3.1 Направления и экологические проблемы нтр

НТР как социально-экономическое явление характеризуется интенсификацией отношений общества – природы и ростом опосредованности. Научные технологии и достижения, включаясь в процесс производства, не только повышают производительность труда и повышают уровень благосостояния общества, но и создают предпосылку к тому, что окружающая среда оказалась включенной в процесс производства, следовательно, развитие НТР связано, прежде всего, с интенсификацией добычи полезных ископаемых, промышленная революция была направлена на увеличение роста производства нефти. Добыча нефти возросла в 50-60-е года XX века в 4 раза. В этот же период увеличилась мощность нефтеперегонных, нефтехимических заводов. ( США – 6 раз, Западная Европа – 20 раз, СССР – 15-20 раз, Япония и Южная Корея – в 30 раз). Интенсификация добычи полезных ископаемых обострило проблему ограниченности природных ресурсов, привело к ухудшению экологической ситуации (выброс метана, загрязнение мирового океана нефтепродуктами (аварии танкеров), гибель планктона – первое место по производству кислорода, гибель водорослей и морских животных).

Второе направление НТР – бурный рост атомной энергетики. Общие мощности АЭС составили:

Страны	1984 год	2000 год
Европейская часть СССР	5,3 кВт/кв.км	44 кВт/кв.км
США	6,5 кВт/кв.км	22 кВт/кв.км
Англия, Франция, ФРГ	60 кВт/кв.км	150 кВт/кв.км

Развитие атомной энергетики и ядерного вооружения (60 тысяч ядерных боеголовок, постоянное проведение ядерных испытаний: с 1945 по 1991 года десять стран, 1946 ядерных взрывов) → попадание в атмосферу и почву радиоактивных веществ. Кроме того, встает проблема утилизации ядерных отходов и зараженной воды. Так, например, Ленинградской АЭС для охлаждения реакторов необходимо более 200 куб. м воды в секунду. Кроме того, в ситуации аварии на АЭС радиоактивное загрязнение приводит к формированию зоны радиоактивного, химического заражения (Чернобыль).

Третье направление НТР – рост городов и численности городского населения:

	1950 год	1975 год	2001 год
Число городского населения	12%	40%	85%
Число городов с населением 1 млн чел.	30	200	300
Число городов с населением 5 млн чел	3 (Нью-Йорк, Лондон, Токио)	11	25

Следовательно, город становится не только центром промышленного производства, но и центром антропогенной деятельности, источником противоречий между обществом и природой.

Четвертое направление НТР – создание искусственных материалов и развитие биотехнологий (недостаток продуктов питания). Проблема в том, что при создании синтетических материалов не были учтены законы экосистемы (в ней не существует консументов для переработки этих материалов), следовательно, возникает в условиях города как замкнутой системы проблема утилизации мусора.

Таким образом, НТР не только интенсифицировало отношения общество – природа, но и максимально обострила их. Причина экологического кризиса в том, что НТР в погоне за производительностью труда и экономической эффективностью не учитывала возможности экосистемы к воспроизводству.

3.2. Экологический потенциал НТР

Большинство концепций индустриального и постиндустриального общества объединяет философия технократизма, исходящая из того, что НТР создает предпосылки для преодоления большинства, если не всех противоречий мирового развития, выходя на новый уровень общества всеобщего благоденствия. С этой точки зрения понятия «качества жизни», процветания, гармонии и стабильного существования, неотделимы то роста материального благосостояния, развития техники и технологий.

Впрочем, технократизм западного сознания отвергался в философии «критического гуманизма» (М. Хайдеггер, К. Ясперс) за абсолютизацию рационально-технологической его ориентации, в процессе которой личность утрачивает целостность, превращается в «частичного человека», выполняет лишь узкую экономическую функцию. Выход предполагался в «духовной революции», в освобождении человека от «демона техники».

Однако проявившиеся 60-е годы кризисные экологические последствия, побочные эффекты НТР заставили усомниться в технократизме и в начале 70-х годов на смену идее безграничного экономического роста приходят концепции устойчивого развития, рассматривающие экономический рост как объект социальной регуляции.

Именно с этого времени начала формироваться современная философия экологизма – мировоззрения, исходящего из определяющего статуса проблемы взаимоотношений человека – биосферы в динамике цивилизационного процесса. Если в 70-х годах философский экологизм имел пессимистический оттенок (предсказания Медоуза), то с углублением компьютерной революции, появлением Интернет появилась вера в то, что информационные технологии способны не только управлять процессом производства, но и обеспечивать его экологическую безопасность. Не случайно именно они рассматриваются Н. Моисеевым и Урсулом как источники ноосферной цивилизации. Кроме того, НТР освобождая человека от производства, а Интернет, создавая возможности электронного коттеджа (человек работает дома → не нужно транспорта и машин) резко увеличивает свободное время людей, создает условия для более полного развития их личности, а также объединяет интеллектуальные, организационные усилия отдельных людей вокруг решения проблемы экологических ограничений. Отсюда в современной цивилизации делается акцент не на стихийное, а на социально управляемое взаимодействие общества и природы. И предпосылки к такому взаимодействию дает сама НТР, разрабатывая экологические технологии замкнутого цикла (дерево – ДСП, метан при добыче и сжигании – баллоны для автомобилей и газовых плит, шлак при сгорании угля – строительные материалы, переход к безмашинному производству, возможность использования новых источников энергии, материалов, разведение новых видов растений и животных). Робототехника, внедрение поточных линий, информатизация и кибернетизация общества расширяют возможности управления социальными процессами. Именно эта возможность НТР дает современным ученым надежду, что хотя она и стала источником экологического кризиса, способна преодолеть его на основе рассмотрения общества как органической части природы и включение экономической хозяйственной деятельность человека в законы функционирования и развития экосистемы.

Лекция №3

Антропогенная деятельность человека и состояние окружающей среды.

Бурное преобразование околопланетного вещества началось со второй половины XX века. Исследования геофизических реакций на сильные. Электромагнитные и взрывные технические воздействия начались с 70-х годов XX века. На электромагнитные процессы , происходящие в ионосфере и магнитосфере происходит посредством электромагнитного воздействия (ЛЭП, радиоволновой нагрев, пучки энергичных частиц), воздействие взрывами (ядерные, промышленные, направленные взрывы по зондированию ионосферы акустическими волнами), аэродинамичные и энергетические эффекты ракет и спутников (запуски и падения), вещественные выбросы в ионосферу (фторхлоросодержащие соединения). Выбрасываемые в ионосферу вещества содержат устойчивые химические соединения в ионосфере, нарушающие ее естественный режим. Выброс вещества остается и в процессе ракетных запусков (выброс топлива, тугоплавких металлов). Ученые высказывают предположения, что рост буревого геомагнитного режима связан с техногенной деятельностью человека. Негативно влияют и искусственные источники электромагнитного излучения. Тысячи искусственных спутников активны в радиодиапазоне и являются точечными источниками радиоизлучений, загрязняют пространство и нарушают электрохимические процессы ионосферы. Это снижает защитные возможности планеты от солнечного электромагнитного воздействия.

В последнее время все чаще стали говорить о техногенном воздействии на геокосмическую среду. В состав геокосмоса входит ионосфера, магнитосфера, магнитослой и солнечный ветер, взаимодействует с магнитосферой.

Геокосмос представляет собой тонкий механический контакт Земли с космической средой. Его функции включают в себя:

1. Экранирование от энергичных солнечных и космических лучей.

2. Источник энергичных частиц для приповерхностных областей планеты.

3. Фильтрация и мощное усилие межпланетарного магнитного поля.

4. Рассеивание и поглощение радиоволн, осуществление ионосферных возмущений (полярных сияний, магнитных бурь).

Геокосмос напрямую связан с процессами, происходящими в плазмосфере. Антропогенная деятельность человека может послужить источником нарушения не только энергетических процессов в геокосмосе, но и в плазмосфере. Возможное ослабление магнитного поля Земли к массовому прорыву солнечной плазмы в пределы ионосферы, что приведет к экологическому кризису биосферы. Таким образом, гармонизация отношений с геокосмосом является необходимым условием выживания человека и биосферы.

Условные обозначения:

1. ядро

2. мантия

3. литосфера – железная руда

4. ионосфера

5. магнитосфера

↑ плазмосфера, солнце

Помимо электромагнитного воздействия на электрические реакции в ионосфере и магнитосфере, важной частью антропогенной деятельности становится химическое загрязнение верхних слоев атмосферы. Антропогенная деятельность человека приводит к нарушению геохимического цикла Земли, изменению газового состава атмосферы, влияя определенным образом на ее оптические характеристики. Известно, что сжигание природного топлива (уголь, нефть, горючий газ, торф, дрова) сопровождаются ежегодными выбросами в атмосферу более 15 млрд. тонн углекислого газа и пыли. Даже в небольших концентрациях углекислый газ порождает парниковый эффект. Он задерживает тепловое излучение Земли, что способствует общему потеплению климата. Если атмосфера лишится углекислого газа, то среднегодовая температура у ее поверхности снизится до -18 градусов. Концентрация углекислого газа к началу 21 века выросла по сравнению с 1960 годом на 30-40%. Из модельных расчетов следует, что удвоение концентрации углекислого газа приведет к изменению средней температуры на 2-3 градуса. По осторожным расчетам Национальной академии наук США удвоение концентрации по сравнению с нынешним уровнем может произойти к 2065 году. С 1990 по 1995 год повышение температуры составило 0,05 градусов. По некоторым прогнозам к середине 21 века температура может подняться на 4,5 градуса. Реальность потепления подтверждается и таянием полярных шапок. За последние 100 лет растаяло 40 тысяч кубических километров полярного льда, а также горных ледников. Как утверждает американский геолог Марк Майер, за минувшее столетие наполовину растаяли ледники Кавказа, а Тань-Шань за последние 40 лет потерял 22% своих льдов. Повышение выбросов углекислого сопровождается неконтролируемой вырубкой лесов. За 20 век вырублено 40% оставшихся на планете к началу 20 века лесов, катастрофическими темпами идет вырубка экваториальных лесов. Площадь амазонской сельвы сокращается ежегодно на 2%.

Кроме углекислого газа, к парниковым относится метан, хлорфторуглероды, озон, окись азота. Считается, что углекислый газ вносит в развитие парникового эффекта 50%, фторуглероды- 15%, фреон- 10%, окись азота- 9%.

Парниковый эффект приводит в первую очередь к изменению температурного режима, которое имеет для биосферы следующие последствия:

1) подъем уровня мирового океана, затопление территорий. За последние 100 лет уровень мирового океана поднялся на 15см, в ближайшие 100 лет прогнозируется подъем примерно на 70 см.

2) перестройка системы океанических течений и в частности, отразится на судьбе Гольфстрима, что приведет к похолоданию климата в Европе примерно на 10 градусов.

3) Таяние вечной мерзлоты и заболачивание больших территорий.

4) Осушение ряда регионов, связанное с повышением температуры и высыханием небольших рек, ручьев, озер.

5) нарастание вероятности ураганных ветров. (атмосфера Венеры).

Помимо парникового эффекта опасным проявлением антропогенного воздействия на химический состав атмосферы Земли является разрушение озонового слоя. Ученые НАСА утверждают, что истончение озонового слоя связано с парниковым эффектом, повышению температуры у поверхности Земли и охлаждению стратосферы. Количество стратосферного озона очень мало. При нармальном давлении и температуре озон можно упаковать в слой толщиной 3 мм. Офтальмологи университета штата Санори (Канада) считают, что истончение озонового слоя несет массу негативных эффектов, среди которых массовое ухудшение зрения у населения неблагополучных районов. (катаракта, ухудшение состояния сетчатки и глазного дна). По словам офтальмолога Эдуардо Ортиса, раньше подобные заболевания наблюдались к старости, сейчас эти недуги демонстрируют юноши и девушки в возрасте от 20 до 25 лет. К первым признакам медик относит повышенную утомляемость глаз при отсутствии нагрузки, появление красного пятна на глазном дне после нагрузки на глаза. Другим опасным последствием истончения озонового слоя является раковые заболевания кожи. По данным Наса потери озонового слоя над южными штатами Бразилии составили в период с 1998 по 2005 год 13%, а частотность заболевания раком кожи выросла на 65%.

Другим опасным последствием антропогенной деятельности являются кислотные дожди. Главным источником кислотных дождей является сернистый газ и окислы серы. Только за 1 час работы ТЭС средней мощности сжигает 80 т. угля и выбрасывает в атмосферу 5т. сернистого газа. Проведенная в США оценка выбросов сернистых газов и оксидов азота показала, что вклад Тэс в выбросы сернистого газа составляет 65%, зато при выбросе оксидов озота транспорт выходит на первое место (41%). Каждый автомобиль потребляет в год 2т. топлива и выбрасывает в атмосферу 700 кг. Окиси углерода, 230 кг. Углеводородов, 40 кг. Окислов озота. Присутствие в атмосфере соединений серы и азота приводит к кислотным дождям. Термин «кислотные дожди» появился в 1872г. в книге английского инженера Р. Смита «Воздух и дождь: начало химической климатологии». В 1911 году выпадение кислотных дождей было зафиксировано в г. Лидса (Англия), во второй половине 60-х годов - в Швеции и Норвегии (строительство высотных труб в Англии и Центральной Европе), в начале 70-х годов эффект кислотных дождей стали ощущать японцы.

Наиболее значимо воздействие кислотных дождей на почву и водоемы. Известно, что кислотные осадки приводят к сложным физико-химическим процессам в почве, в результате растениям становится недоступен фосфор. При повышенной кислотности снижется активность фитопланктона и зоопланктона в водоемах. В результате выпадения кислотных осадков многие озера Скандинавии, США, Канады мертвы.

Стратегия развития техногенной цивилизации требует нейтрализации парникового эффекта, истончения озонового слоя, кислотных дождей и их последствий, ограничение и запрещение тех видов антропогенной деятельности, которые негативно сказываются на состоянии окружающей среды. В первую очередь-это парниковые газы, фреон и хторхлоросодержащие соединения, соединения серы и азота.

Антропогенное воздействие на литосферу.

Преобразование геологической среды посредством техногенных процессов воздействия подразделяется не технофизические, технохимические и энергетические. Технофизические преобразования связаны с основными процессами человеческой деятельности, нацеленной на освоение полезных ископаемых. Использование энергии полезных ископаемых является в XX веке взрывным и имеет ряд особенностей:

1. высвобождение энергии в процессе сгорания требует колоссальных затрат кислорода.

2. катастрофическое снижение количества горючих ископаемых в земной коре.

3. сгорание горючих полезных ископаемых является дополнитеоьным источником тепла для атмосферы (температура воздуха в городах всегда выше, чем в области, следовательно, потепление климата).

4. выбросы в атмосферу продуктов сгорания (углекислого газа и других вредных веществ).

Техногенная цивилизация интенсифицирует процесс перемещения вещества планеты в единицу времени.

Говоря о техногенных потоках вещества следует заметить, что технофильные элементы мобилизуются как из подвижных форм существования (вода, воздух, живое вещество), так и из иммобильных (связанных)состояний элементов в литосфере. Подвергаясь промышленной переработке мобильные и иммобильные вещества, смешиваются в техногенных системах и после определенного срока возвращаются в природную среду. Переработанное вещество возвращается в биосферный в геохимический циклическими последующими процессами концентрации и рассеивания. Скорость техногенных процессов по преобразованию геологических тел во много раз превышает природную скорость образования. При этом пока не исследована роль полезных ископаемых в функционировании экосистемы, следовательно, неограниченный рост техносферы потребует, в конечном счете, всех планетарных резервов перспективных веществ и энергии. Хотя при оценке резервов полезных ископаемых допущены ошибки. Не произведена разведка полезных и ресурсов морского дна. Таким образом, опережение роста средств технического воздействия на геологическую среду над средствами ее защиты приводит к замене естественных условий жизни на искусственные (техносферные). Поэтому необходим контроль над мерой роста технопроцессов и нарушения ими естественных процессов.

Источником антропогенного загрязнения является не только добыча полезных ископаемых, но и загрязнение почвы токсичными химическими веществами. Основные источники загрязнения почвы утечки химических веществ в результате деятельности промышленных предприятий (нефть, медь, свинец, ванадий), использование сельскохозяйственных удобрении, захоронение мусора и радиоактивных отходов. Загрязненность почвы отражается на состоянии подземных вод.

2.2.3 Антропогенное воздействие на гидросферу

Источниками загрязнения гидросферы выступают промышленные стоки, загрязнение нефтепродуктами, стоков сельского хозяйства. По данным Госэпиднадзора в России качество воды остается неудовлетворительным. Почти половина населения пользуются водой, не отвечающей ГОСТу. На территории РФ практически все водные объекты подвержены антропогенным влияниям. В воде большинства рек и водоемов наблюдается превышение ПДК по одному или более загрязняющему веществу. Увеличивается число рек с высоким уровнем загрязненности воды (свыше 10 ПДК), а также увеличивается число случаев высокого загрязнения (свыше 100 ПДК). Опасность загрязнения гидросферы в том, что вода является источником переноса токсикантов. Большие реки несут воду в океан, который становится скоплением токсикантов. И потребляя загрязненную воду, химические вещества поступают в организм человека и накапливаются в межклеточных тканях, что приводит к мутации генов и становится источником эндоэкологической болезни (ЭЭБ). По данным В.П. Казначеева 50% территории России и 70 % населения ЭЭБ предопределило и появление «Чапаевского синдрома» - патологическое старение детей и их интеллектуальная деградация.

Другим источником загрязнения воды являются кислотные дожди, что является результатом загрязнения атмосферы выбросами сернистого газа (деятельность ТЭЦ) и оксидов озота (сжигание природного газа). Ежегодно в результате деятельности человека в атмосферу попадает около 60-70 млн. тонн двуокиси серы. Наиболее значимо влияние кислотных осадков на почву и водоемы. В почве содержатся разнообразные виды микроорганизмов, которые принимают активное участие в переработки почвенной органики. С повышением кислотности почвы биологическая активность микроорганизмов снижается. Повышение кислотности почв затрудняет процесс усвоения корнями растений фосфора, приводят к образованию растворимой формы алюминия, который уменьшает скорость обменных процессов.

При попадании кислотных дождей в воду, снижает активность фито и зоопланктона, приводит к сокращению биологического разнообразия водоема (некоторые виды рыб чувствительны к закислению). В результате выпадения кислотных осадков многие озера Скандинавии, США, Канады стали мертвыми.

Загрязнение гидросферы химическими веществами и нефтепродуктами приводит к гибели флоры и фауны водных систем. Особенно опасным является вред, наносимый планктону и морским водорослям, которые являются главными производителями кислорода, следовательно, понижение концентрации кислорода в атмосфере.

3. Цели цивилизации и техногенные процессы.

Конец XX века со всей очевидностью демонстрирует тот факт, что природа глобально реагирует на деятельность человека, (природа не только приспосабливается, но и мстит человеку). Техногенная цивилизация переживает глобальное кризисное состояние во многих проявлениях. В европейской культуре существует традиция, порожденная, прежде всего русским космизмом, которая видит источником преодоления всех кризисов науку. Однако, актуализация экологической проблемы свидетельствует о том, что кризисное состояние техногенной цивилизации не только не преодолено, но и углубляется. В связи с этим возникает потребность оценить целевые ориентации техногенной цивилизации, ее системы жизнеобеспечения, переосмыслить характер отношений общества и природы.

Э. Фромм, говоря о системе ценностных ориентации техногенной цивилизации, справедливо говорит о том, что она направлена на обладание материальными ценностями, на то, чтобы иметь, а не быть. Утилитарно-прагматическая ориентация общества массового потребления отдает предпочтение науке, которая преобразует природу, стремится получить из нее все, что необходимо для удовлетворения материальных потребностей человека. На науку возлагаются большие надежды как на средство решения глобальных проблем современности. Действительно наука дает современному человечеству знания, позволяющие воздействовать на природу с небывалой ранее силой. Причем не только воздействовать, но и изменять в соответствии с потребностями человека (селекция, клонирование). Но вместе с тем наука в целом ряде случаев не может предвидеть последствия этих воздействий. Став сферой производства знаний, все больше теряет свою связь со сферой этических отношений, а потому превращается в область, таящую максимальную опасность для человека, (ядерное оружие, оружие массового поражения в XX веке). Отсюда вытекает необходимость социального контроля за развитием науки, что выражается в требованиях ее гуманизации и гуманитаризации. Гуманизм больше не может трактоваться как направленность на интересы человека без учета интересов будущих поколений.

Реальностью техногенной цивилизации является рассогласование научно-технического и социального прогресса. Научно-техническая революция в XX веке привела к появлению системы социальных и экологических ограничений в развитии цивилизации (экологическая проблема, ресурсная, сырьевая). Одно из глобальных противоречий современности – неготовность человечества принять и использовать многие достижения НТР без повышения угрозы существования цивилизации.

Обозначились два принципиально разных способа решения этого противоречия:

1) сдерживание научно-технического прогресса вплоть до введения моратория на исследования, результаты которых могут быть гибельными для человечества.

2) совершенствование социальных отношений в глобальном масштабе, чтобы исключить или нейтрализовать социальные силы, способные обращаться к науке как к средству разрушения, (ядерная энергия-источник новой энергии и атомное оружие). Наука, таким образом, может способствовать и решению глобальных проблем современности, и уничтожению цивилизации. В каком направлении она будет развиваться, зависит от состояния культуры, от ценностных ориентации общества. Ценности выступают как система предпочтений, присущих человеку определенной культуры. Наука без ценностно-этического и социального контроля становится опасной для человечества.

Таким образом, чертами техногенной цивилизации является: ориентация на систему материальных ценностей, выдвижение на первый план науки, рассогласование не только социального и научно-технического прогресса, но и рассогласование естественной и искусственной среды обитания человека. В рамках технического подхода природа ценна только как объект человеческой деятельности. Сейчас же такое отношение к природе исчерпало себя, в своей деятельности человек все больше должен учитывать внутренние законы природы. Это требует изменение экологического сознания, выдвижения на первый план ценностного отношения к природе. А значит одним из источников преодоления кризиса является внутреннее совершенствование человека и его сознания. В современном же мире человек из цели общественного развития постепенно превратился в средство, в винтик общественно-технологической машины.

Изменение сознания человека приводит и к изменению ценностных ориентации общества, стратегии его развития. Дело не только в том, чтобы ориентировать развитие общества на улучшение жизни людей, но и том, чтобы определиться, что считать улучшением? Что лучше для человека и его потомков: ходить пешком на работу и ездить на лошади, или покрывать огромные расстояния на автомобиле и дышать воздухом, разрушающим здоровье и сокращающим жизнь человеку. Современная цивилизация считает критерием развития повышение комфортности жизни человека. Но эта комфортность делает человека слабее и в случае глобальных катастроф искусственной среды обитания человек становится слабым и незащищенным. Во имя комфорта экономика и массовое производство загрязняют окружающую среду, что отражается на здоровье и жизни человека и его потомков. Эта противоречивость приводит к проблеме цены прогресса. И действительно, что приобрел и потерял человек в XX веке. Приобрел комфорт, а потерял чистый воздух и воду, леса и природные ресурсы, победил многие опасные в прошлом заболевания, но приобрел новые, более страшные по своим последствиям (рак). Потому, при выборе стратегии развития общества возникает вопрос, что нужно человеку: дальнейшее увеличение комфорта или решение экологической проблемы, во имя которого человек будет вынужден пойти на определенное ограничение своих потребностей. Если ограничение потребностей не произойдет, то темпы экономического развития не могут быть сокращены, по-прежнему главным критерием экономического развития, которое подавляет все, будет производительность труда любой ценой. А потому человек по-прежнему будет жертвой экономического развития.

Для человека не должно быть безразличным, какой мир он создаст в процессе своей деятельности- будет в нем человек самоценностью или средством технизированной системы. Современная же культура утратила свою человеческую направленность. Не случайно Ортега-и-Гассет справедливо отметил, что в XX веке человек из индивидуальности превращается в массового человека, в элемент толпы. Культура скорее будет спасать человека от скуки, от пустоты его жизни, чем воспитывать и духовно совершенствовать. Э. Фромм, говоря о культуре современной демократии, говорит о том, что она не только развлекает, но и навязывает человеку определенное мировосприятие. Человек перестает мыслить критически и превращается в духовного раба средств массовой информации. Культура современной цивилизации не дает человеку быть свободным.

Итак, характер взаимодействия общества и природы определяется ценностными ориентациями человека в его отношении к природе. Ценностные ориентации техногенной цивилизации закрепляют отношение к природе как к неистощимой кладовой, объекту покорения, от которого «не следует ждать милости». Проблемы, поставленные таким отношением к природе грозят гибелью человечеству и требуют пересмотра ценностей экологического сознания, определения новых ориентиров общественного развития.

2.3.2 Основные виды повреждения природной среды глобальными техногенными процессами.

Ориентация техногенной цивилизации на комфорт и получение максимальной экономической прибыли вовлекла в гигантское круговращение все формы жизни на планете и затронуло все виды происходящих в биосфере процессов. В этих условиях не только растения и животные, но и сам человек постепенно теряет право на жизнь. Ориентация цивилизации на усиление вмешательства человека в природу лишает его права на использование чистого воздуха, экологически чистых продуктов, жизнь вне электромагнитных излучений. Стремление к комфорту и экономической затмевает все Можно сказать, что шаги человечества по пути техногенной цивилизации и НТР неотступно сопровождались негативными последствиями, обострение которых приводило к экологическим кризисам. Специфика XX века в том, что из локального экологический кризис приобретает глобальный, всепланетарный характер.

Природа антропогенных воздействий человека на окружающую среду состоит в том, что на первый взгляд узконаправленные воздействия (например, на литосферу или гидросферу) отражаются на состоянии всей экосистемы.

Например, добыча полезных ископаемых не только изменяет геологическое и геофизическое состояние района, но приводит к выбросам в атмосферу метана (угля, нефти и газа). В результате к 1987 году содержание метана в атмосфере выросло почти в 30 раз по сравнению с началом 20 века. Приведенный пример показывает, как воздействие на литосферу отражается на состоянии биосферы.

При добыче железной руды, которая является электрическим проводником, нарушается энергообмен в системе литосфера – атмосфера – ионосфера. То же нарушение энергообмена происходит при разработке урана, радиа, тория.

Таким образом, разработка природных ресурсов не только меняет состав литосферы, но и отражается на состоянии биосферы и ионосферы.

Выброс в атмосферу промышленных и выхлопных газов уменьшило содержание кислорода в атмосфере, создает парниковый эффект. В результате сжигания топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается не менее 1000 тонн углекислого газа. По прогнозам ученых парниковый эффект приводит к повышению температуры на Земле, таянию ледниковых шапок, повышение уровня мирового океана и, в результате, затопление части территории материков, особенно тех площадей суши, которые находятся ниже уровня моря. Прогнозы других ученых свидетельствуют о том, что в результате запыления атмосферы произойдет похолодание. В обоих случаях в результате увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере произойдет глобальное изменение климата. Будет ли готов к нему человек?

Загрязнение атмосферы, уменьшение содержания кислорода и увеличение концентрации углекислого газа, негативно сказывается на здоровье человека. Загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах по заключению экспертов Всемирной организации здравоохранения – главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, астмы, пневмонии, рака легких. Особенно тяжелая ситуация складывается в крупных промышленных городах. Предельно допустимые концентрации (ПДК) в 103 городах России в 5 раз превышает ПДК, в 66 городах – в 10 раз выше ПДК.

Особой проблемой жизни больших городов становится проблема утилизации мусора. В XX веке, под влиянием НТР возникли новые синтетические материалы (полиэтилен, пластмассы, пластики, пенопласт), которые вредны для организмов биосферы. Эти вещества, количество и разнообразие которых постоянно растет, после их использования не поступают в природный кругооборот, а загрязняют, прежде всего, литосферу и гидросферу (проблема целлофановых пакетов и упаковок). Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных веществ, и естественные системы начинают разрушаться.

Таким образом, несмотря на то, что антропогенное воздействие узконаправленно, влияние происходит на состояние всей экосистемы. При этом не все последствия изменения литосферы, биосферы, ионосферы выявлены, и их влияние научно спрогнозировано. Кроме того, сложно предсказать, как эти изменения отразятся на жизни и здоровье человека. Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной среды не только на здоровье, но и на генетический аппарат человека. Совсем недавно в местах с высокой степенью загрязненности стали появляться так называемые "желтые дети" с врожденной желтухой. Не следует забывать о наличии триггерного эффекта, когда незначительные воздействия могут повлечь громадные перемены. Существуют пороги, превышение которых грозит резкими качественными преобразованиями. Возникает вопрос, сможет ли человек адаптироваться к этим изменениям. Появление новых факторов, влияющих на биологическое существование человека (появление новых химических веществ, повышение радиации, уменьшение концентрации кислорода) делают его практически беззащитным, поскольку у него отсутствуют выработанные в процессе эволюции защитные механизмы.

Таким образом, ориентация техногенной цивилизации на экономическую прибыль и комфорт любой ценой, изменяет состояние не только экосистемы, но и негативно отражает на здоровье, генетику и будущее человека.

Лекция №4

Экологические параметры существования человека в условиях города.

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающим миром его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами, и другими городами, Важно отметить, что город можно разделить на две основные подсистемы:

1. территориальная общность людей (все горожане), которая составляет неотъемлемую часть города и является смыслом его существования;

2. все материальные объекты, которые составляют как бы «раковину» для всех жителей.

Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города «экспортируют» промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город как при «импорте» вещества и энергии, так и при «экспорте» готовой продукции и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира. Химические вещества, выбрасываемые из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение.

Любой город неповторим и оригинален не только по своей архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию отдельных отраслей), транспортно-экономическим связям. Изучение экологической специфики каждого крупного города нашей страны и всего мира — задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. Тем не менее, уже сегодня возникают различные ситуации, при которых для решения практических проблем требуется усредненная модель города. Работа над такой моделью была предпринята экологами Б.Б. Прохоровым и Ю.Н. Лапиным.

Первоначально в качестве базовой модели был выбран условный город с численностью населения в 1 млн. жителей, многофункциональный – в нем представлены основные виды промышленности. Для создания модели эталонного города использовались сведения о различных городах, которые с соответствующими поправками пересчитывались применительно к выбранной модели. Модель составлялась по принципу баланса: на входе – вещества, поступающие в город в виде сырья, ресурсов, пищевых продуктов, а на выходе - выбросы в атмосферу, промышленные ж бытовые стоки, в природные воды и отходы, поступающие на городские свалки,

Поступление веществ в города

Для нормального функционирования города нуждаются в самых разнообразных продуктах и сырье. Больше всего город потребляет чистой воды. Город с населением в 1 млн, жителей потребляет в год 470 млн. т, или почти 0,5 км² воды (табл. 1).

Большая часть этой воды из города поступает в природные водотоки, гидросферу, но уже в виде сточных вод, загрязненных различными примесями. Наиболее водоемки производства стали, пластмассы, целлюлозы, ТЭС. В городах постоянно осуществляется сжигание топлива, которое сопровождается потреблением кислорода, идущего в первую очередь на окисление соединений водорода и углерода. Подсчеты показывают, что миллионный город потребляет в год около 50,0 млн. т воздуха, что в некоторых странах превосходит возможность к воспроизведению экосистемой.

Таблица 1

Поступление веществ (в млн. т/год) в город с населением 1 млн. человек

Название вещества	Количество
Чистая вода	470,0
Воздух	50,2
Минерально-строительное сырье	10,0
Уголь	3,8
Сырая нефть	3,6
Сырье черной металлургии	3,5
Природный газ	1,7
Жидкое топливо	1,6
Горно-химическое сырье	1,5
Сырье цветной металлургии	1,2
Техническое растительное сырье	1,0
Сырье пищевой промышленности, готовые продукты питания	1,0
Энерго-химическое сырье	0,22

Следующий по величине поток поступающего в город вещества — минерально-строительное сырье (до 10,0 млн. т/год), которое служит источником поступления пыли в атмосферу, Важное место среди техногенных потоков занимают различные виды топлива (в млн./год): уголь – 3,8; сырая нефть – 3,6; природный газ – 1,7 и жидкое топливо – 1,6. Соотношение видов топлива может быть и другим, но каждый город-миллионер получает в год до 7 — 8 млн. т условного топлива.

В центростремительных потоках веществ, поступающих в город, важное место занимает сырье для промышленных предприятий. В зависимости от индустриальной специализации города сырье может быть самым различным. В обобщенной модели миллионного города даны сведения, «приведенные» к полииндустриальному центру, в котором имеется черная металлургия (3,5 млн. т сырья), цветная металлургия (1,0 млн. т сырья). Горно-химическое сырье составляет 1,5 млн. т, техническое растительное сырье около 1,0 млн. т, энерго-химическое сырье находится в пределах 220 тыс. т. Особое место занимают продукты, используемые в пищевой промышленности и поступающие непосредственно в продовольственные магазины, на рынки и на предприятия общественного питания. Жители города потребляют за год около 1 млн. т пищевых продуктов (с учетом отходов при обработке). Таким образом, в город-миллионер в год поступает около 29 млн. т (без учета воды и воздуха) различных веществ, которые при транспортировке, переработке дают значительное количество отходов, часть из которых оказывает отрицательное воздействие на объекты окружающей среды. Часть загрязняющих веществ попадает в атмосферу, другая часть вместе со сточными водами — в водоемы и подземные водоносные горизонты, еще одна часть в виде твердых отходов — в почву.

Суммарное энергопотребление

Города служат огромными накопителями и выделителями энергии. В рамках принятой модели можно считать, что ежегодно город с миллионным населением потребляет энергии около 4,5 · 10¹⁵ кДж/год, или 1,5 · 10¹³кДж/км²/год.

Последняя цифра несколько превышает величину энергии, поступающей от Солнца на 56 град. с.ш. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. В городе температура воздуха всегда выше, чем на территориях вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов и т.д. В больших городах с плотной застройкой температура воздуха может повышаться до 5°С по сравнению с окружающей местностью. При сильных морозах в центре крупного города температура иногда бывает на 9-10°С выше, чем на его окраине.

Промышленные выбросы города-миллионера

Атмосферные выбросы

Состав промышленных и бытовых выбросов города-миллионера, поступающих в атмосферу, весьма разнообразен. Годовое количество газообразных выбросов и их состав приведены в табл. 2.

Самая большая доля в составе атмосферных выбросов принадлежит воде (водяной пар и аэрозоли) и углекислому газу, затем следуют сернистый ангидрид, окись углерода и пыль. Плотность выбросов этих веществ в год с 1 км площади города-миллионера (в модели его усредненная площадь – 300 км²) составляет для сернистого ангидрида и окиси углерода около 800 т, пыли — около 500 т, а окислов азота – около 165 т. Следует подчеркнуть, что внутригодовое распределение этих выбросов достаточно неравномерно. Максимум поступлений в атмосферу отмечается в зимние месяцы, когда на полную мощность работают тепловые электростанции и котельные. Еще один важный компонент загрязнений приземного слоя атмосферы – углеводороды, которых выбрасывается ежегодно до 108 тыс. т.

Таблица 2