Вопрос 2. Научные основы охраны окружающей среды. Понятие «здоровье человека». Экологические риски. Законы взаимоотношения «человек-природа». Пути решения проблем сохранения окружающей среды.
Научные основы охраны окружающей среды
Научной основой охраны окружающей среды является учение о взаимосвязи и взаимозависимости (взаимообусловленности) предметов и явлений в природе и обществе.
Научный подход к данной проблеме начал разрабатываться только в XIX в.: Г. Марш (1866) приводил мысль о том, что самое малейшее изменение в природе неизбежно окажет воздействие на Вселенную; Ф. Энгельс в книге «Диалектика природы», написанной в 1873-1882 гг. показал, что любое вызванное человеком изменение в природе неизбежно скажется на других ее элементах и, в конечном итоге, на обществе.
Связь предметов и явлений составляет одно из самых существенных свойств объективного мира, включающего природу и общество, все материальное и идеальное. И.П. Лаптев отмечает, что связи могут быть физическими, механическими, химическими, биологическими и социальными, а также временными и пространственными.
Физические связивыражаются во взаимном притяжении, температурных влияниях, электрических взаимодействиях, воздействии излучений и звуковых колебаний.К механическим связямотносятся: перенос одного элемента природы другим, давление одного тела на другое, разрушение одного тела другим. Весьма разнообразны химические связи,которые выражаются в химических взаимодействиях элементов природы, нередко приобретающих характер местного и планетарного круговорота веществ, где включены и организмы как активная геохимическая сила.Биологические связихарактерны для организмов (внутривидовые и межвидовые отношения). В них включаются и элементы неживой природы (минеральное питание растений и животных, воздух как среда организмов и т.д.). Через организмы осуществляется взаимодействие водоемов и суши, одной части суши с другой, атмосферы с литосферой. Организмы образовывали и образуют ряд элементов литосферы (известняки, некоторые руды и другие).
Наиболее крупной системой связей является соотношение общества, неживой и живой природы.
Каждый из взаимодействующих элементов связан с другими прямыми и обратными связями. Таким образом, не только общество действует на природу, но живая и неживая природа действует на общество, иногда в сильной степени, замедляя или ускоряя общественное развитие, вызывая в прошлом даже гибель государств.
В природе связи относят к временным и пространственным.
Временные связи- это случаи закономерного одновременного проявления процессов или появление разных тел природы, определенной последовательности явлений.
Пространственные связивыражаются в определенном расположении взаимодействующих тел, процессов природы, в пространственном их совмещении. Эти связи в живой природе четко выражены. Каждому организму животных требуется определенное пространство. Слишком же большое удаление друг от друга особей одного вида отрицательно сказывается на их жизнедеятельности.
Понятие «здоровье человека»
По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье человека- это состояние полного физического, духовного и социального благополучия. Величина утраты здоровья, выражающаяся в показателях заболеваемости и инвалидности, отражает нарушения в структурах и функциях организма, изменения адаптивных возможностей.
Для оценки здоровья в медико-биологических исследованиях используют показатели физического развития. Функции организма оценивают по показателям умственной и физической работоспособности, а адаптационные резервы по показателям биохимического, гормонального и иммунного статусов. Показатель болезненности отражает распространенность заболеваний, которая определяется отношением числа заболеваний за год, умноженного на 1000 и отнесенного к средней численности населения. Данный показатель является собирательным обозначением отрицательных показателей здоровья, которые в санитарной статистике рассматриваются в качестве критериев состояния здоровья.
Значительная часть населения России проживает в неблагоприятных природных условиях. По В.Ф. Протасову (2000) окружающая среда оказывает влияние на человека через жилище, одежду, питание, водоснабжение, развитость инфраструктуры сферы обслуживания, обеспеченность отдыхом и условиями его проведения и т.д. (табл. 14.1).
На конференции ООН в 1972 г. в Стокгольме была принята декларация, в которой говорится, что человек одновременно является продуктом и творцом своей среды, дающей ему физическую основу для жизни и возможность интеллектуального, морального, общественного и духовного развития. Таким образом, для человеческого благосостояния и осуществления основных прав людей, в том числе права на жизнь, важное значение имеют два аспекта - природная среда и та, которую создал человек.
Влияние состояния окружающей среды на здоровье людей
В 70-х годах XX в., по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), состояние смешанных контингентов людей в разных странах в среднем на 50-60% зависело от экономической обеспеченности и образа жизни, на 18-20% - от состояния окружающей среды и на 20-30% - от уровня медицинского обслуживания.
В России, по данным НИИ человека и гигиены окружающей среды имени А. Н. Сысина РАМН, только 15% горожан проживают на территориях с допустимым уровнем загрязнения атмосферы. Загрязнением атмосферы обусловлено около 20-30% общих заболеваний населения промышленных центров.
Экологический риск
Для поиска баланса между стратегиями экологического и экономического развития большое значение имеет концепция социально-приемлемого риска. С помощью этой концепции можно получить ответ на ключевой вопрос - какой уровень риска гарантирует экологическую безопасность. С одной стороны, население города вынуждено мириться с тем или иным уровнем загрязнения окружающей среды и другими отрицательными средовыми влияниями, достаточное количество и разнообразие рабочих мест и решать задачи социального развития за счет городского бюджета. С другой стороны, здоровая окружающая среда является средством удовлетворения основных жизненных потребностей человека. Поэтому любые цели экономического развития должны согласовываться с принципом экологической безопасности.
Принимаемый уровень экологического риска зависит от того, какие выгоды получает население при увеличении риска за счет повышения уровня социально-экономического благополучия и какие издержки необходимы, чтобы уровень экологического риска не превышал уровень социально-приемлемого риска.
Экологический риск не единственный, а нередко для отдельных территорий не главный вид риска для жизни, здоровья и благосостояния людей. Отсюда он должен быть соразмерен с другими видами социального риска.
Вклад различных факторов в здоровье населения оценивается по четырем позициям: образ жизни, генетика (биология) человека, внешняя среда и здравоохранение (табл. 14.15).
По данным отечественной статистики, абсолютные значения среднего риска представлены в таблице 14.16. Средний риск смертности от заболеваний здесь принят как условный критерий максимального приемлемого риска.
Научное исследование, в котором факты и научный прогноз используются для оценки потенциального вредного воздействия на окружающую среду различных загрязняющих веществ и влияний, называют оценкой экологического риска, а управление экологическим риском - это процесс принятия решений, в котором учитывается оценка экологического риска, а также технологические и экономические возможности его предупреждения (рис. 14.16). Конечной целью оценки риска (этапы 1-5) является определение количественных показателей риска, соответствующих различным сценариям развития неблагоприятных событий и стратегий защиты от них. Целью управления риском (этапы 6-8) является определение мероприятий, позволяющих сократить уровень риска до «приемлемой величины» и контролирование последствий их выполнения или внедрения. Управление риском требует наличия информационной системы, которая позволяла бы быстро осуществлять обработку исходных данных о предполагаемых направлениях хозяйственной деятельности и ее возможных экологических последствиях.
Преобразуя природу, люди создали для себя, своих семей более благоприятную среду обитания. Однако до сего времени нет уверенности, что она стала лучшей средой для человечества в целом, т.к. 1) человеческая цивилизация создана не столько благодаря, сколько в ущерб окружающей природе; 2) в стремлении к независимости от природных стихий и к удовлетворению разнообразных потребностей люди наполнили свою среду множеством чуждых природе веществ и вещей, вредных для здоровья. Повышение мощности и концентрации техногенеза вместе с быстрым ростом населения привели к учащению и усилению поражающего действия техногенных катастроф, к появлению региональных экологических кризисов и зон экологического бездействия. Человек по собственной вине вынужден жить с постоянно возрастающим риском для жизни. Определение приемлемого экологического риска становится важнейшим фактором взаимоотношения человека с созданной им средой.
Законы взаимоотношений «человек - природа»
Ход исторических связей между природой и человеком по Н.Ф. Реймерсу (1994) приводит к одновременным переменам в природе и в формах хозяйства. Формы хозяйства, меняясь вследствие затруднений, происходящих от перемен в природе, в свою очередь вызывают цепные реакции в природе. Постоянная обратная связь получила название закона бумеранга (закон обратной связи взаимодействия человек-биосфера - Дансеро (1957) или четвертый закон Б. Коммонера (1974)).
Неизбежность платежей подчеркивается и законом незаменимости биосферы.Его формулировали многие исследователи, такие, как В. И. Вернадский, Д. П. Марше, Э. Реклю и др. Например, В. Г. Горшков данный закон формулирует следующим образом: «Нет никаких оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений перехода к безотходному производству... Биосфера... представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях... Необходимо сохранять естественную природу на большей части поверхности Земли».
Незаменимая биосфера до определенного времени работала в рамках принципа Ле Шательё-Брауна, что для этой фазы эволюции сформулировано в виде закона обратимости биосферыП. Дансеро: биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее. Это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. В то же время П. Дансеро сформулировал закон необратимостивзаимодействия человек-биосфера:возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а отсюда превышения возможностей их восстановления.
Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Это заключение находит отражение в правиле меры преобразованияприродных систем:в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции).
Антропогенные преобразования природных систем имеют достаточно четкие ограничения. Здесь выявляются и некоторые более частные закономерности, например, нашедшие отражение в законе убывающей отдачиА. Тюрго-Т. Мальтуса:повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности (урожайности).
Обратные связи, лежащие в основе закона бумеранга и правила меры преобразования природных систем, дают подоснову правила демографического насыщения:в глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека. Вместе с тем человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно. Несоблюдение правила демографического насыщения дает резкий дисбаланс в системе взаимоотношений человек-природа. К этому сдвигу равновесия может добавиться и воздействие группы факторов, которые зависят от плотности видового населения. Не исключается ситуация, когда оба ограничивающих механизма реализуются одновременно, и произойдет демографическая катастрофа.
Для первобытных людей территория Земли была неисчерпаемым ресурсом. Однако сегодня, когда продолжается рост населения, а планета имеет ограниченные размеры, становится очевидным, что человечество со все возрастающими потребностями может легко исчерпать ресурсы любой емкости. Территория планеты для современного человечества становится исчезающе малой при всей ее огромной величине. Ресурсы, которые считались неисчерпаемыми (поток солнечной энергии и другие мощные природные явления) по сравнению с энергопотреблением человечества, оказываются резко ограниченными из-за лимитов востребования. Приходится признать действие закона ограниченности(исчерпаемости) природных ресурсов:все природные ресурсы и естественные условия Земли конечны. Ограниченность природных ресурсов оказывает воздействие на производительные силы общества, а через них на социальные отношения. Наблюдается соответствие между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса.
Существует и действует правило интегрального ресурса:конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экологическую систему в целом.
Конкурентное использование ресурсов затрагивает как отдельные компоненты, так и все стороны природных систем. В основном эта конкуренция носит натуральный и локально-экономический характер. Мирового «экологического» рынка или рынка природных ресурсов все еще нет, что в условиях глобальности воздействий человечества на природу нельзя считать нормальным. В силу закона падения природно-ресурсного потенциалатакой рынок, несомненно, сформируется, что уже и происходит. При приближении природно-ресурсного потенциала к общественно неприемлемому уровню сменится технология и изменится общественная реакция или окончательно сформируется новая общественно-экономическая формация.
В рамках закона падения природно-ресурсного потенциала действует закон снижения энергетической эффективности природопользования.С ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают. Так, на одного человека в каменном веке расход энергии (в ккал за сутки) был равен 4 тыс., в аграрном обществе - 12 тыс., в индустриальную эпоху - 70 тыс., а в передовых развитых странах конца XX столетия - 230-250 тысяч, или в 58-62 раза больше, чем у наших далеких предков.
С начала XX в. количество энергии, которое затрачивалось на единицу сельскохозяйственной продукции, в развитых странах мира возросло в 8-10 раз, на единицу промышленной продукции - в 10-12 раз. Общая энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Нередко увеличение затрат энергии на обработку полей, удобрения в десятки раз, приводит к незначительному (10-15%) повышению урожайности. Это связано с необходимостью одновременно с улучшением агротехники учитывать общую экологическую обстановку, налагаемые ею ограничения. Отсюда вывод: рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Можно рассчитать вероятный момент неизбежного перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, таким образом избежав теплового (термодинамического) кризиса и ослабив ход современного экологического кризиса.
Н.Ф. Реймерс (1994) делает вывод, что экологический кризис в 90-х годах XX в. явно усиливался. Не соблюдая закон оптимальности и вытекающее из него правило меры преобразования природных систем,люди вызывают к жизни правило неизбежных цепных реакций «жесткого» управления природой.«Жесткое», большей частью, техническое управление природными процессами влечет цепные природные реакции, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлимой в длительном интервале времени. Техногенные изменения вызывают действие закона внутреннего динамического равновесияи увеличения энергетических затрат. Экономические цели, к которым стремятся люди, нередко оказываются в тени мощных цепных реакций. Так, если бы была осуществлена переброска части стока северных рек Сибири в Среднюю Азию, то закон внутреннего динамического равновесия и другие законы были бы нарушены настолько глубоко, что могла бы произойти широкорегиональная катастрофа.
В настоящее время положение весьма зыбкое, и многие ученые полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшее время.
Пути решения проблем сохранения окружающей природной среды
Сбалансированное развитие человечества - один из путей решения современных проблем сохранения окружающей природной среды. В истории человечества известны два резких скачка роста численности населения. Первый связан с так называемой «неолитической революцией». Она произошла, когда люди, ранее жившие лишь охотой и собиранием плодов и растений, исчерпали эти источники и были вынуждены перейти к земледелию, начать содержать и разводить животных. Второй - это середина XVIII века - время экономического переворота, когда в производство вошли уголь и за ним - энергия пара (рис. 15.3). Сейчас мы стоим на пороге еще одного переворота. Привычные нам методы производства породили лавину промышленных и бытовых отходов, грозят исчерпать силы планеты. Природа оказалась на грани гибели.
Конференция ООН по окружающей среде и развитию, проходившая в 1992 году в Рио-де-Жанейро, приняла для всех стран нашей планеты на XXI в. концепцию устойчивого развития как руководство к действию. Устойчивое развитие- это обеспечение потребностей настоящего времени без ущерба основополагающим параметрам биосферы и не ставящим под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности.
Сбалансированное развитие человечестваМеждународная комиссия по охране окружающей среды и развитию ООН характеризует как путь социального, экономического и политического прогресса, который позволит удовлетворить нужды настоящего и будущих поколений. Иными словами, человечество должно научиться «жить по средствам», использовать природные ресурсы, не подрывая их, финансировать программы, направленные на предотвращение катастрофических последствий собственной деятельности. К таким важнейшим программам следует отнести сдерживание роста населения; развитие новых промышленных технологий, позволяющих избежать загрязнения, поиск новых, «чистых» источников энергии; увеличение производства продовольствия без роста посевных площадей.
Регулирование рождаемости.Четыре основных фактора определяют численность народонаселения и скорость ее изменения: разница между рождаемостью и смертностью, миграции, фертильность и возрастная структура популяции. Пока коэффициент рождаемостивыше коэффициента смертности,население будет увеличиваться со скоростью, зависящей от положительной разницы между этими величинами. Среднегодовая величина изменения населения отдельной области, города или страны в целом определяется по соотношению
(новорожденные+иммигранты) - (умершие+эммигранты).
Численность населения Земли или отдельной страны может выровняться или стабилизироваться только после того, как суммарный коэффициент фертильности- среднее число детей, рожденных женщиной за ее репродуктивный период, - будет равен или ниже среднего уровня простого воспроизводства,равного 2,1 ребенка на одну женщину. При достижении уровня простого воспроизводства требуется некоторое время для стабилизации роста населения. Продолжительность этого периода зависит в первую очередь от количества женщин, которые находятся в репродуктивном возрасте (15-44 года), и от числа девочек моложе 15 лет, вступающих вскоре в репродуктивный период.
Промежуток времени, в течение которого рост населения мира или отдельной страны стабилизируется после того, как средний коэффициент фертильности достигнет или упадет ниже уровня простого воспроизводства, зависит также от возрастной структуры населения. Чем больше женщин в репродуктивном (15-44 лет) и в предрепродуктивном (до 15 лет) возрасте, тем длиннее период, который потребуется жителям, чтобы достичь нулевого прироста населения. Основные изменения в возрастной структуре населения, происходящие вследствие высокой или низкой фертильности, имеют демографические, социальные и экономические последствия, которые длятся в течение жизни целого поколения или даже больше.
Нынешние темпы роста населения не могут сохраняться долго. Существует мнение, что ко второй половине XXI в. население Земли стабилизируется на уровне 10 млрд. человек. Д. Медоуз с помощью компьютера рассчитал множество вариантов дальнейшего развития цивилизации на Земле (рис. 15.4). В модели были заложены данные сегодняшних соотношений используемых природных ресурсов, промышленной продукции, производства продуктов питания, загрязнения среды. Каждый жизненно важный ресурс (минеральное сырьё, пресная вода, первичная продукция сельского хозяйства, состояние лесов) Д. Медоуз подверг анализу - какие нагрузки он в состоянии выдержать. Учитывались все пригодные для растениеводства земельные площади. Результатом стала кривая, отражающая предельную в данных условиях численность населения. Первые две модели в виде графиков обещают закат человечества - недостаток пищи и губительное для природы загрязнение. Третья - вселяет надежды. Человечество, по этой модели, где-то в пределах 2030-2040 годов достигнет максимальной численности и дальше будет в состоянии поддерживать ее примерно на этом уровне.
Этот прогноз основывается на предположении, что рождаемость и развивающихся странах снизится. Практически во всем мире признается необходимость регулирования рождаемости. В большинстве развивающихся стран существуют правительственные программы по контролю за рождаемостью. Проблема заключается в том, что рождаемость снижается параллельно с ростом уровня благосостояния, а при современном быстром темпе роста населения благосостояние можно поднять только при очень высоких темпах экономического развития. Нагрузка на окружающую среду в данной ситуации может превысить допустимый уровень. Снижение рождаемости - единственный приемлемый способ вырваться из этого порочного круга.
Рациональное управление природными ресурсами.Ограниченность ресурсов Земли является в конце XX — начале XXI в. одной из наиболее актуальных проблем человеческой цивилизации. В связи с этим одним из важнейших условий современности можно считать решение задач по рациональному управлению природными ресурсами. Их выполнение требует не только обширных и глубоких знаний закономерностей и механизмов функционирования экологических систем, но и целенаправленного формирования нравственного фундамента общества, осознания людьми единства с природой,необходимости перестройки системы общественного производства и потребления.
Стратегия развития промышленности, энергетики и борьба с загрязнениями.Главным, стратегическим направлением развития промышленности является переход на новые вещества, технологии, которые позволяют уменьшить выбросы загрязнений. Используется общее правило, что предотвратить загрязнение легче, чем ликвидировать его последствия. В промышленности для этого применяются системы очистки сточных вод, оборотное водоснабжение, газоулавливающие установки, на выхлопных трубах автомобилей устанавливаются специальные фильтры.
В настоящее время определились четыре четко выраженных направления развития безотходных технологий:
1. Создание различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки сточных вод;
2. Разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы;
3. Создание и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;
4. Разработка и создание территориально-промышленных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов.
Эти направления развиваются одновременно и параллельно, в зависимости от экономической обоснованности тех или иных технических решений и региональных природных особенностей.
Потребление энергиив мире стремительно растет - на 2,3% ежегодно (удваивается каждые 30 лет) (рис. 15.7). При этом основной объем энергии мы пока получаем за счет сжигания углеродного топлива.
Переход на новые, более «чистые» источники энергии также способствует уменьшению загрязнения природной среды. Так, сжигание на ГРЭС или ТЭЦ природного газа вместо угля позволяет резко снизить выбросы диоксида серы.
В последние годы найден новый вид углеродного топлива в виде метангидрата.Метангидрат сосредоточен на глубинах от 500 до 2000 метров у берегов некоторых континентов. Есть он и в Арктике. Метангидрат, состоящий из воды и метана, по внешнему виду напоминает серый хрупкий лед. Метановый лед относится к так называемым «ящичным» соединениям. В них не возникает химических связей между молекулами метана и молекулами воды. Метан размещается в пустотах кристаллической решетки водяного льда. Единичный конгломерат из воды и газа составляет молекулы воды и 8 молекул метана. В одном м3этого вещества содержится значительно больше энергии, чем в кубометре природного газа при одинаковом давлении. По приблизительным оценкам, на планете хранится от 10 000 до 15 000 гигатонн (гига равна 1 миллиарду) углерода в виде метангидрата. Можно с уверенностью считать, что данного вида топлива человечеству хватит на многие тысячелетия.
Для всех стран мира крупнейшими, практически неиссякаемыми вечными и возобновимыми источниками энергииявляются солнце, ветер, текущие воды и геотермальная энергия. Так, согласно прогнозам на XXI в. ожидается значительный рост доли возобновимых источников энергии (рис. 15.12, 15.13).
Главнейшая проблема состоит и в том, что на поверхности Земли развивать энергетику нельзя свыше определенного предела: суммарная мощность всех энергосистем не должна превышать 5% от падающей на поверхность Земли солнечной энергии. Если пересчитать это ограничение (к уровню населения в 2001 году) на каждого землянина, получим допустимый предел мощности в 20 кВт. Вероятно, в развитых странах уже в 90-х годах XX в. реальная цифра находилась между 10 и 15 киловаттами. Так что мы не так уж далеки от этого прямого термодинамического ограничения. Без переноса энергосистем за пределы атмосферы человечеству не обойтись.
Борьба с загрязнением окружающей средыявляется острой и в настоящее время. В крупных промышленных центрах отмечается загрязнение воздуха, воды. Огромные площади имеют твердые покрытия, на которых скапливаются пыль, копоть, нефтепродукты. Все это с дождевой водой поступает в очистные сооружения. С развитием промышленности и транспорта связано возникновение промышленных свалок. Места для них выбираются за пределами города или поселка. Свалки не только занимают огромные территории, но и являются источниками газовых выбросов и ядовитых стоков, которые трудно обеззараживать и собирать.
Часть ТБО (твердых бытовых отходов) подвергается переработке. Лучше всего отработана технология переработки металлов, бумаги, в меньшей мере - стекла. Предлагается обезопасить отвалы для мусора, держать их под контролем и получать из них биогаз. Большой контролируемый отвал для мусора с системой сбора биогаза может в течение 20 лет обеспечивать электроэнергией город со 100-тысячным населением.
Осадки, образующиеся при очистке сточных вод, объемны, содержат различные вещества органического и минерального происхождения. Осадок-шлам целесообразно обрабатывать, преследуя две цели: получить конечные продукты для использования в народном хозяйстве и привести его в состояние, не опасное для окружающей среды (рис, 15.35).
Создать полностью безотходные технологии вряд ли когда-либо удастся. Поэтому заслуживают внимания проекты, позволяющие все, что особенно загрязняет атмосферу, убирать в космос и в первую очередь опасные радиоактивные отходы. В космосе установлено наличие «урн», где шлаки АЭС могут надежно храниться. Такие точки (их называют точками Лагранжа или Либрации) имеются в системах «Солнце-Юпитер» и «Земля-Луна». Любое тело, попавшее в этот район, находится в состоянии устойчивого равновесия, внешние возмущения не выводят тело из точки Лагранжа.
Еще одна глобальная проблема стоит перед человечеством - проблема предотвращения войны.Если ее не решить, то об остальных проблемах можно не беспокоиться.
Рациональное использование минеральных ресурсов.Из-за несовершенства технологии добычи и переработки минеральных ресурсов наблюдается разрушение биоценозов, загрязнение окружающей среды, нарушение климата и биогеохимических циклов. К рациональным подходам к извлечению и переработке природных минеральных ресурсов относятся:
- максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;
- экономное и безотходное использование сырья в производстве;
- глубокая очистка и технологическое использование отходов производства;
- рекультивация (восстановление) земель после использования месторождений;
- использование нетрадиционных минеральных ресурсов;
- вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
- использование технологий, позволяющих проводить концентрацию и извлечение рассеянных минеральных веществ;
- использование природных и искусственных заменителей дефицитных минеральных соединений;
- разработка и широкое внедрение замкнутых циклов производства;
- применение энергосберегающих технологий и т.д.
Стратегия развития сельского хозяйства.В конце XX - начале XXI столетия объем мировой сельскохозяйственной продукции растет быстрее, чем население. Однако этот рост сопровождается, как известно, существенными издержками: сведением лесов для расширения посевных площадей, засолением и эрозией почв, загрязнением среды удобрениями, пестицидами и т.д.
В дальнейшем развитии сельского хозяйства стратегическим направлением является повышение урожайности, позволяющей обеспечить растущее население продовольствием без увеличения посевных площадей. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур может быть достигнуто за счет расширения орошения. Большое значение, особенно при недостатке водных ресурсов, должно придаваться капельному орошению, при котором вода рационально используется путем непосредственной ее подачи к корневой системе растений. Другой путь - выведение и возделывание новых сортов сельскохозяйственных культур. Возделывание новых сортов, например зерновых культур, более продуктивных и устойчивых к болезням, дало в последние десятилетия XX в. основной прирост сельскохозяйственной продукции. Этот успех селекционеров был назван «зеленой революцией».
Вероятно, в XXI в. сельское хозяйство современного типа сохранится. В его развитии нынешние тенденции позволяют надеяться, что растущее население Земли будет обеспечено продовольствием.
Сохранение природных сообществ.Основа благосостояния человечества в будущем - сохранение природного разнообразия. Устойчивость в функционировании биосферы обеспечивает разнообразие природных сообществ.