Лекции Эк / Глобальные проблемы 1экологии

ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ

Цель занятия: Ознакомиться с типами, видами, масштабами и последствиями загрязнения окружающей среды и глобальными экологическими проблемами.

1. Загрязнение окружающей среды

Биосфера – динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ. Но по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они антропогенной деятельностью.

Известный ученый Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

- упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

- концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

- рост ядовитых отходов от химических производств;

- введение в экосистему новых видов;

- появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер. Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение окружающей среды.

Загрязнение – это внесение в экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности или разрушением данной экосистемы.

Различают природные загрязнения, вызванные природными, нередко катастрофическими причинами (извержение вулкана). И антропогенные, возникающие в результате деятельности человека.

По видам загрязняющих агентов выделяют физическое (тепловое, радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и др.), химическое (тяжелые металлы, пестициды, СПАВ, пластики, аэрозоли и др.) и биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.) загрязнение. Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере.

По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным. По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т.д., и даже загрязнение околоземного космического пространства.

Последствия загрязнения окружающей среды можно сформулировать следующим образом.

1. Ухудшение качества окружающей среды;

2. Образование нежелательных потерь вещества, энергии, труда и средств при добыче и заготовке человеком сырья и материалов, которые превращаются в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосфере;

3. Необратимое разрушение не только отдельных экологических систем, но и биосферы в целом, в том числе воздействие на глобальные физико-химические параметры окружающей среды;

4. Потери плодородных земель, снижение продуктивности экологических систем и в целом биосферы;

5. Прямое или косвенное ухудшение физического и морального состояния человека.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

- оксиды углерода;

- диоксид серы и оксиды азота;

- тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть и т.д.);

- канцерогенные вещества (бензапирен);

- нефть и нефтепродукты;

- хлорорганические пестициды, диоксины;

- радионуклиды и др.

Воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты можно оценить как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем, не только в количественном, но и качественном отношениях. Негативные тенденции этого влияния на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

2. Глобальные экологические проблемы

Воздействие технической цивилизации на разные компоненты биосферы и системы связей между ними достигло уровня, сравнимого с собственными естественными колебаниями биосферных процессов и начало уже сейчас изменять их ход. Единая система мировой экономики, ориентированная на прибыль и рост потребления как средство ее увеличения, создала единые для всего человечества глобальные проблемы, решение которых – общечеловеческая задача.

Проблемы, которые можно отнести к категории глобальных, отличаются тем, что рассматриваемые в них явления свойственны всему земному шару и касаются интересов существования всего человечества. Это, прежде всего проблемы загрязнения воздуха, воды и почвы. Это изменение температурного режима Земли, кислотные осадки, разрушение озонового слоя, исчезновение видового разнообразия, демографические проблемы и т.д.

Парниковый эффект

В настоящее время основными антропогенными парниковыми газами являются углекислый газ, метан, хлорфторуглеводороды, закись азота.

Солнечное ультрафиолетовое излучение падает на землю. Большая его часть проникает сквозь атмосферу и нагревает поверхностный слой земли. Земля в свою очередь испускает инфракрасное излучение и охлаждается. Это тепло поступает в атмосферу и должно рассеиваться, но этому препятствуют парниковые газы, которые поглощают тепло и выполняют роль «одеяла» Т.е., парниковые газы пропускают коротковолновое ультрафиолетовое излучение солнца, но задерживают инфракрасное излучение земли. За последние 100 лет концентрация в атмосфере углекислого газа выросла на 25%, метана – на 100%. Это сопровождается глобальным повышением температуры. По разным источникам за последнее столетие температура на Земле повысилась на 0,6-1,2⁰ С. Повышение среднегодовой температуры приведет не только к таянию ледников, но и в целом к изменению климата на всей Земле.

Антропогенный парниковый эффект на 57% обусловлен сжиганием топлива при получении энергии, на 9% исчезновением лесов, на 14% сельскохозяйственной деятельностью и на 20 % остальным промышленным производством.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой расположен в среднем на высоте 20-25 км в атмосфере. Озоновый слой защищает все живое, препятствуя проникновению жесткого ультрафиолетового излучения на Землю.

К числу основных озоноразрушающих веществ относятся: хлорфторуглеводороды и оксиды азота.

Высокая химическая устойчивость фреонов и плохая растворимость в воде позволяют этим веществам высоко подниматься в атмосфере. В стратосфере под действием УФ-излучения фреон разрушается с образованием атомов хлора, которые посредством цепных реакций разрушают озон. Разрушение озона также происходит при его взаимодействии с оксидом азота

Усиление УФ-излучения оказывает вредно воздействие на здоровье человека: это раковые заболевания, ослабление иммунитета, катаракта, ухудшение зрения.

Кислотные осадки

Образование кислотных осадков обусловлено выбросами в атмосферу оксидов серы и азота, которые в результате ряда превращений преобразуются в азотную и серную кислоты.

Основными антропогенными источниками этих оксидов относятся ТЭЦ, промышленные котельные, автотранспорт, технологические агрегаты металлургической, химической и других отраслей промышленности.

К кислотным осадкам относятся кислотный дождь, кислотный снег, кислотный град, кислотный туман, сухие кислотные осаждения.

Выпадение кислотных дождей приводит к закислению среды, нарушают поверхность растений, вымывают ионы биогенных элементов из почвы, переводят токсичные металлы из нерастворимых соединений в растворимые. Воздействию кислотных осадков подвержены строительные конструкции из мрамора и известняка, усиливается коррозия металлов, разрушаются лакокрасочные покрытия.