыни мира - это результат деятельности человека. Процесс этих безвозвратных потерь про­должается и сейчас. По самым оптимистическим подсчетам, почти 2 млрд. га земли подвержены вызываемой деятельностью человека деградации, что ставит под угрозу су­ществование почти 1 млрд. человек. Основные причины этого - засоление почв в результате орошения, а также эрозия, вызванная чрезмерным выпасом, обезлесением, опустыниванием зе­мель.

Эрозия почвы известна человеку давно, но особенное разви­тие она получила в современную эпоху в связи с интенсифика­цией земледелия, с многократным усилением нагрузки на поч­венный покров.

Вторым по значению деградационным процессом, также ши­роко распространенным во всем мире, является сложный ком­плекс различных неблагоприятных вторичных последствий орошаемого земледелия, среди которых особенно выделяются вторичное засоление, заболачивание почв. Увеличение в пахот­ном слое орошаемой почвы содержания солей до 1 % снижает урожай на одну треть, а при содержании в 2-3 % урожай поги­бает полностью.

Истощение пахотных и пастбищных почв, падение их плодо­родия происходит во всем мире в результате нерационального интенсивного их использования. Есть и другие деградационные процессы: заболачивание почв в районах достаточного или избыточного атмосферного увлажнения, уплотнение почв, тех­ногенное их загрязнение. В мире каждый год дополнительно 20 млн. га сельскохозяйственных угодий становятся непригод­ными для возделывания сельскохозяйственных культур вслед­ствие деградации почв или наступления городов. В то же время ожидается, что в течение следующих 30-ти лет спрос на продо­вольствие в развивающихся странах удвоится. Новые земли мо­гут и будут осваиваться, однако это будет в основном происхо­дить в зоне рискованного земледелия, где почвы в еще большей степени подвержены деградации.

Таким образом, перед человечеством встала реальная угроза его будущей глобальной продовольственной безопасности. Дос­тижения в области сельскохозяйственной биотехнологии могут оказать помощь развивающимся странам, однако воздействие биотехнологии на экологию в полной мере не изучено, необходи­ма дальнейшая научная разработка биобезопасности.

Сохранение биологического разнообразия. Основным га­рантом поддержания стабильных условий существования жиз­ни на Земле является сохранение максимального биологическо­го разнообразия, то есть всех возможных форм живых организ­мов всех сред обитания, включая наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью кото­рых они являются. Это понятие включает как внутривидовое разнообразие, так и межвидовое, а также разнообразие экосис­тем. Огромное разнообразие организмов на нашей планете - это необходимое условие поддержания нормального состояния и функционирования биосферы в целом. Видовая разнокачественность групп растений и животных, численность отдельных видов, биомасса определяют их роль в биотическом круговороте веществ и переносе энергии.

На протяжении эволюции одни виды вымирали, другие воз­никали и достигали своего расцвета и снова исчезали, а на смену им выступали новые. Этот процесс связан прежде всего с дина­микой климата Земли и некоторыми геологическими процесса­ми. В результате этого не только один вид сменялся другим, но изменялись и целые биотические сообщества. Однако это про­исходило необычайно медленно, на протяжении десятков мил­лионов лет. В период научно-технической революции главной силой, преобразующей растительный и животный мир, высту­пает человек.

Наиболее заметно сокращение лесной площади нашей пла­неты: за последние 300 лет уничтожено 66-68 % лесов и лесис­тость сократилась до 30 % . Рост численности населения и разви­тие мирового хозяйства постоянно поддерживают растущий гло­бальный спрос на лесную продукцию. В период 1990-1995 гг. в развивающихся странах в результате чрезмерной вырубки, трансформации под сельскохозяйственные угодья, болезней и пожаров было потеряно почти 65 млн. га лесных угодий.

Одной из основных причин такого истощения лесных ресур­сов является высокий спрос на древесину в промышленно разви­тых странах. В качестве альтернативы необходимо значительно повысить эффективность технологии производства лесоматери­алов, в первую очередь бумаги, более широко использовать от­ходы и вторичные материалы, в целях экономии бумаги выпус­кать издательскую продукцию в электронном виде. Лесовосстановление обеспечит удовлетворение будущих потребностей в древесине и будет способствовать поглощению углеродистых со­единений из атмосферы, замедляя тем самым процесс глобаль­ного потепления.

Кроме лесов в тщательной охране нуждаются и другие расти­тельные сообщества, животный мир нашей планеты. Сохране­ние их биологического разнообразия имеет большое значение для многих видов хозяйственной деятельности, и прежде всего для сельского хозяйства, поскольку дикорастущие растения яв­ляются генетическим средством обеспечения устойчивости к бо­лезням, засухе и засолению. Необходимо выделить также такую отрасль промышленности, как производство медицинских пре­паратов на растительной основе, что позволяет удовлетворять основные потребности в медицинской помощи более 3 млрд. че­ловек.

Осознание непредсказуемой ценности биологического разно­образия, его значения для поддержания естественной эволюции и устойчивого функционирования биосферы привело человечес­тво к пониманию угрозы, которую создает сокращение биологи­ческого разнообразия, происходящее в результате некоторых видов человеческой деятельности. Разделяя озабоченность ми­рового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) среди других важнейших документов приняла Конвенцию о биологическом разнообразии. Основные положе­ния конвенции направлены на рациональное использование природных биологических ресурсов и осуществление действен­ных мер по их сохранению.

Глобальная экологическая проблема №1: Загрязнение атмосферы

Ежедневно среднестатистический человек вдыхает порядка 20 000 литров воздуха, содержащего, помимо жизненно важного кислорода, целый перечень вредных взвешенных частиц и газов. Загрязнители атмосферы условно делятся на 2 типа: естественные и антропогенные. Последние превалируют.

С химической промышленностью дела обстоят не лучшим образом. Заводы выбрасывают такие вредные вещества, как пыль, мазутная зола, различные химические соединения, окислы азота и многое другое. Замеры воздуха показали катастрофическое положение атмосферного слоя, загрязненный воздух становится причиной многих хронических заболеваний.

Загрязнение атмосферы – экологическая проблема, не понаслышке знакомая жителям абсолютно всех уголков земли. Особенно остро её ощущают представители городов, в которых функционируют предприятия чёрной и цветной металлургии, энергетики, химической, нефтехимической, строительной и целлюлозно-бумажной промышленности. В некоторых городах атмосферу также сильно отравляют автотранспорт и котельные. Всё это примеры антропогенного загрязнения воздуха.

Что же касается естественных источников химических элементов, загрязняющих атмосферу, то к ним относятся лесные пожары, извержения вулканов, ветровые эрозии (развеивание почв и частиц горных пород), распространение пыльцы, испарения органических соединений и естественная радиация.

Последствия загрязнения атмосферы

Атмосферное загрязнение воздуха отрицательно сказывается на здоровье человека, способствуя развитию сердечных и лёгочных заболеваний (в частности, бронхита). Кроме того, такие загрязнители атмосферы как озон, оксиды азота и диоксид серы разрушают естественные экосистемы, уничтожая растения и вызывая смерть живых существ (в частности, речной рыбы).

Глобальную экологическую проблему загрязнения атмосферы, по словам учёных и представителей власти, можно решить следующими путями:

ограничение роста численности населения;

сокращение объёмов использования энергии;

повышение энергоэффективности;

уменьшение отходов;

переход на экологически чистые возобновляемые источники энергии;

очистка воздуха на особо загрязнённых территориях.

Глобальная экологическая проблема №2: Истощение озонового слоя

Озоновый слой – тонкая полоска стратосферы, защищающая всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Причины экологической проблемы

Ещё в 1970-х гг. экологи обнаружили, что озоновый слой разрушается под воздействием хлорфторуглеродов. Эти химические вещества входят в состав охлаждающих жидкостей холодильников и кондиционеров, а также растворителей, аэрозолей/спреев и огнетушителей. В меньшей степени истончению озонового слоя способствуют и другие антропогенные воздействия: запуск космических ракет, полёты реактивных самолётов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного оружия, сокращение лесных угодий планеты. Существует также теория, согласно которой, истончению озонового слоя способствует глобальное потепление.

Последствия разрушения озонового слоя

В результате разрушения озонового слоя ультрафиолетовое излучение беспрепятственно проходит через атмосферу и достигает поверхности земли. Воздействие прямых УФ-лучей пагубно сказывается на здоровье людей, ослабляя иммунную систему и вызывая такие заболевания как рак кожи и катаракта.

Мировая экологическая проблема №3: Глобальное потепление

Подобно стеклянным стенам парника, углекислый газ, метан, окись азота и водяной пар позволяют солнцу нагревать нашу планету и одновременно препятствуют выходу в космос отражающегося от поверхности земли инфракрасного излучения. Все эти газы ответственны за поддержание температуры, приемлемой для жизни на земле. Однако повышение концентрации углекислого газа, метана, оксида азота и водяного пара в атмосфере – это очередная мировая экологическая проблема, именуемая глобальным потеплением (или парниковым эффектом).

Причины глобального потепления

В течение XX века средняя температура на земле выросла на 0,5 – 1 ?C. Главной причиной глобального потепления считается повышение концентрации углекислого газа в атмосфере вследствие увеличения объёмов сжигаемого людьми ископаемого топлива (уголь, нефть и их производные). Однако по заявлению Алексея Кокорина , руководителя климатических программ Всемирного фонда дикой природы (WWF) России, «наибольшее количество парниковых газов образуется в результате работы электростанций и выбросов метана в ходе добычи и доставки энергоресурсов, в то время как дорожный транспорт или сжигание попутного нефтяного газа в факелах наносят сравнительно небольшой вред окружающей среде» .

Другими предпосылками глобального потепления являются перенаселение планеты, сокращение площади лесных массивов, истощение озонового слоя и замусоривание. Однако не все экологи возлагают ответственность за повышение среднегодовых температур целиком на антропогенную деятельность. Некоторые считают, что глобальному потеплению способствует и естественное увеличение численности океанического планктона, приводящее к повышению концентрации всё того же углекислого газа в атмосфере.

Последствия парникового эффекта

Если температура в течение XXI века увеличится ещё на 1 ?C – 3,5 ?C, как прогнозируют учёные, последствия будут весьма печальными:

поднимется уровень мирового океана (вследствие таяния полярных льдов), возрастёт количество засух и усилится процесс опустынивания земель,

исчезнут многие виды растений и животных, приспособленные к существованию в узком диапазоне температур и влажности,

участятся ураганы.

Решение экологической проблемы

Замедлить процесс глобального потепления, по словам экологов, помогут следующие меры:

повышение цен на ископаемые виды топлива,

замена ископаемого топлива экологически чистым (солнечная энергия, энергия ветра и морских течений),

развитие энергосберегающих и безотходных технологий,

налогообложение выбросов в окружающую среду,

минимизация потерь метана во время его добычи, транспортировки по трубопроводам, распределения в городах и сёлах и применения на станциях теплоснабжения и электростанциях,

внедрение технологий поглощения и связывания углекислого газа,

посадка деревьев,

уменьшение размеров семей,

экологическое просвещение,

применение фитомелиорации в сельском хозяйстве.

Глобальная экологическая проблема №4: Кислотные дожди

Кислотные дожди, содержащие продукты сжигания топлива, также представляют опасность для окружающей среды, здоровья человека и даже для целостности памятников архитектуры.

Последствия кислотных дождей

Содержащиеся в загрязнённых осадках и тумане растворы серной и азотной кислот, соединения алюминия и кобальта загрязняют почву и водоёмы, пагубно воздействуют на растительность, вызывая суховершинность лиственных деревьев и угнетая хвойные. Из-за кислотных дождей падает урожайность сельскохозяйственных культур, люди пьют обогащённую токсичными металлами (ртутью, кадмием, свинцом) воду, мраморные памятники архитектуры превращаются в гипс и размываются.

Решение экологической проблемы

Во имя спасения природы и архитектуры от кислотных дождей, необходимо минимизировать выбросы окислов серы и азота в атмосферу.

Глобальная экологическая проблема №5: Загрязнение почвы

Ежегодно люди загрязняют окружающую среду 85 млрд. тоннами отходов. Среди них твёрдые и жидкие отходы промышленных предприятий и транспорта, с/х отходы (в том числе ядохимикаты), бытовой мусор и атмосферные выпадения вредных веществ.

Главную роль в загрязнении почвы играют такие компоненты техногенных отходов как тяжёлые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, таллий, висмут, олово, ванадий, сурьма), пестициды и нефтепродукты. Из почвы они проникают в растения и воду, даже родниковую. По цепочке токсичные металлы попадают в организм человека и не всегда быстро и полностью из него выводятся. Часть из них имеет свойство накапливаться в течение долгих лет, провоцируя развитие тяжёлых заболеваний.

Глобальная экологическая проблема №6: Загрязнение воды

Загрязнение мирового океана, подземных и поверхностных вод суши – глобальная экологическая проблема, ответственность за которую целиком и полностью лежит на человеке.

Причины экологической проблемы

Главными загрязнителями гидросферы на сегодняшний день являются нефть и нефтепродукты. В воды мирового океана эти вещества проникают в результате крушения танкеров и регулярных сбросов сточных вод промышленными предприятиями.

Помимо антропогенных нефтепродуктов, индустриальные и бытовые объекты загрязняют гидросферу тяжёлыми металлами и сложными органическими соединениями. Лидерами по отравлению вод мирового океана минеральными веществами и биогенными элементами признаются сельское хозяйство и пищевая промышленность.

Не обходит стороной гидросферу и такая глобальная экологическая проблема как радиоактивное загрязнение. Предпосылкой её формирования послужило захоронение в водах мирового океана радиоактивных отходов. Многие державы, обладающие развитой атомной промышленностью и атомным флотом, с 49 по 70-й годы XX века целенаправленно складировали в моря и океаны вредные радиоактивные вещества. В местах захоронения радиоактивных контейнеров нередко и сегодня зашкаливает уровень цезия. Но «подводные полигоны» не единственный радиоактивный источник загрязнения гидросферы. Воды морей и океанов обогащаются радиацией и в результате подводных и надводных ядерных взрывов.

Последствия радиоактивного загрязнения воды

Нефтяное загрязнение гидросферы приводит к разрушению естественной среды обитания сотен представителей океанической флоры и фауны, гибели планктона, морских птиц и млекопитающих. Для здоровья человека отравление вод мирового океана также представляет серьёзную опасность: «заражённая» радиацией рыба и прочие морепродукты могут запросто попасть к нему на стол.

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?

ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Деятельность современного человека существенно изменила природную среду на всей нашей планете.

Суть современного экологического кризиса составляет противоречие между почти безграничными возможностями человеческой деятельности, преобразующей природу, и ограниченными возможностями биосферы в ресурсном обеспечении этой деятельности.

Глобальный характер современного экологического кризиса отличает его от предшествующих кризисов. В этой связи традиционные методы выхода из кризиса посредством перемещения на новые территории практически неосуществимы. Реальным остается изменение способов производства, норм потребления и объемов использования природных ресурсов.

На протяжении последних двух-трех веков технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технического прогресса. Однако выяснилось, что рост могущества человека чаще всего приводил к увеличению отрицательных для природы и в конечном счете опасных для существования самого человека последствий его деятельности.

К числу наиболее острых для человечества и до сих пор нерешенных экологических проблем можно отнести следующие:

· демографический кризис (резкое увеличение населения Земли);

· урбанизация;

· уменьшение площади лесов;

· эрозия и снижение плодородия почв;

· дефицит пресной воды;

· негативные последствия производства энергии;

· загрязнение природной среды;

· разрушение озонового слоя стратосферы;

· антропогенное изменение климата;

· снижение биологического разнообразия (уменьшение численности видов организмов);

· снижение устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию;

· влияние негативных изменений в природной среде на здоровье населения.

Увеличение численности населения Земли. Для человеческой популяции характерен невиданный по масштабам «демографический взрыв», т. е. резкое увеличение темпов роста населения, продолжающееся с середины XX в. Оно особенно выражено в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Наиболее высокий прирост населения приходится на последние десятилетия. В конце 1990-х годов население Земли составило уже 6 млрд. человек, тогда как в 30-х годах XX в. население Земли составляло 2 млрд. человек. Считается, что плотность населения Земли приближается к критическому уровню. Однако, по мнению многих ученых, его численность со временем стабилизируется на уровне 10-12 млрд. человек.

Рост населения наряду с развитием промышленности - второй основной фактор негативного влияния на биосферу, поскольку возрастание численности человечества сопровождается увеличением потребностей в продукции сельского хозяйства и промышленного производства и объема вовлекаемых природных ресурсов. Указанные процессы приводят к росту загрязнения окружающей среды и негативному воздействию на биосферу.

Увеличение производства продуктов питания, создание новых рабочих мест, расширение промышленного производства сопровождаются расходованием невозобновляемых природных ресурсов, но главная причина противоречий между человеком и природой - быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на нее.

Специфика демографических процессов в разных странах связана с целым комплексом факторов, среди которых наибольшее значение имеют социально-экономические и экологические. Если в промышленно развитых странах воздействие на природу связано в основном с техногенным загрязнением то в развивающихся странах основное воздействие связано с прямым уничтожением природы в результате непомерно высоких нагрузок на экосистемы: сведение лесов, исчерпание доступных ресурсов и т. д.

Несмотря на то, что общая численность населения Земли возрастает, в отдельных странах прироста населения нет или даже наблюдается его убыль. Так, показатели рождаемости в России на протяжении всего XX в. снижались и в середине 60-х годов впервые опустились ниже уровня простого возобновления. В конце 90-х годов прошлого века эти негативные тенденции значительно усилились, и в 1991-1992 гг. в России сложилась уникальная демографическая ситуация, графическое отображение которой получило название «русский крест» (рис. 16.1).

Суть этого явления, наблюдаемого в мирное время и в отсутствие каких-либо глобальных катастроф, состоит в том, что показатели смертности в различных субъектах и в целом по России стали устойчиво превышать показатели рождаемости, что приводит к вымиранию населения (рис. 16.1).

Урбанизация (от лат. urbanus - городской) - процесс сосредоточения населения и экономической жизни в крупных городах. Если до 1900г. в городах жило всего около 14 % населения Земли, то в наши дни в городах живет примерно половина населения Земли. В городах требуется высочайшая концентрация продовольствия, воды, топлива и других ресурсов жизнеобеспечения. Природные экосистемы также не в состоянии переработать то количество отходов, которое образуется в процессе жизнедеятельности людей в городах. Главные следствия урбанизации: истощение энергетических ресурсов, загрязнение окружающей среды, деградация водных, лесных и почвенных ресурсов, потеря сельскохозяйственных угодий. Кроме того, имеются данные, что в городах заболеваемость людей в среднем в два раза выше, чем в сельской местности.

Глобальное загрязнение биосферы . Загрязнение представляет собой одну из самых древних проблем. Она возникла с появлением первых поселений с их ручьями из сточных вод и различными отходами домашнего хозяйства. Но до развития промышленной цивилизации загрязнения были сильно ограничены по своей природе и распространению. Все отходы разлагались под действием микроорганизмов и включались в круговороты веществ. Начиная со второй половины XX в. в процессе производственной деятельности человек создает синтетические вещества, которые, в виде отходов поступают в окружающую среду (в атмосферу гидросферу, почву) и почти не вовлекаются в биосферный круговорот веществ. Важно и то, что синтетические материалы часто являются ядовитыми для живых организмов.

В большинстве случаев загрязняющие вещества, широко распространяясь в атмосфере, гидросфере и почве, постепенно рассеиваются по всей биосфере. Основную роль играют атмосферные переносы. Восходящие потоки воздуха и ветры переносят загрязняющие вещества на разные расстояния и обеспечивают их циркуляцию в атмосфере. Антропогенные выбросы углекислого газа, оксидов азота, сернистого газа или ртути увеличивают фоновые концентрации этих примесей в атмосфере. Разбавление загрязнителей в среде (в воде или воздухе), уменьшая концентрацию на данном участке биосферы, не снижает их опасности для природы и человека, а только отдаляет негативные последствия.

Загрязнение атмосферы . Основная причина загрязнения атмосферы - сжигание ископаемого топлива. К другим причинам относятся выбросы побочных продуктов химической промышленности, выбросы пыли, радиоактивные газы атомных электростанций, выхлопы автомобилей. Основными веществами, загрязняющими атмосферу, являются газы (90%) и твердые частицы (пыль). Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают пыль, углекислый газ (СО 2), угарный газ (СО), диоксид серы (SO 2), метан (СН 4), оксиды азота (NO 2 , NO, N 2 O).

Загрязнение почв . Повышение плодородия почв часто достигается путем внесения большого количества удобрений, использования средств химической защиты от вредителей, что позволяет интенсифицировать сельскохозяйственное производство. Широкое применение искусственных химических веществ приводит к загрязнению почв и живых организмов. Кроме того, атмосферные осадки, несущие загрязняющие вещества, выпадают на поверхность почвы и также являются источником ее загрязнения. Поверхностные и грунтовые воды смывают загрязняющие вещества в водную среду (реки, озера, моря).

Удобрения, безусловно, необходимы для пополнения в почве запасов питательных веществ, изъятых с урожаем. Стремление повысить продуктивность сельскохозяйственных растений приводит к перенасыщению почв удобрениями. Однако, согласно закону о предельной урожайности, продуктивность растений не увеличивается прямо пропорционально количеству внесенных удобрений. Излишек удобрений в почве приводит к избытку азота и фосфора в продуктах и ухудшает структуру почв.

Загрязнение континентальных и океанических вод . Многочисленные загрязняющие вещества могут растворяться в воде или же во взвешенном состоянии переноситься на огромные расстояния от мест сброса. Большинство токсикантов, в какой бы фазе они ни находились - в газообразной, жидкой или твердой, - способны загрязнять гидросферу.

Биологическое загрязнение в виде сточных вод приводит к сильному бактериологическому заражению и ведет к распространению инфекционных заболеваний, что создает дополнительные проблемы в области эпидемиологии.

Химическое загрязнение вод происходит в результате выброса различных химических соединений, используемых в сельском хозяйстве (пестициды и минеральные удобрения), а также отходов промышленных предприятий. Очень часто промышленные стоки несут в себе губительные для гидробионтов вещества, такие, как свинец, ртуть, медь и др. Загрязнение углеводородами (нефтью и нефтепродуктами) в последние десятилетия стало одним из основных видов загрязнения гидросферы.

Экологические последствия загрязнения природных вод проявляются в нарушении биогеохимических циклов веществ, снижении биологической продуктивности, деградации отдельных водных экосистем.

Загрязнение вод органическими веществами влияет на абиотические и биотические факторы, действующие как в проточных водах (реки), так и в больших стоячих водоемах (озера, замкнутые моря). В проточных водах слив отходов, насыщенных органическими веществами, вызывает полное нарушение функционирования экосистемы. При этом образуются четыре зоны, которые следуют одна за другой вниз по течению: 1) зона деградации, где воды реки смешиваются с загрязнителем; 2) зона активного разложения, где грибы и бактерии, аэробные, а затем и анаэробные размножаются и разрушают органическое вещество; 3) зона восстановления, где вода постепенно очищается, и восстанавливаются ее начальные характеристики; 4) зона чистой воды.

В результате активного развития микроорганизмов в зоне разложения резко падает концентрация растворенного кислорода и снижается численность водорослей. Вспышка автотрофов (микроскопические водоросли - фитопланктон) происходит в третьей зоне в результате появления нитратов и фосфатов, извлекаемых микроорганизмами-деструкторами из загрязняющих органических веществ. Когда удаление растворенного и взвешенного загрязняющего вещества заканчивается, и восстанавливаются начальные условия, вновь появляются организмы, живущие в чистой воде. Нарушения состава сообществ животных, обитающих в реках, выражены гораздо резче, так как никакие животные, обитающие в чистой воде, не могут выжить в зараженной зоне.

Загрязнение вод токсичными соединениями приводит к подавлению жизнедеятельности и гибели чувствительных к данному токсиканту организмов. Например, хлорсодержащие инсектициды, в частности ДДТ, тормозят фотосинтез у фитопланктона и оказывают сильное отрицательное воздействие на биоценозы вследствие способности к концентрации в пищевых цепях - биоаккумуляции.

Один из главных факторов негативных изменений в биосфере сверхинтенсивная эксплуатация природных ресурсов, которая приводит к таким последствиям, как разрушение растительного покрова и ухудшение свойств почвы.

Разрушение растительного покрова . В первую очередь оно связано с вырубкой лесов. Сведение лесов - одна из острейших глобальных экологических проблем. В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферные загрязнения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д. Кроме того, леса играют большую роль в процессе связывания свободной углекислоты воздуха в процессе фотосинтеза (снижение парникового эффекта).

Уменьшение площади лесов вызывает нарушение круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожение продолжается. Площадь лесов на планете ежегодно уменьшается почти на 2%.

В результате интенсивного животноводства луговые экосистемы вырождаются в пустоши.

Ухудшение физико-химических свойств почвы . Чрезмерная эксплуатация земель под сельскохозяйственные культуры - мощный фактор разрушения природных ресурсов. Обычно выделяют четыре главные причины порчи и уничтожения земель: ветровая и водная - эрозия; засоление при неправильной ирригации; снижение плодородия; загрязнение почв.

Эрозия - разрушение почв в результате действия воды или ветра. Эрозионные процессы в природе резко усилились под влиянием человека. Эрозия начинается, прежде всего, там, где уничтожается естественный растительный покров, который скрепляет почву корнями и снижает интенсивность воздушных и водных потоков. За свою историю человечество потеряло около 2 млрд. га плодородных земель.

Орошаемое земледелие вызывает ирригационную эрозию и вторичное засоление. Излишек влаги на полях обусловливает повышение уровня грунтовых вод до поверхности почвы и их интенсивное испарение. Растворенные в воде соли накапливаются в верхнем горизонте почвы, снижая ее плодородие. Некоторые ученые считают, что цивилизация Древнего Вавилона погибла от вторичного засоления почв.

Истощение земель вызывается также: отчуждением питательных веществ с урожаем и неполным последующим их возвратом; потерей гумуса - ухудшением водного режима. В результате истощения почва теряет плодородие и опустынивается.

Разрушение озонового слоя Земли . С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение озонового слоя, который служит защитным экраном от ультрафиолетового излучения, губительного для живых организмов. Особенно быстро процесс разрушения озонового слоя происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. В 1987г. зарегистрированы расширяющаяся год от года (темпы расширения - 4 % в год) озоновая дыра над Антарктикой (выходящая за контуры материка) и менее значительное аналогичное образование в Арктике.

Опасность истощения озонового слоя заключается в том, что может увеличиться интенсивность губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения. Ученые считают, что основной причиной истощения озонового слоя (экрана) является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в быту и в производстве (аэрозоли, пенообразователи, растворители и т. д.). В 1990г. мировое производство озоноразрушающих веществ составляло более 1300 тыс. т. Хлорфторуглероды, попадая в атмосферу, разлагаются в стратосфере с выделением атомов хлора, которые катализируют превращение озона в кислород. В нижних слоях атмосферы фреоны могут сохраняться в течение десятилетий. Отсюда они поступают в стратосферу, где их содержание по оценкам ежегодно увеличивается примерно на 5%. Предполагается, что одной из причин истощения озонового слоя может быть и сведение лесов как продуцентов кислорода на Земле.

Глобальное изменение климата . В настоящее время основными причинами изменения климатической системы Земли считается антропогенная эмиссия (выбросы) газов (двуокиси углерода, метана, закиси азота, гидрофторуглеродов, перфторуглеродов и гексафторида серы), увеличивающих естественный парниковый эффект. Эти газы пропускают солнечный свет, но частично задерживают инфракрасное тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли. В последние десятилетия происходит интенсификация парникового эффекта, которая приводит к нагреванию нижних частей атмосферы, что, в свою очередь, обусловливает изменение климатических и метеорологических параметров.

Парниковый эффект. Под парниковым эффектом понимают повышение средней температуры приземной части атмосферы Земли в результате изменения теплового баланса, вызванного парниковыми газами. Основные парниковые газы - углекислый газ и водяной пар. Вклад углекислого газа в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относят метан (20%), оксиды азота (5%) и пр. Повышение концентрации парниковых газов приводит к тому, что солнечная радиация продолжает беспрепятственно проникать к земной поверхности, а длинноволновое (инфракрасное) излучение, идущее от Земли, поглощается парниковыми газами. В результате нижняя часть тропосферы нагревается выше обычного уровня и общий тепловой баланс Земли изменяется. По имеющимся данным, за счет парниковых газов среднегодовое значение температуры воздуха на Земле за прошлое столетие повысилось на 0,3...0,6 °С.

Считается, что до наступления индустриальной эры (конец XIX в.) потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сбалансированы. Но за последние 100 лет содержание углекислого газа в атмосфере значительно увеличилось в результате антропогенных поступлений (рис. 16.2). Одним из их основных источников считается сжигание горючих ископаемых, однако этот процесс ускоряется и в результате развития сельского хозяйства и сведения лесов.

Интенсивное ведение сельского хозяйства приводит к потере углерода почвой. Фиксация углекислого газа сельскохозяйственными растениями в процессе фотосинтеза не компенсирует его количества, высвобождающегося из почвы в результате вспашки. Сведение лесов приводит к дополнительному выделению углекислого газа в атмосферу при сжигании древесины. Леса - важные накопители углерода, так как в биомассе лесов содержится в 1,5 раза, а в лесном гумусе - в 4 раза больше углерода, чем во всей атмосфере.

Фотосинтезирующий зеленый пояс Земли и карбонатная система океана поддерживают постоянный уровень содержания углекислого газа в атмосфере. Но стремительно возрастающие темпы сжигания горючих ископаемых и образования большого количества углекислого газа в ходе развития цивилизации на Земле начинают превышать возможность растений полностью ассимилировать углекислый газ в процессе фотосинтеза.

Большая часть атмосферных запасов углерода попадает в океан, который содержит в 50 раз больше углекислого газа, чем атмосфера, или в растения и почву. Скорость, с которой образуются запасы углерода в этих наземных или океанических резервуарах, зависит от многих факторов. Океан и атмосфера формируют глобальную климатическую систему, и изменения в одном из этих блоков могут повлиять на другой. Для того чтобы иметь возможность предсказывать направление климатических изменений, нужно досконально знать процессы трансформации различных форм углерода в океане, переноса углерода в глубокие слои водной толщи и накопления его в донных осадках.

Большая часть углерода в океане долгое время сохраняется в глубинных водах и в осадках морского дна. Один из путей возможного поступления углерода из поверхностных продуктивных слоев океана в глубины океана - через биологический насос . Этот путь начинается с фитопланктона - одноклеточных организмов, которые создают основу океанической пищевой цепи, поглощая углекислый газ и биогенные элементы и в процессе фотосинтеза создавая органическое вещество. Фитопланктон и питающийся им зоопланктон продуцируют частицы органического вещества в виде отмерших организмов и продуктов жизнедеятельности.

В процессе дыхания водных организмов часть связанного в органическом веществе углерода окисляется до минеральных форм (углекислого газа) в верхних слоях океана, который в свою очередь может улетучиваться в атмосферу. Зафиксированный органический углерод в виде органических частиц (тела водных организмов, продукты их выделений в виде слипшихся комочков) под действием силы тяжести оседает в глубины океана, где он либо окисляется, либо становится частью осадочного органического материала. Как быстро и в каком объеме углекислый газ из атмосферы поступает в глубины океана, где задерживается на долгое время и где выключается из биогеохимического цикла углерода, зависит от интенсивности функционирования морских экосистем. Переход углерода неорганической формы (углекислый газ) в органическую (биомасса и детрит), трансформация и перенос углерода в глубины называется «биологическим насосом», т. е. процессом, в результате которого углерод как бы откачивается из атмосферы и накапливается в океане (в воде и донных отложениях).

Как показали исследования, за последние 100 лет концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на 25%, а метана – на 100%. Быстрые темпы роста содержания в атмосфере углекислого газа и метана сопровождались глобальным повышением температуры. Так, в 1980-е годы средняя температура воздуха в Северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5...0,6°С (рис. 16.3). По имеющимся прогнозам, средняя температура на Земле к 2020-2050 гг. может повыситься на 1,2...2,5°С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Потепление может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана на 0,5... 1,5м за указанный период. В результате окажутся затопленными многие густонаселенные прибрежные районы. Однако при общем увеличении количества осадков в центральных районах материков климат может стать более засушливым. Например, в 80-90-х годах XX в. в Африке и Северной Америке участились катастрофические засухи, которые связывают с глобальным потеплением.

В последние десятилетия потепление климата и рост количества атмосферных осадков на территории России оказали существенное влияние на гидрологические характеристики водных ресурсов. Так, в бассейнах рек Волги, Дона и Днепра наблюдалось увеличение стоков на 20...40 %. Увеличение стока Волги стало основным фактором повышения в 1978-1995 гг. уровня Каспийского моря почти на 2,5м. В районах Прикаспия было затоплено и выведено из землепользования более 320 тыс. га земли.

При потеплении климата ожидается увеличение риска опасных паводков во многих регионах России, где прогнозируется увеличение стоков рек. Прогнозируемые изменения уровней воды приведут к изменению процессов эрозии на водосборах и в руслах рек повышению мутности и ухудшению качества воды.

Климат на Земле менялся всегда, и не было сколько-нибудь длительных периодов, в течение которых он оставался стабильным. Но никогда еще климат не менялся с такой скоростью, как в настоящее время.

Помимо содержания парниковых газов существуют и такие важные параметры, активно влияющие на климат Земли, как содержание водяного пара в атмосфере и влагооборот над сушей. В результате повышения средней приземной температуры воздуха содержание водяного пара в атмосфере Земли возрастает, что приводит к усилению парникового эффекта. Влагооборот над сушей, который на 99% определяется растительностью, нарушается из-за ускоряющегося исчезновения лесов на планете.

В то же время глобальное потепление может привести и к обратной тенденции - к региональному похолоданию в результате изменения направлений морских течений. Уже в первые десятилетия XXI в. теплые воды Гольфстрима могут перестать быть барьером для холодных течений, идущих из Северного Ледовитого океана (от п-ва Лабрадор). Таким образом, на фоне общего планетарного потепления весьма вероятно локальное похолодание на севере Европы. Эффект исчезновения океанического обогрева может проявиться очень быстро, и, главное, он будет внезапным и резким. Последствия возможного локального похолодания на фоне общего потепления могут затронуть Исландию, Ирландию, Великобританию, страны Скандинавии, Мурманскую и Архангельскую области, республики Карелия и Коми, другие прилегающие районы России.

Результаты влияния человека на биосферу. В современную эпоху деятельность человека оказывает громадное влияние на природные условия всей планеты. Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных и растений полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится под угрозой исчезновения. Предполагается, что за последнее время исчезло свыше 120 видов и подвидов млекопитающих и около 150 видов птиц.

Громадные изменения произошли с растительным покровом на большей части поверхности континентов. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями. Сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно измененными в результате воздействия человека по сравнению с естественным растительным покровом. Большие изменения произошли также в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.

Воздействие человека на естественный растительный покров оказало заметное влияние на процесс почвообразования в соответствующих районах и привело к изменению физических и химических свойств почв. Ещё больше изменились почвы на сельскохозяйственных полях вследствие систематического применения искусственных химических удобрений и изъятия значительной части биомассы произрастающих растений. Во многих районах экологически не обоснованная обработка почвы привела к усилению эрозии, в результате которой почвенный покров на больших площадях оказался разрушенным.

Быстро возрастает влияние деятельности человека на гидрологический режим суши. Сток не только малых, но и многих крупных рек существенно изменился в результате создания гидротехнических сооружений, изъятия воды для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошения сельскохозяйственных полей. Создание крупных водохранилищ, площадь которых во многих случаях сравнима с площадью больших естественных озер, резко изменило режим испарения и стока на обширных территориях.

Период в истории взаимоотношений человека и природы с начала XX в. и до настоящего времени характеризуется расширением его экспансии: заселением всех доступных для проживания территорий, интенсивным развитием промышленного и сельскохозяйственного производства, открытием и началом эксплуатации новых способов высвобождения и преобразования энергии (в том числе энергии атомного ядра), началом освоения околоземного космического пространства и Солнечной системы в целом, а также невиданным ранее ростом численности населения.

История влияния человека на биосферу показывает, что технический прогресс постоянно увеличивает возможности воздействия на окружающую среду, создавая предпосылки для возникновения крупных экологических кризисов. С другой стороны, тот же технический прогресс расширяет возможности устранения создаваемых человеком ухудшений природной среды. Наиболее отчетливо эти две противоположные тенденции проявились во второй половине XX в. и продолжаются в настоящее время.

Контрольные вопросы и задания

1. Охарактеризуйте основные направления влияния человека на биосферу.

2. В чем заключается суть современного экологического кризиса?

3. Перечислите важнейшие экологические проблемы современности.

4. Какие факторы влияют на глобальное изменение климата?

Право на благоприятную окружающую среду закреплено Конституцией Российской Федерации. За соблюдением этой нормы следят ряд органов:

• Минприроды России;
• Росприроднадзор и его территориальные управления;
• природоохранная прокуратура;
• органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области экологии;
• ряд других ведомств.

Но логичнее было бы закрепить обязанность каждого по сохранению природных ресурсов, минимизации отходов потребления, бережного отношения к природе. У человека много прав. А что есть у природы? Ничего. Только обязанность удовлетворять всё растущие потребности человека. И такое потребительское отношение ведёт к возникновению экологических проблем. Давайте разберём, что это такое и как улучшить существующее положение вещей.

Понятие и виды проблем окружающей среды

Проблемы экологии трактуются по-разному. Но суть понятия сводится к одному: это результат бездумного, бездушного антропогенного воздействия на окружающую среду, которое приводит к изменению свойств ландшафтов, истощению или потере природных богатств (полезных ископаемых, животного и растительного мира). И бумерангом отражается на жизни и здоровье человека.

Экологические проблемы затрагивают всю природную систему. Исходя из этого, выделяется несколько видов этой проблемы:

• Атмосферные . В атмосферном воздухе, чаще всего городских территорий, наблюдается повышенная концентрация загрязняющих веществ, в том числе твёрдых частиц, диоксида серы, диоксида и оксида азота, оксида углерода. Источники – автомобильный транспорт и стационарные объекты (промышленные предприятия). Хотя, согласно Государственному докладу «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году», общий объём выбросов уменьшился с 35 млн. т/год в 2007 году до 31 млн. т/год в 2014 году, воздух чище не становится. Самые грязные российские города по этому показателю – Биробиджан, Благовещенск, Братск, Дзержинск, Екатеринбург, а самые чистые – Салехард, Волгоград, Оренбург, Краснодар, Брянск, Белгород, Кызыл, Мурманск, Ярославль, Казань.
• Водные . Наблюдается истощение и загрязнение не только поверхностных, но и подземных вод. Возьмём, к примеру, «великую русскую» реку Волгу. Воды в ней характеризуются как «грязные». Превышена норма содержания меди, железа, фенола, сульфатов, органических веществ. Это связано с работой промышленных объектов, которые выбрасывают в реку неочищенные или недостаточно очищенные стоки, урбанизацией населения – велика доля бытовых стоков через биологические очистные сооружения. На уменьшение рыбных ресурсов оказало влияние не только загрязнение рек, но и строительство каскада гидроэлектростанций. Ещё лет 30 назад даже около г. Чебоксары можно было выловить каспийскую белугу, теперь же не попадётся ничего крупнее сома. Возможно, что ежегодные акции гидроэнергетиков по запуску мальков ценных пород рыб, таких как стерлядь, когда-нибудь принесут ощутимый результат.
• Биологические . Деградируют такие ресурсы, как леса, пастбища. Про рыбные ресурсы упомянули. Что касается леса, то мы вправе назвать свою страну крупнейшей лесной державой: четверть площади всех лесов в мире произрастает у нас, половина территории страны занята древесной растительностью. Нам нужно научиться бережнее относиться к этому богатству, чтобы сохранить его от пожаров, своевременно выявлять и наказывать «чёрных» лесорубов.

Пожары чаще всего – дело рук человеческих. Не исключено, что таким образом кто-то пытается скрыть следы незаконного использования лесных ресурсов. Возможно, не случайно к наиболее «горимым» районам Рослесхоз относит Забайкальский, Хабаровский, Приморский, Красноярский края, республики Тыва, Хакасия, Бурятия, Якутия, Иркутскую, Амурскую области, Еврейскую автономную область. При этом на ликвидацию пожаров тратятся огромные средства: например, в 2015 году израсходовано свыше 1,5 млрд. рублей. Есть и хорошие примеры. Так, республики Татарстан и Чувашия в 2015 году не допустили ни одного лесного пожара. Есть с кого брать пример!

• Земельные . Речь идёт об истощении недр, о выработке полезных ископаемых. Чтобы сберечь хотя бы часть этих ресурсов, достаточно максимально перерабатывать отходы и направлять их на повторное использование. Тем самым мы будем содействовать уменьшению площади свалок, а предприятия могут экономить на разработке карьеров, применяя в производстве вторсырьё.
• Почвенно —геоморфологические . Активное ведение сельского хозяйства и ведут к оврагообразованию, эрозии почв, их засолению. По данным Минсельхоза России, на 1 января 2014 г. деградации подвержено почти 9 млн. га сельхозугодий, из них деградировано свыше 2 млн. га земель. Если эрозия возникает в результате землепользования, то помочь почве можно: за счёт террасирования, создания лесополос для защиты от ветра, изменения типа, густоты и возраста растительности.
• Ландшафтные . Ухудшение состояния отдельно взятых природно-территориальных комплексов.

Современные мировые экологические проблемы

Локальные и глобальные экологические проблемы тесно взаимосвязаны. Что происходит в отдельно взятом регионе, в итоге отражается на общей ситуации во всём мире. Поэтому к решению вопросов окружающей среды нужно подходить комплексно. Для начала выделим основные глобальные экологические проблемы:

• . В результате уменьшается защита от ультрафиолетового излучения, что приводит к различным заболеваниям населения, в том числе раку кожи.
• Глобальное потепление климата . За последние 100 лет произошло повышение температуры поверхностного слоя атмосферы на 0,3-0,8°С. Площадь снегов на севере стала меньше на 8%. Произошёл подъём уровня мирового океана до 20 см. За 10 лет скорость роста среднегодовой температуры на территории России составила 0,42°С. Это в два раза больше, чем скорость роста глобальной температуры Земли.
• . Ежедневно мы вдыхаем около 20 тыс. литров воздуха, насыщенного не только кислородом, но и содержащим вредные взвешенные частицы и газы. Так, если учесть, что в мире 600 млн. автомобилей, каждый из которых ежедневно выбрасывает в атмосферу до 4 кг угарного газа, оксидов азота, сажу и цинк, то путём нехитрых математических подсчетов приходим к выводу, что автопарк выбрасывает в воздух 2,4 млрд. кг вредных веществ. Нельзя забывать и о выбросах от стационарных источников. Поэтому не удивительно, что ежегодно свыше 12,5 млн. человек (а это население целой Москвы!) умирает от болезней, связанных с плохой экологией.

• . Эта проблема приводит к загрязнению водоёмов и почв азотной и серной кислотой, соединениями кобальта и алюминия. В результате падает урожайность, гибнут леса. Токсичные металлы попадаю в питьевую воду и отравляют нас.
• . 85 млрд. тонн отходов в год человечеству нужно где-то складировать. В результате почва под санкционированными и несанкционированными свалками загрязняется твёрдыми и жидкими промышленными отходами, ядохимикатами, бытовым мусором.
• . Основные загрязнители – нефть и нефтепродукты, тяжёлые металлы и сложные органические соединения. В России экосистемы рек, озёр, водохранилищ сохраняются на стабильном уровне. Таксономический состав и структура сообществ не претерпевают существенных изменений.

Пути улучшения окружающей среды

Насколько глубоко бы ни проникли современные экологические проблемы, их решение зависит от каждого из нас. Итак, что мы можем сделать, чтобы помочь природе?

• Использование альтернативного вида топлива или альтернативного транспортного средства. Чтобы сократить вредные выбросы в атмосферный воздух, достаточно перевести автомобиль на газ или пересесть на электрокар. Весьма экологичен способ перемещения на велосипеде.
• Раздельный сбор. Достаточно установить дома две ёмкости для мусора, чтобы эффективно внедрить раздельный сбор. Первая – для отходов, не поддающихся переработке, а вторая – для последующей передачи на вторсырьё. Стоимость пластиковых бутылок, макулатуры, стекла становится всё дороже, поэтому раздельный сбор – это не только экологично, но и экономично. Кстати, пока в России объём образования отходов в два раза выше объёма использования отходов. В результате за пять лет объём отходов на свалках утраивается.
• Умеренность. Во всём и везде. Эффективное решение экологических проблем предполагает отказ от модели общества потребления. Человеку для жизни не нужно 10 сапог, 5 пальто, 3 автомобиля и т.д. С пластиковых пакетов легко перейти на экопакеты: они прочнее, срок эксплуатации намного дольше, а стоимость порядка 20 рублей. Экосумки под собственным брендом предлагают многие гипермаркеты: Магнит, Ашан, Лента, Карусель и др. Каждый может самостоятельно оценить, от чего он может легко отказаться.
• Экологическое просвещение населения. Участвуйте в экологических акциях: посадите дерево во дворе, съездите на восстановление лесов, пострадавших от пожаров. Примите участие в субботнике. И природа поблагодарит вас шелестом листьев, легким дуновением ветерка… Воспитайте в детях любовь ко всему живому и научите грамотному поведению на прогулке в лесу, на улице.
• Вступить в ряды экологических организаций. Не знаете, как помочь природе и сохранить благоприятную окружающую среду? Вступайте в ряды экологических организаций! Это могут быть всемирные экологические движения Гринпис, Фонд дикой природы, Зелёный крест; российские: Всероссийское общество охраны природы, Русское географическое общество, ЭКА, Раздельный СБОР, Зелёный патруль, РосЭко, Неправительственный экологический фонд имени В.И.Вернадского, Движение дружин охраны природы и др. Креативный подход к сохранению благоприятной окружающей среды и новый круг общения ждут вас!

Природа одна, другой не будет никогда. Уже сегодня, начав сообща решать проблемы окружающей среды, объединив усилия граждан, государства, общественных организаций и коммерческих предприятий, можно улучшить мир вокруг нас. Вопросы охраны природы волнуют многих, ведь от того, как мы к ним отнесёмся сегодня, зависит, в каких условиях буду жить наши дети завтра.