6. Человек в биосфере.

Давление человека на биосферу началось задолго до наступления этапа промышленной эволюции, так как целые цивилизации погибли ещё до нашей эры. Катастрофические экологические явления в прошлом были в основном связаны не с загрязнением природной среды, а с её изменениями (деградация почв, засоление…). Избавление от природных ограничивающих факторов (пища, вода и т. д.) позволило человеческой экосистеме вырасти и распространиться по всему свету.

Сейчас человеческая экосистема находится в состоянии быстрого роста. В наше время люди столкнулись с целым рядом экологических проблем. Это связано с нарушением основных принципов функционирования экосистем (равновесие между возможностями организмов и сопротивлением среды).

Вследствие антропогенной (созданной человеком) нагрузки на биосферу сегодня возникли новые экологические проблемы:

• потепление климата нашей планеты. Явление «парникового эффекта» (следовательно, повышение температуры, увеличение CO₂ в атмосфере). Источники: процессы сжигания угля, нефти, газа.

• ускорение процесса подъёма уровня Мирового океана (следовательно, угроза затопления обширных территорий, лежащих ниже уровня моря).

• истощение озонового слоя атмосферы Земли, защищающего живое от УФ. Главные источники: фреоны (хладоагенты; баллончики с аэрозолями).

• интенсивное опустынивание и обезлесение планеты Земля. Пример: Азия, Африка ─ процесс опустынивания идёт со скоростью 6 млн. га/год. Причины: рост поголовья скота, вытаптывающего растительный покров. Интенсивная вырубка леса ведёт к уменьшению содержания кислорода (замедление процесса фотосинтеза).

• интенсивное загрязнение Мирового океана: разработка морских месторождений нефти (следовательно, промышленные стоки в океан). Особая опасность для живых организмов океана ─ нефтяное загрязнение. 2/3 кислорода атмосферы вырабатывают зелёные водоросли. Ежегодно 10 млн т нефти выливается в океан (25 млн т может уничтожить живое сообщество океана).

Таким образом, некоторые человеческие действия приводят к сокращению живого мира, вымиранию отдельных видов. Истощение природных ресурсов приведёт к возникновению социальных конфликтов, войнам и голоду. Всё это приведёт к разрушению всей существующей цивилизации.

Необходимо ограничивать собственную численность и степень воздействия на естественные экосистемы (пример: планирование семьи, создание заповедных территорий, строгие правила землепользования, охрана природы, контроль за загрязнением окружающей среды).

Лекции № 2 глобальные экологические проблемы. Загрязнение атмосферы.

Явления, затрагивающие весь мир, называются глобальными. К ним относится глобальное потепление.

Глобальное потепление (парниковый/тепличный/оранжерейный эффект) – это разогревание нижних слоёв атмосферы в результате поглощения отраженного теплового излучения (длинноволнового: основной инфракрасной части теплового излучения) поверхности Земли молекулами парниковых газов (CO₂, СН₄, пыль, фреоны и т.д.), водяные пары, озон, различные оксиды, хлорфторуглероды (ФХУ).

Причины:

1) Антропогенные факторы (выбросы промышленного производства, транспорта);

2) Природные факторы (изменение солнечной и вулканической активности, природные циклы).

Отрицательные последствия:

А) Повышение уровня Мирового Океана (таяние ледников и снегов, тепловое расширение океана привело к необходимости строительства дамб и других защитных сооружений) и сокращение площади суши (увеличение силы наводнений);

Б) Опустынивание: связано с отступлением ледников, приводит к увеличению количества засух;

В) Изменение в распределении (затопление и опустынивание вызовет необходимость миграций животных) и численности животных (времени на адаптацию для многих животных будет недостаточно, что приведет их к гибели);

Г) Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой (это создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям);

Д) Климатические изменения: сокращение разницы температур на полюсах и экваторе снижает циркуляцию в атмосфере, что приведёт к перераспределению осадков.

Положительные последствия:

• Улучшение состояния лесных экосистем и сельского хозяйства

• Увеличение температуры приведет к повышению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон.

• Повышение концентрации СО₂ увеличивает интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений

Пути решения проблемы:

• Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Пр.: в 1997г. был принят Киотский протокол, который декларирует и определяет механизмы сокращения промышленно развитыми странами к 2008 – 2012 г.г. количества выбросов парниковых газов в атмосферу на 5% по сравнению с уровнем 1990г.

• Разработка стратегии приспособления к климатическим изменениям, включая демографическую политику и перестройку региональной экономики.

Разрушение озонового слоя Земли.

Его важнейшее свойство – поглощать ультрафиолетовое излучение Солнца, разрушающего белки и нуклеиновые кислоты.

Слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте 20 – 25 (22 – 24) км называется озоносферой.

«Озоновая дыра» - значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона.

Озон образуется из молекулярного кислорода путём присоединения к нему атомарного кислорода, который образуется под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца (в результате фотодиссоциации молекулярного кислорода).

Причины:

1. Природные факторы (циркуляция атмосферы, солнечная и вулканическая активность).

2. Антропогенные факторы:

а) атомные взрывы;

б) использование хлорфторуглеродов в промышленном производстве;

Фреоны (хлорфторуглероды или ФХУ) – высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладоагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей – галлоны, используемые для пожаротушения, которые ускоряют разложение озона, сами же разрушаются в течение 50 – 200 лет. ФХУ используются также в качестве растворителей в промышленности. Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению, в результате чего образуются окиси хлора, разрушающие озон

3. сельское хозяйство: выделение закиси азота (N₂О) при использовании минеральных удобрений;

4. полёты ракет и сверхвысотных самолетов.

Последствия:

• Рост заболеваемости людей: глазные – возрастание случаев слепоты из-за катаракты; раковые – особенно у людей со светлой кожей; ослабление иммунной системы.

• Подавление фотосинтеза.

• Разрушение биогенеза океана и др.

• Перераспределение озона (концентрации) по высоте приведёт к перераспределению температуры в стратосфере, что может сказаться на климате Земли.

Пути решения проблемы:

Запрещение выпуска и использования озоноразрушающих веществ (выпуск исключительно только безфреоновых холодильников).

16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой; этот день по инициативе ООН отмечается как международный день защиты озонового слоя; в приложении к Протоколу дан список озоноразрушающих веществ (ОРВ), производство, потребление и импорт/экспорт которых был ограничен. В 1990 году в Лондоне были приняты Лондонские дополнения, в которых число ОРВ расширено, а меры ужесточены: 2000 год установлен как дата полного исключения ОРВ.