Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Техносфера и окружающая среда. Учебное пособие.pdf
кошки и огромные аисты. С XVII по XX века человеком было уничтожено 94
вида птиц и 63 вида млекопитающих, в том числе тур, тарпан, бескрылая гагарка, дронт и т.д. Охота стала первым способом уничтожения
животных.
В XX веке главной причиной гибели животных становится промышленная и хозяйственная деятельность человека: 72% видов животных исчезает
из-за пр
омышленно-хозяйственной деятельности человека и лишь 28% – изза охоты. По сравнению с продукцией животноводства использование дикой
наземной фауны в настоящее время незначительно и играет определённую
хозяйственную роль лишь для небольшой части населения. Гораздо более
пагубное влияние на фауну оказывает строительство, вырубка лесов и распашка земель, приводящие к сокращению мест обитания живо
тных.
Например, в Австралии из-за интенсивного выпаса овец, вытоптавших и
съевших многие растения, исчезло 7 видов кенгуру и 11 видов сумчатых.
В результате промышленной деятельности человека, искусственного изменения ландшафтов на Гавайях вымерло 60% местной фауны, на острове Гуадалупе в Тихом океане – 39% всех птиц, на Маскаренских островах в Индийском океане – 86% пт
иц.
Большое количество видов животных находится под угрозой исчезновения. Например, в России это зубр, сайгак, амурский тигр, белый медведь,
северный калан, стерх (белый журавль), дрофа и т.д.
Сокращение мест обитания диких животных также привело к исчезновению многих распространённых ранее видов, многие другие виды стоят на
грани вымирания. Так, в Па
кистане из-за расширения сельскохозяйственных
земель резко сократилось количество травоядных. Вырубка лесов привела к
полному исчезновению в Иране короткогривого тигра и поставило перед
серьёзной угрозой каспийского тигра. Уменьшение объёма воды в низовьях
Инда повлекло сокращение рыбных ресурсов, и разрушение цепей питания
поставило перед угрозой исчезновения выдру, дикую кошку, некоторых др
у-
гих животных.
В настоящее время масштабы спортивной охоты, добычи охотничьих
трофеев и спекуляция экзотическими животными достигли огромных размеров, превышающих масштабы необходимой хозяйственно-промысловой
охоты. По этой причине под угрозой исчезновения находятся
бенгальский тигр (из-за его шкуры), крокодил (его кожа очень ценится
в Европе), слон (из-за его бивней),
носорог (его рог имеет якобы целебную
силу).
Ежегодно в мире погибает 1 вид животных.
31
Естественное воспроизводство промысловых организмов часто подрывает неправильная организация их вылова. Среди рыб значительную
долю в промысле составляют сельдевые, тресковые, скумбриевые и ставридовые. В меньшем количестве добываются тунцовые, мерлузовые и
камбаловые, ещё меньше отлавливаются лососевые. Среди нерыбных
объектов, добываемых в водоёмах в настоящее время, первое место
по массе занимают моллюски. Из них в наибо
льшем количестве добываются двустворчатые моллюски, в значительном количестве – головоногие
моллюски (больше половины из них – кальмары). Из ракообразных
наибольшую роль в промысле играют крабы и креветки.
Во многих случаях наблюдается перелов водных организмов,
из-за чего воспроизводительная способность их популяций уже не может
компенсировать убыль в результате промысла. В 177
0 году был убит
последний экземпляр стеллеровой (морской) коровы, которая была уничтожена в течение 27 лет после её открытия. Почти исчез в наше время
гренландский кит, взятый под охрану слишком поздно, под угрозой
исчезновения находится синий кит. Среди рыб наблюдается перелов многих легко поддающихся добыче камбал, сельдей. В ряде рай
онов в чрез-
вычайно напряжённом состоянии находятся запасы крабов.
Серьёзный вред воспроизводству промысловых гидробионтов может
наносить гидротехническое строительство, в частности сооружение
плотин, перерезающих естественные миграционные пути рыб. Например,
гидростроительство на Волге и Куре резко нарушило условия естественного размножения осетровых, в связи с чем пришлось принять меры
по организации искусственного воспроизводства. Ог
ромное количество
молоди гибнет, попадая в оросительные системы и в турбины гидроэлектростанций.
Огромное количество рыб погибает от вирусных и бактериальных
заболеваний.
Увеличение потребления растительных ресурсов. Многие виды
растений также находятся под угрозой из-за сбора их человеком в фармацевтических и пищевых целях, распашки земель, затопления территорий
при строительстве гидро
электростанций и т.д.
В 1988 году в России на грани исчезновения находилось 444 вида
растений, а в 1997 году – уже 553 вида растений. В 2005 году в Красную
книгу России было внесено уже 676 видов растительных организмов.
Вслед за растениями гибнут и животные из-за недостатка пищи.
Среди растительных ресурсов в наибольшей опасности сейчас находятся леса. В настоящее врем
я общая площадь лесов на планете составля-
32
ет около 42 млн км2, но она ежегодно уменьшается на 2%. Нерациональные вырубки лесов и пожары привели к тому, что во многих местах, некогда сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились
лишь на 10…30% территории.
Значительно сократились площади лесов и в России. Леса планеты
исчезают со скоростью 20 га в минуту или 13 млн га в год, а пл
ощадь
тропических лесов сокращается на 1% в год. Это приводит к уменьшению
атмосферного кислорода на 10 млрд т в год.
Мировой промысел водных растений основан преимущественно
на добыче красных и бурых водорослей. В гораздо меньшем количестве
добывают зелёные. Значительная часть водорослей используется для йода
и других технических и медицинских продуктов.
Неконтролируемое уничтожение растительности на планете пр
иво-
дит к следующим последствиям:
1) сокращается биомасса и продукционный потенциал биосферы,
что ведёт к ослаблению газовой функции биосферы, недостаточной регуляции состава атмосферы (особенно соотношения кислород – углекислый
газ);
2) уменьшается вклад транспирации растениями влаги в круговорот
влаги на суше, что ведёт к изменению режимов осадков и стока и у
скорению опустынивания почв, увеличению количества и силы наводнений и
засух;
3) уменьшается способность растительности (особенно деревьев)
к укреплению почв, что приводит к учащению селей и обвалов на склонах;
4) от недостатка пищи и изменения условий обитания погибают целые сообщества различных животных, проживавших ранее в лесах и на
открытых терр
иториях.
Увеличение потребления минеральных ресурсов. В мире ежегодно добывается из недр планеты приблизительно 120 млрд т различных
горных пород. Темпы потребления природных ресурсов постепенно
растут. За последние 50 лет цветных и редких металлов добыто больше,
чем за всю предыдущую историю человечества. В середине 1970-х годов
человечество использовало ежегодно более 100 млрд т различных веществ
и природных материалов. К началу XXI века их потребление утроилось.
При сложившихся темпах производства в мире каждые 30 лет происходит
удвоение потребления минерального сырья. В последние годы стали использовать бедные руды, интенсивно ведутся поиски месторождений,
разрабатываются ресурсосберегающие технологии.
33
Огромными темпами расходуются органические природные богатства (нефть, газ, торф), используемые, прежде всего, как источники энергии,
а также в качестве сырья для получения многих необходимых человечеству веществ (каучук, полимеры, лекарственные вещества, красители и т.д.).
Так, за последние 120 лет из недр изъято столько энергоресурсов, сколько
образовалось за 1 млн лет. Из недр России извлечено 40% всех разведанных запасов нефти. По данным учёных, запасы энергоресурсов составляют: нефти – 140 млрд т, природного газа – 130 трлн т, угля – 100 млрд т.
Суммарное потребление природных энергоресурсов в настоящее время
превысило 380 млрд т.
Уже давно учёные разных стран пытались предсказать сроки возможного исчерпания различных видов полезных ископаемых, учитывая
их запасы. По различным оценкам современных учёных, данные приведены в табл. 3.
На промышленно развитые страны приходится около 2/3 потребления алюминия, меди, свинца, никеля, олова, цинка и 3/4 объёма потребления энергии.
огнозируемое время выработки ресурсов
3. Пр
Ресурсы Прогнозируемое время выработки, лет
Уголь 370
Алюминий 340
Железо 60 – 240
Природный газ 50 – 70
Нефть 40 – 50
Медь 10 – 40
Никель 25
Серебро 20
Платина 20
Цинк 18
Золото 11 – 17
Свинец 3 – 15
Ртуть 13
Олово 5
34
1.8. ОСОБЕННОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ
НЕИСЧЕРПАЕМЫХ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ В ТЕХНОСФЕРЕ
Увеличение потребления водных ресурсов. В своём развитии че-
ловечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое использование воды, в качестве питья, для
приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значение рек и морей для развития водного транспорта. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы,
добычи со
ли и других видов хозяйственной деятельности.
Отличительной чертой 20-го столетия явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по
объёму потребления воды вышло сельскохозяйственное производство.
Для того чтобы обеспечить продуктами питания всё возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в зе
лии. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150…200 до 800…1000 м
3
воды; причём 1 га
мледе-
площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2…3 млн л
воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500,
4000 и 10
000 т воды соответственно. В сельском хозяйстве используется
70% всего водопотребления.
Водные мелиорации (орошение) – один из основных путей повышения урожайности сельскохозяйственных угодий, занимающих на планете
10% площади суши. Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн га, составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно по
ловину сельскохозяйственной
продукции. На таких землях размещается, например, до 2/3 мировых
посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12…14 тыс. м
3
воды. Вода используется при орошении
нерационально: так, при транспортировке к месту поливки теряется
30…40% влаги, а ещё 20…40% теряется из-за поверхностного испарения,
неравномерного распределения воды по участку и т.д.
Чрезвычайно велика потребность в воде для современного живот-
новодства, содержания скота на фермах и животноводческих комплексах.
Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса – 2
5 т воды.
Растёт потребление воды в промышленном производстве. Основная
масса воды в промышленности используется для производства энергии и
охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие
технологические процессы. Например, для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и п
рокат расходуется 50…150 м3 воды, 1 т меди – 500 м3,
35
1 т синтетического каучука и химических волокон – от 2 до 5 тыс. м3
воды. На производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют
3
воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на
250 м
производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м
3
воды. Наиболее
водоёмкие отрасли промышленности – горнодобывающая, сталелитейная,
химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них
уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности.
Подавляющее число производств приспособлено к использованию
только пресных вод; новейшим отраслям промышленности (производству
полупроводников, атомной техники и др.) необходима вода особой
чистоты.
По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход
воды на коммунально-бытовые нужды. На хозяйственно-питьевые цели
в России приходится около 10% водопотребления. Физиологическая
потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьём и
пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9…10 л/сут.
Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и
хозяйственно-бытовых нужд. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30…50 л/сут в зданиях
с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации)
до 275…400 л/сут на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения.
Современная теплоэлектроэнергетика потребляет огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до
3
120 м
/с, или более 300 млн м3 в год. Валовое потребление воды для этих
станций в перспективе возрастёт примерно в 9–10 раз.
Использование водных путей сообщения также значительно сказывается на состоянии водных ресурсов. Например, морской транспорт перевозит в год 3…4 млрд т грузов, или 4…5% общего объёма грузоперевозок,
выполняя при этом свыше 30 трлн т/км, или 70% общего мирового грузооб
орота.
В настоящее время обеспеченность водой в расчёте на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой
экономикой назрела угроза недостатка воды. Каждый шестой человек
из 6,5 млрд людей в мире не имеет доступа к лучшим источникам воды,
а 40% из них не имеют доступа к ул
учшенным санитарным услугам.
Каждый год 3,4 млн людей, большинство из которых составляют дети,
умирают от болезней, связанных с водой.
Сейчас потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% город-
ского и 75% сельского населения планеты.
36
Таким образом, увеличение потребления воды приводит к:
1) снижению уровня воды в реках и озёрах, их обмелению;
2) большей неравномерности выпадения осадков;
3) опустыниванию;
4) загрязнению оставшихся подземных и поверхностных вод.
Интенсификация использования околоземного космического
пространства. Околоземное космическое пространство сейчас использу-
ется более всего как среда для функционирования искусственных спутников Земли.
ре космической эры, в 1960-х годах, состоялось несколько на-
На за
учных симпозиумов, участники которых пытались определить перспективы дальнейшего использования околоземного космического пространства
человеком. Специалисты разных областей, расходясь в деталях воззрений
на конкретные пути развития исследований и освоения космического пространства, были единодушны в том, что в условиях мирного развития
цивилизации о
своение космоса открывает принципиально новые возможности для повышения научно-технического потенциала человечества.
В 1970-х годах были выдвинуты некоторые принципиально новые идеи и
получены новые экспериментальные данные, определившие пути дальнейшего освоения космического пространства.
Основной тенденцией в освоении околоземного космического пространства, отчётливо проявившейся в 70-е годы, стало решение широкого
круга пр
икладных задач с помощью самой разнообразной космической
техники.
В связи с созданием модульных долговременных орбитальных станций нового поколения и необходимостью сооружения других крупногабаритных космических конструкций (например, многоцелевых космических
платформ, орбитальных радиоастрономических комплексов и т.д.) всё
большую актуальность приобретает проведение в космосе строительномонтажных работ.
Перспективным представляется использование (например, в кос
мическом строительстве) материалов внеземного происхождения. На определённом этапе это может оказаться экономически более выгодным
по сравнению с доставкой материалов с Земли. В качестве сырья для производства космических строительных материалов рассматриваются минеральные ресурсы Луны и некоторых астероидов. В этой связи уже ведётся
реальная проработка различных проектов лунных по
селений, на базе
которых в перспективе могут быть созданы горнодобывающие комплексы
и перерабатывающие предприятия.
37
Увеличение потребления энергии. Мировое потребление энергии
непрерывно увеличивается, несмотря на появление новых способов энергосбережения и другие факторы, способствующие уменьшению энергопотребления. В потреблении энергии первое место принадлежит производству, второе место – коммунальному хозяйству, сферам обслуживания и
коммерции, третье место – транспорту.
Вклад различных энергетических источников в производство энергии представлен в табл. 4.
4. Вкла
Энергетический
источник
д различных энергетических источников
в производство энергии
Относительный вклад
энергетических источников, %
в общее производство тепло-
вой и электро-
энергии
в производство
электроэнергии
в производство
энергии для
технологических
процессов
Нефть и
нефтепродукты
Уголь и горючие
сланцы
34 10 48
27 42 24
Газ 17 16 18
Атомная энергия 8,5 12 0
Гидроэнергия 6 19 0
Ветровая, солнечная,
геотермальная энергия,
энергия морских вод
(суммарно)
7,5
1 0
Биоэнергия из растительного топлива
0 10
(древесины и т.д.)
Всего 100 100 100
38
Рост численности человечества привёл к неконтролируемому росту
потребления энергии растительного топлива и, как следствие, к росту
объёма вырубки лесов, являющихся источниками необходимой биомассы.
В настоящее время, несмотря на практически полное вытеснение биомассы другими видами топлива, биомасса используется для получения тепла
в быту во многих развивающихся странах. Например, на о. Гаити
из-за отсу
тствия других источников энергии площадь лесов сократилась
на более чем 90%.
Использование природных энергетических минеральных (нефти,
угля, газа) и растительных (древесины) ресурсов для производства энер-
гии в жизни человека приводит к их истощению. Относительный вклад
различных энергоносителей в общее использование энергии различен.
Первые места здесь занимают нефть, уголь и газ.
Больша
я часть энергии используется на производство тепла, электричества и механической работы, а оставшаяся очень малая часть используется в качестве сырья на предприятиях органического синтеза.
Потребление электроэнергии в различных странах отличается очень
сильно. Наибольшее потребление электроэнергии на душу населения наблюдается в развитых странах, таких как (в п
орядке уменьшения) США,
Германия, Япония, Франция, Нидерланды, Великобритания, Финляндия,
наименьшее – в отсталых государствах (Кения, Индия, Малави).
1.9. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОСФЕРЫ НА ТЕРРИТОРИИ
Заселение человеком территории Земли. По данным ООН, в настоя-
щее время общая площадь обитаемой суши составляет почти 137 млн км
2
или около 92% всей суши.
2
В среднем на одного человека приходится около 7000 м
2
сти суши, включая 250 м
насаждения, 2800 м
2
на здания и сооружения, 750 м2 на зелёные
на пашню и 3200 м2 на пастбища. Площадь террито-
поверхно-
рий на душу населения в некоторых странах представлена в табл. 5.
Как правило, в качестве территории для заселения и деятельности
человек использует почвенные ресурсы планеты. Территория, занятая человеком, надолго выводится из состава природной среды.
На заселённых территориях человек вытесняет многие виды организмов из-за:
1) распашки зе
мель под посевы сельскохозяйственных культур;
2) выделение территорий под строительство зданий и сооружений;
3) создание пастбищ;
4) осушения водно-болотных угодий.
39
,
5. Площадь территорий на душу населения в некоторых странах6
Страна Площадь территории, га/чел.
Россия 11,7
США 3,35
Франция 0,94
Китай 0,76
Италия 0,49
Германия 0,43
Великобритания 0,41
Япония 0,29
Уменьшение количества плодородных почв. Земля всегда занимает главенствующее место среди национальных богатств любого государ-
ства. Однако, в настоящее время сельскохозяйственные угодья занимают
только 13% площади земельного фонда нашей страны. К тому же они
имеют тенденцию к сокращению. За последние 25 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 33 млн га, несмотря на еже
годное
вовлечение в сельскохозяйственный оборот новых земель. Основными
причинами уменьшения площади сельхозугодий являются проявления
эрозии почв, недостаточно продуманный отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление, заболачивание, зарастание лесом и
кустарниками и т.д.
Несовершенство сельскохозяйственных приёмов приводит к быстрому истощению почв, а применение крайне вредных, но дешёвых ядохимикатов для борьбы с вредит
елями растений и в целях повышения урожайности усугубляет эту проблему. За 25 лет с помощью внесения удобрений
и применения других технологий удалось добиться повышения урожайности почти в 4 раза, что, однако, повлекло за собой истощение почв
(в США почвы потеряли 1/3 своего плодородного слоя).
Большой вред почвам наносит многократная мех
аническая обра-
ботка: вспашка, культивация, боронование и т.д. Всё это усиливает
ветровую и водную эрозию.
Не менее важной проблемой является экстенсивное использование
пастбищ, превращающее в пустыни огромные участки земли. Так,
6
Данные по: Трушина Т. П. Экологические основы природопользования. –
Изд. 3-е, доп. и пер. – Ростов н/Д. : Феникс, 2005.
40