1РАЗВИТИЕ  ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ  НАУКИ. Есть в тетради 1я тема 

Охране от загрязнения, порчи, повреждения, истощения, разрушения…подлежат: - естественные экологические системы, озоновый слой атмосферы; - земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, леса и иная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд, природные ландшафты.

 

ЗАКОН  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ  «Об охране окружающей среды»

  

ЭКОЛОГИЯ – наука о взаимодействии живых организмов и их систем с окружающей средой (ОС), об их взаимовлиянии и взаимопроникновении, что позволяет определить пути оптимизации и возможного изменения условий для окружающей среды и живых организмов. Под окружающей средой понимается практически вся Вселенная.

 

Термин «экология» возник сравнительно недавно, но свой вклад в эту науку внесли еще ученые древности – Аристотель, Гиппократ, Эпикур и др.

Известный постулат Эпикура: «…нельзя насиловать Природу, следует повиноваться ей, необходимые желания исполняя, а также естественные, если они не вредят. А вредные – сурово подавляя». (Интересно сравнить с известным у нас  – через два тысячелетия – тезисом: «Нам нельзя ждать милостей от природы! Взять их у нее – наша задача».)

 

Леонардо да Винчи (вода – организм человека); Михаил Васильевич Ломоносов (воздух – тепло – человек) – лучшие умы человечества уделяли внимание вопросам взаимоотношения человека. Но накопление экологических знаний шло в основном в сфере зоологии и анатомии. Качественный скачок произошел в середине XIX века, когда экология оформилась как самостоятельная наука из таких дисциплин, как анатомия, зоология, ботаника. По своей сути – это была лишь биоэкология.

Ее основоположники – Чарлз Дарвин, Э.Геккель и профессор МГУ К. Рулье. В начале XX века появились первые экологи, которые трудились в заповедниках и занимались наблюдениями за животными и растениями, а также анализом изменения их численности (популяции). Их именовали «естественниками».

Позднее в биоэкологию входят другие науки: о климате (Ю. Ганн, А. Воейков), о почвах и покровах земли (А. Гумбольт, В. Докучаев), ландшафтах (Л. Берг) и другие.

Особое внимание следует обратить на труды В. Вернадского (1863 – 1945), который первым применил количественный анализ в экологии, раскрыл понятие о биосфере Земли в комплексе (термин «биосфера» - это название монографии В. Вернадского, вышедшей в1926 г.). Он настолько опередил свое время, что только на третьем этапе развития этой науки, когда она сформировалась как всеобщая (глобальная) экология и стала учитывать влияние человеческой деятельности на все условия ОС, стало понятно, как далеко Вернадский заглядывал в будущее.

В конце второго этапа развития экологии (1945 – 1955 гг.) к биологам прибавились гигиенисты – медики, агрономы, лесоводы, инженеры и т.д. Стали отрабатываться нормативы взаимодействия человека и ОС, принципы инженерного подхода к защите среды. Этот этап завершился, когда человек осознал, какой вред может принести неконтролируемое развитие крупной промышленности ОС, природе. Начался «экологический бум», вызванный интенсификацией промышленной деятельности человека, фактом обнищания, исчезновения биоматресурсов. И если до этого ресурсы успевали восстанавливаться, то теперь эта цепочка нарушилась.

Третий этап развития экологии характеризуется деятельностью таких ученых, как Б. Коммонер, Д. Одум, С. Шварц (российский академик, один из создателей экологии человека), А. Молчанов – разработчик основ математической экологии.

В данный момент у экологии две функции – прогностическая и формирующая.

ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ функция – это удел деятелей науки; ФОРМИРУЮЩАЯ – всеобщая, опирающаяся на прогноз, грамотность человека.

 Отрасли: А. биоэкология – экологоия микроорганизмов, грибов, простейших, животных (отдельно рассматривается биоэкология птиц, рыб и т.д.), а также палеоэкология (эволюционная экология);

 Б. экология систем – тундр, пустынь, полупустынь, лесов, степей и т.п. А также радиационная и химическая экология. Сам термин «экосистема предложен в1935 г. английским ботаником А. Гексли;

В. Экология человека – историческая, археологическая, собственно человека, города (урбоэкология), промышленная, сельскохозяйственная, рекреационная (экология зон отдыха), правовая, экономическая и т.п.

В современных условиях предметом изучения любой отрасли стали математико – физические модели. Часто говорят о науке – математической экологии, так как в перспективе многим экологам видится цельная система экологического управления народным хозяйством и социальными проектами.

В последние годы во всем мире резко возросло внимание к вопросам природопользования. Признано необходимым, чтобы каждый проект, каждое вновь вводимое предприятие имели экологическое обоснование, прошли экологическую экспертизу.

Очень много сделали для популяризации знаний и развития экологии отечественные ученые: Н. Реймерс, М. Лемешев, А. Яншин, А. Яблоков и др., а также зарубежные коллеги – Б. Коммонер, Д. Одум, К. Уатт, Ф. Дре, М. Танг и др.

 В последнее время чаще говорят и пишут об охране окружающей среды (ОС), а не природы, так как это точнее. ОС – это все, что нас окружает, включая звезды, галактику и т.д. А под термином «природа» понимают живой мир и неживую материю нашей планеты. А в дальнейшем, говоря о природе станут оперировать более широким понятием – Вселенная, т.е. окружающая среда в этом случае равнозначна природе. По В. Вернадскому, это «живое вещество» (живая составляющая Земли) и неживой компонент – атмосфера, гидросфера и литосфера. К литосфере логично добавить и дальний Космос (т.е. космосферу), который все больше обживается человеком.

2Определение экологии

Экология — это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

Экология как наука сформировалась лишь в середине прош­лого столетия, после того, как были накоплены сведения о много­образии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания под­чинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изучения.

Термин «экология» ввел известный немецкий зоолог Э. Геккель, который в своих трудах «Всеобщая морфология организ­мов» и «Естественная история миротворения» впервые попытался дать определение сущности новой науки. Сло­во «экология» происходит от греческого «oikos», что означает «жи­лище», «местопребывание», «убежище».

Основные разделы

Экология подразделяется на:

общую экологию, исследующую основные принципы организации и функционирова-ния различных надорганизменных систем;

частную экологию, сфера которой ограничена изучением конкретных групп определенного таксономического ранга.

Общая экология классифицируется по уровням организации надорганизменных систем:

популяционная экология (иногда называется демэкологией, или экологией населения) изучает популяции — совокупности особей одного вида, объединяемых общей территорией и генофондом.

экология сообществ (или биоценология) исследует структуру и динамику природных сообществ (или ценозов) — совокупностей совместно обитающих популяций разных видов.

биогеоценология — раздел общей экологии, изучающий экосистемы (биогеоценозы).

Экосистема – это сообщество живых организмов и среды обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии. А биогеоценоз – это устойчивая, саморегулирующаяся, пространственно ограниченная природная система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их абиотическая среда.

Частная экология состоит из экологии растений и экологии животных. Сравнительно недавно оформилась экология бактерий и грибов. Правомерно и более дробное деление частной экологии (например, экология позвоночных, млекопитающих, зайца-беляка и т.п.).

Относительно принципов деления экологии на общую и частную нет единства во взглядах ученых. По мнению некоторых исследователей, центральный объект экологии — экосистема, а предмет частной экологии отражает подразделение экосистем (например, на наземные и водные; водные подразделяются на морские и пресноводные экосистемы; пресноводные экосистемы, в свою очередь, — на экосистемы рек, озер, водохранилищ и т.д.). Экологию водных организмов и образуемых ими систем изучает гидробиология.

Применяется и деление экологии на:

аутоэкологию, исследующую взаимоотношения отдельных видов со средой (главным образом с абиотическими факторами);

синэкологию, изучающую сообщества и биогеоценозы.

Это деление предложено швейцарским ботаником К. Шретером. Популяционная экология связывает оба эти раздела.

Многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическую направленность. Такова сельскохозяйственная экология, предмет которой — создаваемые человеком сельскохозяйственные экосистемы.

Влияние природной среды на человеческое общество, особенности урбанизированных биогеоценозов изучает возникшая в середине 20 в. экология человека. Возросшая опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды привела к возникновению радиоэкологии. Учение о биосфере разрабатывается в особенно тесном контакте с биогеохимией. Отношения организмов к абиотической и биотической среде в прошлые геологической эпохи, проблемы реконструкции древних ценозов по ископаемым остаткам составляют предмет палеоэкологии.

3Понятие «биосфера»

Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы (видимо под влиянием идей французских учёных XVIII века П.Л. Мопертюи и особенно Ж.Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины века.

Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» Он говорит о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического мира.

С работ Зюсса датируется начало биологического представления о биосфере, как о совокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Такого взгляда придерживались многие русские географы, например Н. М. Сибирцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910), А. А. Григорьев (1948), английский исследователь и философ Дж. Бернал (1969). Французские учёные Э. Леруа (1927) и П. Тейяр де Шарден (1965, 1969) также взяли за основу определение Зюсса, однако трактуют его в идеалистическом плане. Согласно Тейяру, биосфера – живой пласт планеты – одна из стадий воплощения Бога.

Представление Зюсса о биосфере как об особой оболочке земли использовал и В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, - область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания. Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущее человека» (1969) выразил своё несогласие с подобной трактовкой, явно противоречащей его идеалистической концепции эволюции.

Разработка биогеохимического представления о биосфере была тесно связана с практической деятельностью В. И. Вернадского в Комиссии Академии наук по изучению естественных производственных сил России (начало 1915 г.).

Зачатки этого представления можно обнаружить уже в высказываниях ученых XVII и XVIII вв., в книге «Космос» А. Гумбольдта и Докучаева.

В настоящее время оба понимания биосферы, по Зюссу и по Вернадскому, существуют. Н. В. Тимофеев-Ресовский предлагает говорить о биосфере в узком и широком понимании. Представляется более целесообразным употреблять это понятие, вкладывая в него смысл, приданный Вернадским, - область распространения жизни, используя для биосферы в «узком смысле» выражения: «совокупность организмов», «пленка жизни», «живой покров Земли», «биота», «биос».

Верхняя граница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15-20 км, охватывая всю тропосферу и нижнюю часть стратосферы: озон находится у полюсов в слое 8 –30 км., в тропиках 15-35 км. Снизу Биосфера ограниченна отложениями на дне океанов ( до глубины свыше 10 км.) и глубиной проникновения в недра Земли организмов и воды в жидком состоянии. Подстилающая литосфера, верхняя стратосфера, ионосфера и космическое пространство служат биосфере средой. Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, - лучистая энергия Солнца.

Таким образом, биосфера – это особая термодинамическая открытая оболочка Земли, вещество, энергетика и организация которой и обуславливаются взаимодействием её биотического и абиотического компонентов. Она, следовательно, включает совокупность организмов и их остатки, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населённые организмами и изменяемые их деятельностью.

Важнейшей функцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени воссоздание живого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной и удерживаемой энергии. Человек воспринимает эту функцию как биологическую продуктивность биосферы, её частей (океан, почвы, пресные воды) или её отдельных экосистем и биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых и т.д.).

Биосфера является глобальной экосистемой. Как уже было отмечено ранее, биосфера расчленена на геобиосферу, гидробиосферу и аэробиосферу. Геобиосфера имеет подразделения в соответствии с основными средообразующими факторами: терра - биосфера и литобиосфера—в пределах геобиосферы, маринобиосфера (океа-нобиосфера) и аква - биосфера — в составе гидро биосферы. Данные образования называют подсферами. Ведущим средообразующим фактором в их образовании является физическая фаза среды жизни: воздушно-водная в аэробиосфере, водная (пресноводная и солено-водная) в гидробиосфере, твердовоздушная в террабиосфере и твердоводная в литобиосфере.

В свою очередь, все они распадаются на слои: аэробиосфера — на тропобиосферу и альтобиосферу; гидробиосфера — на фотосферу, дисфотосферу и афотосферу.

Структурообразующие факторы здесь, помимо физической среды, энергетика (свет и тепло), особые условия формирования и эволюции жизни — эволюционные направления проникновения биоты на сушу, в ее глубины, в пространства над землей, бездны океана, несомненно, различны. Вместе с апобиосферой, парабиосферой и другими под- и надбиосферными слоями они составляют так называемый «слоеный пирог жизни» и геосферы (экосферы) ее существования в пределах границ мегабиосферы.

Согласно воззрениям основоположника современного учения о биосфере выдающегося русского ученого В.И. Вернадского, с момента возникновения жизни на нашей планете (ориентировочно 3-4 млрд. лет назад) происходил процесс длительного формирования определенного единства живой и косной материи т.е. биосферы (от греч. «биос» – жизнь, «сфера» – шар). Биосфера представляет собой совокупность всего живого (биота): животные, растения, насекомые и др., включая человека. В биосферу кроме живых существ, входят продукты их распада и жизнедеятельности, участвующая в этих процессах вода, радиоактивные вещества.

Биосфера – это оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых.

Живое вещество представляет собой наиболее активную часть экосферы. Оно разнообразно и широко распространено, постоянно возобновляется, обладает высокой биохимической активностью и приспособляемостью к жизненным условиям, выработанной за многие тысячелетия эволюции. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, литосферу. В.И.Вернадский подошел к биосфере как к планетной среде, в которой распространено живое вещество. В отличие от ряда ученых, которые рассматривали биосферу только, как совокупность живых организмов и продуктов их жизнедеятельности В.И. Вернадский считал, что живое вещество не может быть оторвано от биосферы, функцией которой оно является. Кроме того, биосфера есть область превращения космической энергии, ибо космические излучения, идущие от небесных тел, охватывают биосферу, проникают сквозь всю нее и все в ней. Таким образом, согласно В.И. Вернадскому биосфера есть «планетное явление космического характера». Иначе говоря, биосфера – это биологическая земная оболочка, не только охваченная жизнью, но и структурно ею организованная.

Взаимодействие человека с природой - одна из наиболее сложных и трудно разрешимых проблем современности. Сегодня стало очевидным, что задачи сохранения окружающей среды и экономического развития взаимосвязаны: разрушая и истощая природную среду невозможно обеспечить устойчивое экономическое развитие.

Формирование комплексной и гармоничной системы природопользования - важная проблема, стоящая перед человеком. Ее разрешение требует знания основ экологии, экономики и организации природопользования всеми специалистами экономического профиля.

Человек в конкурентной борьбе за выживание в природной окружающей среде начал строить свои искусственные антропогенные экосистемы. Примерно десять тысяч лет назад он перестал быть, рядовым" консументом, собирающим дары природы, и начал эти "дары" получать сам, посредством своей трудовой деятельности, создав сельское хозяйство - растениеводство и животноводство.

Отличие искусственных и природных экосистем

Экологическая система - это рассматриваемая как целое совокупность живых существ, со всеми своими взаимными связями, находящихся в общей для них среде обитания.

Опираясь на энергетические особенности существующих систем, можно их классифицировать, приняв энергию за основу, выделяют четыре фундаментальных типа экосистем:

1. Природные: движимые Солнцем, несубсидируемые;

2. Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками;

3. Движимые Солнцем и субсидируемые человеком;

4. Индустриально-городские, движимые топливом (ископаемым, другим органическим и ядерным).

Эта классификация принципиально отличается от биомной, основанной на структуре экосистем, так как она основана на свойствах среды. Тем не менее, она хорошо дополняет ее. Первые два типа - это природные экосистемы, а третий и четвертый следует отнести к антропогенным (искусственным).

К первому типу экосистем относятся океаны, высокогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля.

Ко второму типу экосистем относятся эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра.

Экосистемы первого типа занимают громадные площади - одни океаны - это 70% территории земного шара. Ими движет энергия только самого Солнца, и они являются основой, стабилизирующей и поддерживающей жизнеобеспечивающие условия на планете.

Экосистемы второго типа обладают высокой естественной плодородностью. Эти системы "производят" столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но часть этой продукции может выноситься в другие системы или накапливаться.

Таким образом, природные экосистемы "работают" на поддержание своей жизнедеятельности и собственного развития без всяких забот и затрат со стороны человека, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых для жизни самого человека. Но главное, именно здесь очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним можно отнести третий тип - это агроэкосистемы, аквакультуры, производящие продукты питания и волокнистые материалы, но уже не только за счет энергии Солнца, а и дотации ее в форме горючего, поставляемого человеком.

Эти системы походят на природные, поскольку саморазвитие культурных растений в период вегетации - это процесс природный и вызван к жизни природной солнечной энергией. Но подготовка почв, сев, уборка урожая и др. - это уже энергетические затраты человека. Более того, человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается, прежде всего, в ее упрощении, т.е. снижении видового разнообразия вплоть до сильно упрощенной монокультурной системы (таблица 1).

Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию.	Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива.
Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода.	Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива.
Формирует плодородную почву.	Истощает или представляет угрозу для плодородных почв.
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду.	Расходует много воды, загрязняет ее.
Создает местообитания различных видов дикой природы.	Разрушает местообитания многих видов дикой природы.
Бесплатно фильтрует и обеззараживает загрязнители и отходы.	Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения.
Обладает способностью самосохранения и самовосстановления.	Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления.

Современное сельское хозяйство позволяет постоянно из года в год удерживать экосистемы на ранних стадиях сукцессий, добиваясь максимальной первичной продуктивности одной или нескольких растений. Крестьянам удается добиваться высоких урожаев, но дорогой ценой, а цена эта обуславливается затратами на борьбу с сорняками, на минеральные удобрения, на образование почв и т.д.

Устойчивое появление новых видов, например, травянистых растений, есть результат естественного сукцессионного процесса.

Животноводство - это также путь к упрощению экосистемы; охраняя полезных ему сельскохозяйственных животных, человек уничтожает диких животных: травоядных, как конкурентов в пищевых ресурсах, хищников - как уничтожающих домашний скот.

Вылов ценных видов рыб упрощает экосистемы водоемов. Загрязнение воздушной и водной сред также ведет к гибели деревьев и рыб и "обирает" природные экосистемы.

По мере роста народонаселения, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые экосистемы в простые молодые продуктивные. На поддержание этих систем в "молодом" возрасте увеличивается использование топливо-энергетичеких ресурсов. Кроме того, произойдет утрата видового (генетического) разнообразия и природных ландшафтов (таблица 1).

Молодая, продуктивная экосистема очень уязвима из-за монотипного видового состава, так как в результате какой-то экологической катастрофы (засухи), ее уже не восстановить вследствие разрушения генотипа. Но для жизни человечества они необходимы, поэтому наша задача - сохранить баланс между упрощенными антропогенными и соседствующими с ним более сложными, с богатейшим генофондом, природными экосистемами, от которых они зависят.

Энергетические затраты в сельском хозяйстве велики - природные плюс субсидируемые человеком и, тем не менее, самое продуктивное сельское хозяйство находится примерно на уровне продуктивных природных экосистем.

Продуктивность и тех и других основана на фотосинтезе действительное различие между системами лишь в распределении энергии: в антропогенной она поглощается лишь несколькими (одним-двумя) видами, а в природной - многими видами и веществами.

В экосистемах четвертого типа, к которым относятся индустриально-городские системы - энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах - здесь ее расход на два-три порядка выше.

4

Масштабы антропогенного воздействия на биосферу

Загрязнение окружающей среды - это внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Разнообразные виды вмешательства человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям загрязнений (рис. 1.7): ингредиентное загрязнение (внесение химических веществ, которые количественно или качественно чужды естественным биогеоценозам); параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды; биоценотическое загрязнение (воздействие на состав и структуру популяций живых организмов, населяющих биогеоценоз); стациалъно-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции), — изменение ландшафтов и экологических систем с целью приспособления природы в интересах человека. С позиций кибернетики загрязнение — это комплекс помех в экосистемах, которые воздействуют на потоки энергии и информации в пищевых (энергетических) цепях. Важно подчеркнуть, что, в отличие от естественных, антропогенные помехи часто ведут не к отбору наиболее приспособленных особей, а к массовой элиминации (вымиранию) организмов. Это связано со специфическими особенностями действий антропогенных факторов. Важнейшие из них следующие: 1) нерегулярность действия, а, значит, и непредсказуемость для организмов, а также высокая интенсивность изменений, которая часто несоизмерима с адаптационными возможностями

Воздействие – непосредственное влияние хозяйственной деятельности

человека на окружающую природную среду. Все виды воздействия можно

объединить в 4 тип: преднамеренное, непреднамеренное, прямое и косвенное

(опосредованное).

Преднамеренное воздействие происходит в процессе материального

производства с целью удовлетворения определенных потребностей общества. К

ним относятся: добыча полезных ископаемых, строительство гидротехнических

сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, ГЭС), вырубка лесов для

расширения земледельческих площадей и для получения древесины и др.

Непреднамеренное воздействие возникает побочно с первым типом

воздействия, в частности, добыча полезных ископаемых открытым способом

приводит к понижению уровня грунтовых вод, к загрязнению воздушного

бассейна, к образованию техногенных форм рельефа (карьеры, терриконы,

хвостохранилища). Строительство ГЭС сопряжено с образованием искусственных

водохранилищ, которые воздействуют на среду: вызывают повышение уровня

грунтовых вод, меняют гидрологический режим рек и т.д. При получении

энергии из традиционных источников (уголь, нефть, газ) происходит

загрязнение атмосферы, поверхностных водотоков, подземных вод и пр.

Как преднамеренные, так и непреднамеренные воздействия могут быть

прямыми и косвенными.

Прямые воздействия имеют место в случае непосредственного влияния

хозяйственной деятельности человека на среду, в частности ирригация

(орошение) непосредственно воздействует на почву и изменяет все процессы,

связанные с ней.

Косвенные воздействия происходят опосредованно – через цепочки

взаимосвязанных влияний. Так, преднамеренные косвенные воздействия – это

применение удобрений и непосредственно влияние на урожайность культур, а

непреднамеренные – влияние аэрозолей на количество солнечной радиации (в

особенности в городах) и т.д.

Воздействие горного производства на среду – многообразно проявляется

в прямом и косвенном воздействии на природные ландшафты. Наибольшие

нарушения земной поверхности происходят при открытом способе разработки

полезных ископаемых, на долю которого в нашей стране приходится более 75%

объема горного производства.

В настоящее время общая площадь земель, нарушенных при добыче

полезных ископаемых (уголь, железные и марганцевые руды, нерудное сырье,

торф и др.), а также занятых отходами горного производства, превысила 2 млн

га, из которых 65% приходится на европейскую часть страны. Только в

Кузбассе угольными карьерами сейчас занято более 30 тыс. га земель, в

районе Курской магнитной аномалии (КМА) – не более 25 тыс. га плодородных

земель.

Подсчитано, что при добыче 1 млн т железной руды нарушается до 640

га земли, марганцевой – до 600 га, угля – до100 га. Горное производство

способствует уничтожению растительного покрова, возникновение техногенных

форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища и пр.), деформации участков

земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых).

Косвенные воздействия проявляются в изменении режима грунтовых вод,

в загрязнении воздушного бассейна, поверхностных водотоков и подземных вод,

а также способствуют подтоплению и заболачиванию, что в конечном итоге

приводит к повышению уровня заболеваемости местного населения. Среди

загрязнителей воздушной среды выделяется прежде всего запыленность и

загазованность. Подсчитано, что из подземных горных выработок шахт и

рудников ежегодно поступает около 200 тыс. т пыли; добыча угля в количестве

2 млрд т в год примерно из 4000 шахт в различных странах мира

сопровождается выделением в атмосферу 27 млрд м3 метана и 17 млрд м3

углекислого газа. В нашей стране при разработке угольных месторождений

подземным способом также фиксируется значительные количества метана и СО2,

поступающие в воздушный бассейн: ежегодно в Донбассе (364 шахты) и в

Кузбассе (78 шахт) выбрасывается соответственно метана 3870 и 680 млн м3 и

углекислого газа – 1200 и 970 млн м3.

Горное производство негативно воздействует на поверхностные водотоки

и подземные воды, которые сильно загрязняются механическими примесями и

минеральными солями. Ежегодно из угольных шахт на поверхность откачивается

около 2,5 млрд м3 загрязненных шахтных вод. При открытых горных работах в

первую очередь истощаются запасы высококачественных пресных вод. На

карьерах Курской магнитной аномалии инфильтрация из хвостохранилищ

препятствует снижению уровня верхнего водоноса горизонта на 50 м, что

приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию прилегающей

территории.

Отрицательно влияет горное производство и на недра Земли, так как в

них захороняют отходы промышленного производства, радиоактивные отходы (в

США – 246 полигонов подземного захоронения) и др. В Швеции, Норвегии,

Англии, Финляндии в горных выработках устраивают хранилища нефти и газа,

питьевой воды, подземные холодильники и др.

Воздействие на гидросферу – человек начал оказывать существенное

влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования

вод континентов уже достигли глобальных масштабов, нарушая естественный

режим даже крупнейших озер и рек земного шара. Этому способствовали:

строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных

каналов и систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель,

обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод

промышленными, коммунальными стоками. В настоящее время в мире имеется и

строится около 30 тыс. водохранилищ, объем вод которых превысил 6000 км3.

Но 95% этого объема приходится на крупные водохранилища. В мире имеется

2442 крупных водохранилищ, при этом их наибольшее количество приходится на

Северную Америку – 887 и Азию – 647. На территории бывшего СССР было

построено 237 крупных водохранилищ.

В целом пока площади водохранилищ в мире составляют всего 0,3%

земельных угодий, но при этом увеличивают речной сток на 27%. Однако,

крупные водохранилища оказывают отрицательное воздействие на окружающую

среду: изменяют режим грунтовых вод, их акватории занимают большие участки

плодородных земель, приводят к вторичному засолению почв.

В России крупные водохранилища (90% из 237 в б. СССР), имеющие

площадь зеркала 15 млн га, занимают около 1% ее территории, но из этой

величины 60 –70% составляют затопленные земли. Гидротехнические сооружения

приводят к деградации речных экосистем. В последние годы в нашей стране

составлены схемы улучшения природно-технического состояния и

благоустройства некоторых крупных водохранилищ и каналов. Это позволит

уменьшить степень их неблагоприятного воздействия на окружающую природную

среду.

Воздействие на животный мир – животные вместе с растениями играют

исключительную роль в миграции химических элементов, которая лежит в основе

существующих в природе взаимосвязей; они также важны для существования

человека как источник пищи и различных ресурсов. Однако хозяйственная

деятельность человека сильно повлияла на животный мир планеты. По данным

Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида

птиц и 63 вида млекопитающих. Исчезли такие животные, как тарпан, тур,

сумчатый волк, европейский ибис и др. Особенно пострадала фауна океанских

островов. В результате антропогенного воздействия на материках возросло

количество исчезающих и редких видов животных (бизон, викунья, кондор и

др.). В Азии угрожающе сократилась численность таких животных, как носорог,

тигр, гепард, др.

В России к началу нынешнего века отдельные виды животных (зубр,

речной бобр, соболь, выхухоль, кулан) стали редкими, поэтому для их охраны

и воспроизводства были организованы заповедники. Это позволило восстановить

популяцию зубра, увеличить численность амурского тигра, белого медведя.

Однако в последние годы на животном мире отрицательно сказывается

чрезмерное применение минеральных удобрений и пестицидов в сельском

хозяйстве, загрязнение Мирового океана и др. антропогенные факторы. Так, в

Швеции применение пестицидов привело к гибели прежде всего птиц-хищников

(сапсан, пустельга, орлан-белохвост, филин, ушастая сова), погибают

жаворонки, грачи, фазаны, куропатки и др. Аналогичная картина отмечается во

многих западно-европейских странах. Поэтому при возрастающей антропогенной

нагрузке многие виды животных нуждаются в дальнейшей охране и

воспроизводстве.

Воздействие на земную кору – человек стал вмешиваться в жизнь

земной коры, являясь мощным рельефообразующим фактором. На земной

поверхности возникли техногенные формы рельефа: валы, выемки, бугры,

карьеры, котлованы, насыпи, терриконы и др. Отмечены случаи прогибания

земной коры под крупными городами и водохранилищами, последние в горных

районах привели к увеличению естественной сейсмичности. Примеры таких

искусственных землетрясений, которые были обусловлены заполнением водой

котловин крупных водохранилищ, имеются в Калифорнии, США, на полуострове

Индостан. Такой тип землетрясений хорошо изучен в Таджикистане на примере

Нукерского водохранилища. Иногда землетрясения могут вызываться

откачиванием или закачиванием отработанных вод с вредными примесями глубоко

под землю, а также интенсивной добычей нефти и газа на крупных

месторождениях (США, Калифорния, Мексика).

Наибольшее воздействие на земную поверхность и недра оказывает

горное производство, особенно при открытом способе добычи полезных

ископаемых. Как уже отмечалось выше, при этом способе изымаются

значительные площади земельных угодий, происходит загрязнение окружающей

среды различными токсикантами (особенно тяжелыми металлами). Локальные

прогибания земной коры в районах добычи угля известны в Силезском районе

Польши, в Великобритании, в США, Японии и др. Человек геохимически изменяет

состав земной коры, добывая в огромном количестве свинец, хром, марганец,

медь, кадмий, молибден и др.

Антропогенные изменения земной поверхности также связаны со

строительством крупных гидротехнических сооружений. К 1988 г. во всем мире

построено более 360 плотин (высотой 150 – 300 м), из них в нашей стране 37.

Суммарное воздействие веса плотин, а также процессы выщелачивания приводят

к значительной осадке их оснований с образованием трещин (в основании

плотины Саяно-Шушенской ГЭС отмечены трещины длиной до 20 м). Большая часть

Пермской области ежегодно оседает на 7 мм, так как чаша Камского

водохранилища с огромной силой давит на земную кору. Максимальные величины

и скорости просадки земной поверхности, вызываемые заполнением

водохранилищ, значительно меньше, чем при добыче нефти и газа, больших

откачках подземных вод.

Для сравнения укажем, что Японские города Токио и Осака из-за

откачки подземных вод и уплотнения рыхлых пород за последние годы

опустились на 4 м (при ежегодной скорости осадки до 50 см). Таким образом,

только детальные исследования взаимосвязей природных и антропогенных

рельефообразующих процессов помогут устранить нежелательные последствия

воздействия хозяйственной деятельности человека на земную поверхность.

Воздействие на климат – в некоторых регионах земного шара в

последние годы эти воздействия стали критическими и опасными для биосферы и

для существования самого человека. Ежегодно в результате хозяйственной

деятельности человека во всем мире поступление загрязняющих веществ в

атмосферу составило: диоксида серы – 190 млн т, оксидов азота – 65 млн т,

оксидов углерода – 25,5 млн т и т.д. Ежегодно при сжигании топлива кроме

того выбрасывается более 700 млн тонн пылеватых и газообразных соединений.

Все это приводит к увеличению концентрации в атмосферном воздухе

антропогенных загрязнителей: моноксида и диоксида углерода, метана, оксидов

азота, диоксида серы, озона, фреонов и др. Они оказывают существенное

воздействие на глобальный климат, вызывая негативные последствия:

"парниковый эффект", истощение "озонного слоя", кислотные дожди,

фотохимический смог и др.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к

глобальному потеплению климата: средняя температура воздуха повысилась на

0,5-0,60 С (по сравнению с доиндустриальным периодом), а к началу 2000 г.

это повышение составит 1,20 С и к 2025 г. может достигнуть 2,2–2,50 С. Для

биосферы Земли такое изменение климата может иметь как отрицательные, так и

положительные экологические последствия.

К первым можно отнести: повышение уровня Мирового океана

(современная скорость подъема вод составляет примерно 25 см за 100 лет) и

его отрицательные последствия; нарушения стабильности "вечной мерзлоты"

(увеличение протаивания грунтов, активизация термокарства) и др.

К положительным факторам следует отнести: увеличение интенсивности

фотосинтез, что может оказывать благоприятное влияние на урожайность многих

сельскохозяйственных культур, а в некоторых регионах – на ведение лесного

хозяйства. Кроме того, такие изменения климата могут оказать воздействие на

речной сток крупных рек, а значит и на водное хозяйство в регионах.

Палеогеографический подход (с учетом климатов прошлого) к данной проблеме

поможет дать прогноз изменений не только климатов, но и других компонентов

биосферы в будущем.

Воздействие на морские экосистемы – оно проявляется в ежегодном

поступлении на акватории водоемов огромного количества загрязняющих веществ

(нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества,

сульфаты, хлориды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Все это вызывает в

конечном итоге деградацию морских экосистем: эвтрофирование, снижение

видового разнообразия, замена целых классов донной фауны на устойчивые к

загрязнению, мутагенность донных осадков и пр. Результаты экологического

монитора морей России позволили ранжировать последние по степени деградации

экосистем (в порядке убывания масштабов изменений): Азовское – Черное –

Каспийское – Балтийское – Японское – Баренцево – Охотское – Белое –

Лаптевых – Карское – Восточно-Сибирское – Берингово – Чукотское моря.

Очевидно, что наиболее ярко негативные последствия антропогенного

воздействия на морские экосистемы проявляются в южных морях России.

Для решения экологических проблем морей в рамках специальной

Программы комплексного экологического мониторинга океана уже проводятся

широкие исследования с целью прогноза состояния природной среды в бассейнах

южных морей.

Заключение

В заключение из изложенного материала можно сделать вывод, что

однонаправленная деятельность человека может повлечь за собой колоссальные

разрушения в природной экосистеме, что повлечет в дальнейшем большие

затраты на восстановление.

Своей работой я хотел призвать беречь и охранять по возможности

былую красоту окружающей природы.

5

Источники загрязнения атмосферы

Два источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.

От естественных источников в атмосферу поступает: пыль космическая (до 5 миллионов тонн в год), пыль вулканическая, пыль растительная, пыль от эрозий почвы, морская соль, дымы от пожаров, вулканические газы, газы от разложения растений и животных, газы от жизнедеятельности растений и животных... Особую роль играет атмосферная пыль. Она способствует конденсации паров воды и образованию осадковОсновными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются: теплоэнергетика, транспорт, промышленность, нефтепереработка и газопереработка, испытания оружия. Самые распространённые загрязнители атмосферы: оксиды углерода, диоксид серы, пыль, оксиды азота, углеводороды. В воздухе атмосферы присутствуют более 500 вредных веществ антропогенного происхождения.

Последствия загрязнения атмосферы.

Запылённость.

Запылённость атмосферы оказывает влияние на отражающую способность Земли Частицы пыли сокращают доступ ультрафиолетовой радиации и образуют ядра конденсации паров воды. Всё это увеличивает отражающую способность атмосферы и приводит к похолоданию климата. Пыль, попавшая на поверхность ледников, поглощает энергию и способствует их таянию.

Загрязнение оксидами углерода.

Это приводит к повышению температуры преземного слоя атмосферы. влияет на организмы животных (разрушает гемоглобин, расстраивает нервную и сердечно-сосудистую системы).

Загрязнение оксидом серы.

Накопление кислот и сульфатов в атмосфере приводит к выпадению кислотных осадков. В настоящее время, плотность дождевой воды над промышленными районами превышает норму в 10-1000 В подкисленных водных экосистемах все организмы быстро вымирают или из-за прямого воздействия ионов водорода или из-за невозможности разложения или из-за отравления вредными веществами, образующимися из-за действия кислот на почву.

Оксиды азота.

образованием атомарного кислорода и азота. Атомарный кислород и озон вступают в соединение с углеводородами с образованием свободных радикалов – молекул, с незаполненными связями, вследствие чего обладающие высокой химической активностью. Свободные радикалы взаимодействуют друг с другом и с веществами, находящимися в атмосфере, образуя вторичные загрязнения – фотохимический смог.

Физико-химические методы очистки атмосферы

Наибольшее распространение при очистке газов получили адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

Абсорбция - поглощение газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами.

Адсорбция - избирательное извлечение компонентов посредством твердых материалов, называемых адсорбентами и имеющих большую удельную поверхность.

Каталитическая очистка основана на каталитических реакциях, в результате которых примеси превращаются в безвредные, менее вредные или легко удаляемые соединения.

Санитарная очистка промышленных выбросов включает в себя очистку от оксидов углерода, оксидов азота, оксидов серы и пыли.

Источники загрязнения гидросферы.

Ежегодно в мире образуются около 1 триллиона м³ сточных вод. Из них примерно 20% сбрасываются без очистки.

При технологических процессах образуются следующие виды сточных вод:

Реакционные воды - образуются в процессе реакции с выделением воды. Загрязнены как исходными продуктами, так промежуточными и конечными.

Воды, содержащиеся в сырье и исходных материалах в исходном и связанном виде. Загрязнены аналогично реакционным водам.

Промывочные воды – образуются после мытья оборудования, сырья, тары. Загрязнены исходными и конечными продуктами.

Водные абсорбенты и экстрагенты.

Охлаждающие воды в основном не соприкасаются с технологичными продуктами и могут использоваться в системах оборотного водоснабжения.

Бытовые воды.

Атмосферные осадки, стекающие с промышленных площадок – особенно агрессивны, т.к. загрязнены выбросами предприятий.

Химические – кислоты,щёлочи, соли, пестициты, фенолы

Биологическое – вирусы, бактерии,водоросли

Физическое – радиоактивные элементы, органические, Глина,песок

Бактериальное – патогенные бактерии, вирусов, радиоактивное загрязнение,

Тепловое – связано с повышением температуры вод, 

Последствия загрязнения гидросферы

- нарушение устойчивости экосистемы

- прогрессирующий эвтрофикации

- появление красных приливов

- накопление химических токсикантов в биоте

- снижение биологической продуктивности

-возникновение мутагенеза и канцерогенеза в морской среде

- микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря

Очистка гидросферы

Механическая очисткаЭтот метод очистки используется для удаления из сточных вод нерастворимых примесей.

Методы физико-химической очистки сточных вод основаны на изменении физического состояния загрязнителей и в большинстве случаев требуют применения реагентов

Химическая или реагентная очисткаОдним из видов обработки сточных вод является реагентная очистка, которая представляет собой сочетание различных типов химических реакций, приводящих к удалению из сточных вод токсичных компонентов.

Методы биохимической очистки применяются для удаления из сточных вод органических веществ.

Удаление остаточных органических веществПосле биохимической очистки могут остаться органические, вещества плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ их удаления - адсорбция активированным углем, который впоследствии регенерируют.

Обеззараживание водыХорошо известно, что через воду могут распространяться такие страшные заболевания, как холера, брюшной тиф, инфекционный гепатит, дифтерия и др. Поэтому последней стадией подготовки воды для питьевых и других нужд является ее обеззараживание, т.е. уничтожение болезнетворных микроорганизмов.

Загрязнения литосферы.

Существуют следующие источники загрязнения почвы:

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязнений – бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор и т.д.

Промышленные предприятия сбрасывают твёрдые и жидкие отходы в т.ч. чрезвычайно токсичные (цианиды, тяжёлые металлы).

Теплоэнергетика. В числе отходов – сахар, несгоревшие частицы, шлак, оксиды серы.

Сельское хозяйство. В числе отходов – ядохимикаты, удобрения.

Транспорт. В числе отходов – соединение свинца, углеводороды.

Самоочищения почвы практически не происходит. Поэтому ядовитые вещества накапливаются в ней, поглощаются растениями и далее передаются по трофическим цепям.

Последствия загрязнения литосферы

изменение рельефа местности

Активизация опасных геологических процессов (карст, оползни) ,оседание и сдвижение горных пород.

Изменение физических полей, особенно в районах вечной мерзлоты

Химическое загрязнение почв, механическое нарушение почв

Отчистка  биосферы

- Зашита почв от водной и ветровой эрозии

- организация севооброботов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия

- мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием и засолением почв)

- рекультивация нарушенного почвенного покрова

защита почв от загрязнения а полезной флоры и фауны от уничтожения

- предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Классификация загрязнений окружающей среды. биосферы

типы загрязнений:

Сточные воды.

Минералы, неорганические кислоты и соли.

Органические кислоты и соли.

Твёрдый сток.

Вещества, имеющие питательную ценность для растений.

Радиоактивные вещества

Носители инфекции

Существует и иная классификация, которая первоначально делит загрязнения на естественные и антропогенные.

К антропогенным относятся:

Механические (загрязнение среды компонентами, оказывающие лишь механическое воздействие без физико-химических последствий).

Химические (изменение естественных химических свойств среды).

Физическое (шумовое, световое, тепловое, электромагнитное, радиоактивное).

Биологическое (загрязнение путём внесения в среду биологического организма).

Ущерб Экологические проблемы биосферы.

Ущерб биосферы -  парниковый эффект, истощение озонового слоя, массовое сведение лесов, которое нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере, отходы производства, сельского хозяйства, производство энергии (ГЭС наносят урон природе и людям - затопление огромных территорий под водохранилища, непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек, застой вод, замедление проточности, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки; местное повышение воды влияет на грунт водохранилища, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням; существует опасность от плотин в районах с высокой сейсмичностью). Все это ведет к глобальному экологическому кризису и требует незамедлительного перехода к рациональному природопользованию.

Очистка  биосферы

- разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод

- разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы

- создание и выпуск новых видов продукции с учётом требований повторного её использование

- создание принципиально новые производственных процессов позволяющих исключить или сократить технологические стадии на которых произходит образование отходов 

6

Реферат: Экологические аспекты взаимодействия природы и общества

СОДЕРЖАНИЕ 1. РОЛЬ ПРИРОДЫ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА 2. АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДЫ 3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НТР 4. ГЛОБАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ – ПРОГНОЗЫ РАЗВИТИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА 5. ОШИБОЧНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ. ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ Б. КОММОНЕРА 6. КОНЦЕПЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ИМПЕРАТИВА 1. РОЛЬ ПРИРОДЫ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА   Человек - продукт природы и существует во взаимосвязях со всеми природными объектами, однако для того, чтоб лучше разобраться в вопросе: каково же значение всей окружающей человека природы в его жизни мы прибегнем к тому, что разъединим их. Сразу же после этого нам станет ясно, что человек сам по себе без остальной природы существовать не сможет, т. к. природа - это прежде всего среда жизни человека. Это первая и важнейшая роль природы. Из этой роли вытекает санитарно-гигиеническая и оздоровительная. В природе устроено так, что в случае потери здоровья человек может его восстановить, пользуясь благами природы (растениями, минеральными источниками, воздухом и пр.). Природа, кроме того, имеет всё необходимое для поддержания санитарно - гигиенических условий на должном уровне (вода для мытья жилища и умывания, фитонциды и антибиотики растений - для борьбы с возбудителями заболеваний и т. д.). Природа имеет также хозяйственное значение. Именно из природы человек черпает все необходимые ресурсы для развития своей хозяйственной деятельности; для наращивания материальных благ. Любые потребляемые человеком продукты в конечном счёте создаются путём использования природных ресурсов. В современных условиях в хозяйственный оборот вовлечена масса различных природных веществ, причём запасы некоторых из них малы, а используются они очень интенсивно (медь, ртуть). В этом и заключается производственное и экономическое значения природы для человека. Научное значение природы вытекает из того, что она - источник всех знаний. Наблюдая и изучая природу, человек открывает объективные законы, руководствуясь которыми использует в своих целях естественные силы и процессы. Воспитательное значение природы заключается в том, что общение с ней благотворно влияет на человека в любом возрасте, разносторонне развивает мировоззрение у детей. Особенно важно для воспитания гуманности общение с животными; отношение к ним формирует и отношение к людям. Эстетическое значение природы огромно. Природа всегда была вдохновителем искусства, занимая, например, центральное место в творчестве художников - пейзажистов и анималистов. Красота природы привлекает людей и благотворно влияет на их настроение. И, подводя итог всему сказанному выше, следует отметить, что природа постоянно выступает как фактор развития и совершенствования человека. 2. АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДЫ. ФОРМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИРОДУ В результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой в природе постоянно отмечаются какие-то изменения. Эти изменения носят название антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека. Воздействие человека на природу необходимое условие его существования. В результате этого воздействия возможно непрерывное обеспечение людей жизненными благами и воспроизводство человеческого общества. Воздействие человека сказывается, по существу, на всех ресурсах и компонентах биосферы. В последние годы воздействие человека на окружающую среду становится соизмеримым с воздействием геологических сил и неизбежно влечёт за собой изменения в экологических системах, ландшафтах, природных комплексах. Причинами тому являются прежде всего: рост народонаселения; рост масштабов производства; рост интенсивности воздействия каждого нового поколения. Можно выделить четыре главных направления воздействия человека на биосферу: 1. Изменения структуры земной поверхности: распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоёмов и другие изменения поверхностных вод и т.д. 2. Изменения состава биосферы, круговорота и баланса входящих в неё веществ - добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменения влагооборота. 3. Изменение энергетического и, в частности, теплового баланса отдельных регионов и планеты в целом. 4. Изменения, вносимые в биоту - совокупность живых организмов; истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов (акклиматизация) в новые места. Все эти изменения, происходящие в природе под влияние деятельности человека, осуществляются чаще всего по причине действия следующих антропогенных факторов: НТР, демографический “взрыв”, накапливающийся характер некоторых процессов. Человек сокращает территории, занимаемые естественными экосистемами. 9-12 % поверхности суши распахано, 22-25 % составляют полностью или частично окультуренные пастбища. 458 экваторов - такова протяженность дорог на планете; 24 км на каждые 100 кв. км - такова густота дорог. Современное человечество расходует потенциальную энергию биосферы почти в 10 раз быстрее, чем происходит её накопление деятельностью организмов, связывающих энергию на Земле. Все антропогенные изменения в природе можно разделить на две категории: преднамеренные и попутные. Примером преднамеренных преобразований можно назвать освоение земель под с/х культуры или многолетние насаждения, сооружение водохранилищ, строительство городов, промышленных предприятий и населённых пунктов, осушение болот, изменение направления течения рек и пр. Попутные изменения - это изменения газового состава атмосферы, загрязнения окружающей среды, развитие эрозионных процессов, обеднение видового состава животного мира, образование фотохимических туманов (смога), ускорение коррозии металлов и др. Что же касается форм воздействия людей на природу, то существуют разные классификации воздействий. Мы здесь выделим только некоторые группы: 1. Прямое и косвенное воздействие. Прямое заключается, прежде всего, в использовании человеком природы для удовлетворения свих потребностей, преимущественно в пище, воде, одежде, сырье. Сюда относится охота, рыбная ловля, сбор плодов и пр. Чтобы предоставить себе косвенное воздействие достаточно вспомнить последствия осушения болот в Прибалтике; создание каскада водохранилищ на реках Волга, Днепр и других; освоение целинных земель в Казахстане; последствия ядерных испытаний и пр. Преднамеренное и непреднамеренное. Индивидуальное и производственное. Вследствие нерационального природопользования в настоящее время отмечается снижение продуктивности природных экосистем, истощение минерально-сырьевых ресурсов, прогрессирующее загрязнение среды. Однако не следует думать, что подобная ситуация существовала на протяжении всей истории развития человечества и природы Земли в целом. В историческом плане можно выделить несколько периодов взаимоотношений человеческого общества с природой. Они чётко отличаются характером этих отношений и объёмом нанесённого окружающей среде вреда. Первый, древний, период включает палеолит, мезолит и неолит. В палеолите жили сборщики и первые охотники. В мезолите к ним добавляются рыбаки. В это же время появляются более совершенные орудия труда и приспособления для охоты из костей, камня, рога, дерева (лодки, крючки, топоры, сети, глиняная посуда). Для неолита характерно появления земледелия, скотоводства, бурения, шлифования первых домов, святилищ. Первый период характеризуется накоплением знаний о природе, приспособлением человека к природе и значительным влиянием человека на природу. Основным источником энергии в этот период была мышечная энергия человека. Уничтожение большого количества крупных животных - основного источника питания древнего человека - привело к возникновению первого глобального экологического кризиса во всех регионах расселения людей. Второй период - рабовладельческий строй и феодализм. В этот период интенсивно развивается земледелие, скотоводство, возникают ремёсла, расширяется строительство поселений, городов, крепостей. Своей деятельностью человек начинает наносить ощутимые удары по природе. Особенно это стало хорошо заметно после возникновения и развития химии и получения первых кислот, пороха, красок, медного купороса. Численность населения в ХV - XVII вв. уже превышала 500 млн. Этот период можно назвать периодом активного использования человеком природных ресурсов, взаимодействия с природой. Следует отметить, что в первые два периода одним из важнейших факторов воздействия человека на природу был огонь - использование искусственных пожаров для охоты на диких животных, расширения пастбищ и пр. Выжигание растительности на значительных территориях привело к возникновению первых локальных и региональных кризисов - значительные территории Ближнего Востока, Северной и Центральной Африки превратились в каменистые и песчаные пустыни. Третий период (XVIII в. - первая половина XX в.) - время бурного развития физики, техники, изобретён паровой двигатель, электрический мотор, получена атомная энергия, стремительно растёт численность населения (около 3,5 млрд.). Это период развития локальных и региональных кризисов, противостояния природы и человеческого общества, страшных по своим экологическим последствиям мировых войн, хищнической эксплуатации всех природных ресурсов. Основными принципами развития общества в этот период были борьба с природой, её подчинение, господство над ней и уверенность в том, что природные ресурсы неисчерпаемы. Четвёртый период (последние 40 - 50 лет) характеризуется развитием второго глобального экологического кризиса, возникновением и усилением парникового эффекта, появлением озоновых дыр и кислотных дождей, супериндустриализацией, супермилитаризацией, суперхимизацией, супериспользыванием и суперзагрязнением всех геосфер. Численность людей в 1995 г. достигла более 5,6 млрд. человек. Особенностями этого периода является также возникновение и расширение общественного природоохранного движения во всех странах, активное международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Так как экологический кризис экосферы планеты в этот период развивался неодинаково, то в зависимости от размеров антропогенного воздействия этот период можно разбить на три этапа. Первый этап (1945 - 1970 гг.) характеризуется наращиванием гонки вооружений всеми развитыми странами мира, хищническим уничтожением природных ресурсов во всём мире, развитием кризисных экологических ситуаций в Северной Америке, Европе, отдельных регионах бывшего СССР. Второй этап (1970 - 1980 гг.) отмечен бурным развитием экологического кризиса в мире (Япония, бывший СССР, Южная Америка, Азия, Африка), интенсивный рост степени загрязнения вод Мирового океана и космического пространства. Это период очень мощной химизации, максимального мирового производства пластмасс, развития глобального милитаризма, реальной угрозы глобальной катастрофы (вследствие ядерной войны) и возникновения мощного международного государственного (правительственного) и общественного движения за спасение жизни на планете. Третий этап (с 1980 г. по настоящее время) характеризуется сменой отношения человека на планете к природе, всесторонним развитием экологического образования во всех странах, широким общественным движением за охрану окружающей среды, появлением и развитием альтернативных источников энергии, развитием дехимизации и ресурсосберегающих технологий, принятием новых национальных и международных законодательных актов, направленных на охрану природы. На этом этапе также началась демилитаризация во многих развитых странах. Большую роль в разрешении проблем, связанных с устранением или смягчением негативных последствий антропогенного воздействия, призвано сыграть учение о взаимоотношении человека и природы. Его задачи: изучение воздействия человека на природу и среды на человека и общество; конструирование идеальной схемы гармоничного развития биогеоценотического покрова; конструирование идеальной схемы гармоничного развития природы и экономики единых географических систем; разработка генеральной схемы оптимального развития экономики региона, сопровождающегося оптимизацией биогеоценотического покрова. 3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НТР Развитие взаимоотношений человека с окружающей природой нельзя представить без бурного, всевозрастающего развития науки и техники. Наука и техника - важные элементы взаимосвязи природы и общества, основное средство рационального использования природных ресурсов. Наука как форма общественного сознания существует с древнейших времён, однако не сразу она стала играть роль теоретической основы материального производства. Сначала шёл процесс накопления научно - теоретических знаний о природе. Развитие торговли, мореплавания, крупных мануфактур, сопровождающееся обобществлением процесса труда, комбинациями отдельных производственных операций, потребовало теоретического обоснования решения целого ряда производственных задач, приложения науки к производству. “...Мануфактурный период, - подчёркивал К. Маркс, - развивал первые научные и технические элементы крупной промышленности”. Органическую связь прогресса техники и науки в эпоху машинного производства известный исследователь истории развития науки и техники Дж. Бернал отразил во введённом им термине “научно-техническая революция”. Начавшаяся в середине ХХ в. научно-техническая революция (НТР) - одно из самых сложных и важных явлений в обществе. НТР - это коренной переворот в производительных силах современного общества при опережающей роли науки. Век НТР - век выдающихся успехов в овладении космическим пространством и проникновения в мир клетки, создания новых видов материалов и освоения земных богатств, век лазера, голографии, “электронного мозга”, открытия и практического использования новых видов энергии. Научно-технический прогресс, способствующий бурному развитию производительных сил, несомненно даёт человеку много благ: рост урожайности, бытовой комфорт, быстроту передвижения по планете, возможность удовлетворения всевозможных материальных и духовных запросов, прогресс медицины. Положительные последствия НТП можно перечислять до бесконечности. Но многие из них находятся в диалектической связи с новыми, порой тягостными проблемами, а за некоторые блага человечество расплачивается дорогой ценой - уничтожение природы во многих районах. Человечество использует сейчас для своих нужд около 5 % глобального фотосинтеза. За последние 20 лет потребление нефти в мире выросло в 4 раза, природного газа в 5 раз, бокситов в 9 раз, угля в 2 раза. В результате сжигания ископаемого топлива и уменьшения глобальной биомассы (главным образом уничтожение лесов) содержание СО2 в атмосфере повышается, что может вызвать изменение климата, а это будет иметь катастрофические последствия для некоторых сельскохозяйственных и природных экосистем. Недооценка последствий таких нарушений чревата кризисом взаимоотношений человека с окружающей средой. 4. ГЛОБАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ – ПРОГНОЗЫ РАЗВИТИЯ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА Некоторые западные учёные при обсуждении сложившегося положения приходят к неутешительному выводу о том, что современное общество уже на данном этапе своего развития перешагнуло порог естественной самозащиты природы и её уже невозможно спасти усилиями человека. НТР всё чаще представляется ими как сила, враждебная человеческому обществу. Её развитие связывается с возникновением исключительно негативных последствий, оказывающих на человека губительное воздействие. Они предсказывают как неизбежную гибель человеческой цивилизации, так и всего живого на земле в результате НТП, предлагая уйти от НТР, вернуться к природе. Западногерманский философ Г. Келлер и американские биологи Р. Селерис и Д. Плетт считают, что кризисные проблемы, экологический кризис - обязательные спутники современной НТР. Другие зарубежные учёные считают, что НТР сама разрешит экологический кризис независимо от характера общественного строя. Третьи буржуазные учёные, выявляя реальные кризисные ситуации в современном капиталистическом мире, ограничиваются абстрактными призывами к преодолению таких ситуаций посредством “революции в сознании человека”. Особая роль в этом принадлежит “Римскому клубу” - международной неправительственной организации, созданной в 1968г. итальянским экономистом А. Печчеи. В её состав входят представители самых различных профессий из многих стран мира, в том числе промышленники, экономисты и др. “Римский клуб” поставил перед собой задачу привлечь внимание мировой общественности к грозящему экологическому кризису. Известные представители “Римского клуба” - Дж. Форрестор , а также группа профессора Д. Медоуза из Массачусетского технологического института (США). В моделях Дж. Форрестера и Д. Медоуза рекомендуется (как выход из положения) законсервировать рост населения планеты и стабилизировать промышленное производство. “Человек, - подчёркивается в докладе группы Д. Медоуза “Римскому клубу”, - ещё может сам выбирать пределы роста и остановиться, когда пожелает, путём ослабления некоторых из сильных воздействий на природу, которые вызваны приростом капитала или населения, или путём создания контрвоздействий или одновременно двумя путями”. Учитывая несостоятельность первой модели, через два года “Римский клуб” предложил свой новый проект “Человечество у поворотного пункта”, созданный под руководством М. Месаровича и Э. Пестеля. Последние поставили задачу проанализировать большое количество факторов и, таким образом, изыскать возможности локализации кризисных ситуаций и их предотвращения. Мир в их модели представлен в виде 10 регионов. Входящие в регион государства объединены на основе учёта традиций истории и стиля жизни, экономики, социально - политического порядка, а также общности большинства проблем. Модель рассматривает эволюцию мировой системы по аналогии с организмом, в котором наблюдается как специализация различных его частей, так и функциональная связь между ними. Такой подход по мнению авторов, определяет возможность выделить основные связи и зависимость в экономических, демографических, энергетических и других процессах. Авторы приходят к выводу, что миру угрожает не глобальная катастрофа, а серия региональных катастроф, которые наступят значительно раньше, чем предсказывали Д. Медоуз и Дж. Форрестор. “Ограниченный рост” - вот основной вывод нового варианта. Если бы человечество переориентировалось на путь ограниченного роста, то образовался бы новый мир взаимосвязанных и гармоничных частей, вносящих каждый свой особый взгляд в ту или другую область мировой системы. Этот несомненно ложный вывод учёные буржуазно - реформисткой школы распространяют не только на капиталистическую, но и на социалистическую систему. В последние годы отмечается определённая эволюция взглядов деятелей “Римского клуба”. Если в первоначальных концепциях предсказывалась грядущая катастрофа в связи с существованием (якобы) материальных границ человечества, то в шестом докладе клубу, в “Проекте обучения”, разработанном по инициативе А. Печчеи, прослеживается (хотя и в абстрактной форме) при рассмотрении глобальных проблем признание необходимости по крайней мере некоторых социальных изменений. Однако социальные проблемы рассматриваются без учёта специфики их в различных общественно - экономических формациях. 5. ОШИБОЧНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ. ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ Б. КОММОНЕРА  Жизнь показала, что в вопросе природопользования у нас долгое время бытовали некоторые ошибочные тенденции, среди которых можно назвать: а) стремление заставить природу развиваться вопреки её законам. Это так называемый экологический волюнтаризм. Примерами этого явления можно назвать факты уничтожения воробьев в Китае; попытки повернуть реки вспять в Советском Союзе и др. б) игнорирование всеобщей связи и взаимообусловленности предметов и явлений в природе. Экологическая близорукость человека просматривается во многих его поступках. Стремясь получить какую-то выгоду для себя, человек строил на реках крупнейшие искусственные озера - водохранилища. Однако, если сравнить ущерб, причиненный этими действиями, то он перекрывает все выгоды, ради которых это предпринималось. Или еще пример, изобретение и применение для борьбы с сельскохозяйственными и бытовыми вредителями сильного химического яда - ДДТ. Оказалось, что вредители очень быстро к нему привыкли, и новые поколения вредителей спокойно себя чувствовали рядом с ядом. Зато в результате его применения ядохимикат попал во все элементы биосферы (воду, почву, воздух, животных и даже в человека). Даже там, где ДДТ никогда не применялся, в результате миграции в биосфере он был обнаружен, например, в многолетних отложениях льда в Антарктиде, в мясе пингвинов, в молоке кормящих матерей и т.д. в) представления о неисчерпаемости природных ресурсов. Это наивное заблуждение о бесконечности и бездонности ресурсов природы привело к тому, что сегодня в некоторых странах начинают развиваться энергетические кризисы; в ряде стран в настоящее время вынуждены прибегнуть к эксплуатации малопродуктивных месторождений отдельных полезных ископаемых из-за того, что они находятся на исходе. Другой пример: вся растительность США сегодня не покрывает расходов потребления кислорода промышленность, и в связи с этим Америка в плане потребления кислорода находится на иждивении у других государств. Кроме того, необдуманное уничтожение отдельных видов животных и растений привело к их исчезновению с лица Земли. На сегодня около 1 тыс. видов животных и 20 тыс. видов растений находятся на грани вымирания. Перечень подобных «достижений» человека, его побед над природой, можно было бы продолжать еще долго. Да, природа может долго терпеть действия человека, однако это «терпение природы» не беспредельно. Многие учёные считают, что мы уже подошли к так называемому “экологическому кризису”, проистекавшему от столкновения безгранично и быстро растущих потребностей и всей деятельности человеческого общества с ограниченными размерами и ресурсами нашей планеты. Поразительные достижения нашего века привели нас к “роковой иллюзии, что с помощью наших машин мы, наконец, избавились от давления природных условий”. Эта мысль принадлежит видному американскому биологу, изучающему окружающую среду, Барри Коммонеру. В ходе своих исследований он пришёл к выводам, что это заблуждение человека едва не привело всё человечество к кризису, к деградации окружающей среды, на которой строится вся его деятельность и в конечном итоге - жизнь. По словам Б. Коммонера, человек разомкнул круг жизни, который по природе своей должен быть замкнутым, - и если он хочет выжить, он должен как можно скорее вернуть природе свой долг - такова основная мысль его исследований. Проанализировав причины загрязнения основных элементов окружающей среды, Б. Коммонер вывел четыре “закона экологии”. Этими законами должно руководствоваться человечество во взаимодействии с природной средой. Озаглавил Б. Коммонер эти законы следующим образом: Всё связано со всем; Всё должно куда-то деваться; Природа знает лучше; Ничто не даётся даром. Рассмотрим подробнее эти законы, остановившись на каждый в отдельности. Всё связано со всем Этот закон довольно давно известен человечеству. Давно уже подмечено, что между различными живыми организмами, между популяциями, видами, а также между отдельными организмами и их физико-химическим окружением существует колоссальная сеть связей в экосистеме. Эти связи складывались в течении длительного периода развития нашей планеты и с годами отшлифовывались, подгонялись эволюцией организмов так, чтоб всё было гармонично. В результате в экосистеме образовалось равновесие, сбалансированность обмена веществом и энергией. Это указывает на совершенство экосистемы. Таким образом, экосистема составляет собой цепь, отдельными звеньями которой являются элементы живой и неживой природы. В последние десятилетия человек своей деятельностью начал разрывать отдельные звенья этой цепи, нарушая равновесие в природе. Он “разомкнул круг жизни, превратив её безжизненные циклы в линейные цепи искусственных событий: нефть добывается из-под земли, перерабатывается в топливо, сжигается в двигателях, превращаясь при этом во вредные газообразные продукты, которые выбрасываются в атмосферу. На конце цепочки - смог”. Согласно первому закону Б. Коммонера, всё должно быть связано и не должно иметь конца, то есть должно идти по кругу. Нарушение человеком природных циклов привело к возникновению экологического кризиса. Русский писатель и журналист В. П. Песков об этом говорит так: “В природе всё непременно взаимосвязано, за миллионы лет эволюции всё подогнано и притёрто. Выбей один камешек из этой устойчивости, и начнётся лавина”. Далее он указывает: ”При всей грамотности и мудрости мы до последнего времени не знали (да и теперь ещё плохо знаем), в каком тесном взаимодействии находится на земле всё живое. Это явление, названое равновесием, играет решающую роль в поддержании жизни на планете. Исключение какого-либо звена из равновесия приводит к разрыву живой цепи. И человек, выпустивший из сосуда джина по имени Химия, стоит на пороге проблем, которых он не предвидел”. То есть, экосистема представляет собой цепь, состоящую из отдельных небольших звеньев, и если хоть одно звено этой цепи разрывается, то цепочка эта может рассыпаться. Именно поэтому изменение одного звена этой цепи влечёт за собой изменения в функционировании других звеньев. Возьмём, например, пресноводный водоём и рассмотрим цепочку связей в нём: рыба - органические отбросы - разлагающие бактерии - неорганические продукты- водоросли - рыба. Предположим, что необычно тёплая летняя погода обусловила необычайно быстрый рост водорослей. Это влечёт за собой истощение запаса неорганических питательных веществ; таким образом , два звена из этой цепи водоросли и питательные вещества, выходят из равновесного состояния, но в противоположных направлениях. Механизм экологического цикла вскоре возвращает систему к равновесию. Увеличившись в количестве, водоросли становятся более доступной пищей для рыбы, это уменьшает популяцию водорослей, увеличивает количество отбросов у рыб и, следовательно, приводит к увеличению содержания питательных веществ в воде после разложения отбросов. Таким образом, количество водорослей и питательных веществ возвращается к своему первоначальному, равновесному соотношению. Для того чтобы вся циклическая система в целом оставалась в равновесии необходимо, чтобы общая скорость её внутренних процессов управлялась наиболее медленным звеном, в данном случае - ростом и метаболизмом рыб. Любое внешнее воздействие, которое укоряет часть цикла и тем самым заставляет какую-то одну часть системы работать быстрее, чем система в целом, приводит к неблагоприятным последствиям. Скорость отдельных процессов цикла соответствует естественному равновесию, которое достигается и поддерживается лишь при условии отсутствия внешних вмешательств в систему. Когда в цикл вторгается новый фактор, он не контролируется внутренними самоуправляющими связями и представляет угрозу для стабильности всей системы. Всё должно куда-то деваться Второй закон экологии как бы вытекает из первого закона логически и является его продолжением. Этот закон является неформальной перефразировкой закона сохранения материи - материя не исчезает. Применительно к нашей дисциплине можно сказать, что в экосистеме нет ненужных отходов. В любой равновесной системе отходы или экскременты одних организмов являются пищей для других. Так, углекислый газ, который выделяют животные в процессе дыхания, является питательным веществом для растений. Растения выделяют кислород, который используется теми же животными. Органические отбросы животных - это пища для разлагающих бактерий. Их отбросы - неорганические вещества (азот, фосфор, углекислый газ) являются пищей для растений. Таким образом, в нормально функционирующей экосистеме идёт развитие по безотходному замкнутому кругу. Если в этот круг вклинивается вещество, по своей природе не участвующее в метаболизме, оно будет накапливаться и по достижении определённого предела выведет из строя всю экосистему. В качестве примера можно привести историю с общеизвестным ядохимикатом - ДДТ. Это вещество вначале накапливается в листьях растений, после листопада попадает в почву, где идёт его накопления в червях. Набравшие смертельную дозу яда черви выползают на поверхность земли и склёвываются мелкими птицами. Накопившие большое количество яда мелкие птицы - лёгкая добыча для хищников (орла, ястреба), которые в свою очередь являются пищей для хищных млекопитающих. Так постепенно идёт разлад всей разновесной экосистемы. В этом заключается одна из главных причин нынешнего кризиса окружающей среды. То есть, ничто не исчезает без следа, то или иное вещество перемещается с места на место, оказывая влияние на жизненные процессы любого организма, частью которого оно становиться на некоторое время. Природа знает лучше В книге “Трагедия или гармония?” писатель И. И. Адабашев говорит, что “в природе всё едино и взаимосвязано. Хотим мы или нет, природа живёт и развивается по своим очень сложным и строгим законам. Их надо правильно использовать. А главное - знать их. Сложный механизм называется “равновесием в природе”, может быть серьёзно нарушен, если человек будет продолжать неправильно и неумеренно распоряжаться богатствами природы. Без равновесия не может существовать природа. Без природы нет человека. По словам Б. Коммонера “любое крупное антропогенное изменение природной системы вредно для неё”. Проводя аналогию, Коммонер утверждает, что “живой организм, подвергающийся слепым случайным изменениям, почти наверняка будет не улучшен, а сломан”. И далее автор продолжает: этот принцип особо ярко проявляет себя в сфере органической химии. ...Третий закон экологии утверждает, что искусственное введение органических веществ, не существующих в природе, а созданных человеком и тем не менее участвующих в природе в живой системе, скорее всего принесёт вред”. Для большей убедительности он приводит пример с ДДТ. “Один из поразительных фактов в химии живых систем, - говорит Коммонер, - это то, что для любой органической субстанции, вырабатываемой организмами, существует где-то в природе фермент, способный эту субстанцию разложить. Как следствие, ни одно органическое вещество не будет синтезировано, если нет средств к его разложению; к этому вынуждает всё та же цикличность. Поэтому, когда человек синтезирует новое органическое вещество, по структуре значительно отличающееся от природных веществ, есть вероятность, что для него не существует разлагающего фермента, и это вещество будет накапливаться”...” Так случилось с детергентами, инсектицидами и гербицидами. Частые катастрофические результаты нашей деятельности придают особую убедительность точке зрения, что “природа знает лучше”. Жизнь в целом и любая её форма в отдельности не только приспосабливаются к условиям окружающей среды, но и преобразуют эти условия. “Искусно приспосабливаясь к окружающей среде, живые организмы сами становятся её творцами”, - говорит Коммонер, описывая процесс формирования современной экосферы; об этом же сказано в трудах многих других биологов, в особенности в работах В. И. Вернадского. Приспособление организмов к условиям окружающей среды, так же как и изменения состояния под воздействием живых организмов, - процессы очень медленные. Каждый отдельный вид животных или растений способен жить в определенном и довольно узком диапазоне внешних условий и со своей стороны действует на среду также одним и тем же присущим ему образом . Изменения форм воздействия животных и растений на среду происходят вместе с появлением новых видов в медленном процессе биологической эволюции. Они становятся заметными по прошествии многих миллионов лет. С появлением человека коренным образом всё изменилось. Изменяются гидрографическая сеть и другие особенности земной поверхности, круговорот и баланс влаги и биоценозы в обширных районах, геохимический баланс и круговорот многих веществ, баланс энергии. Некоторые из этих изменений сразу или в виде более или менее отдалённых последствий в конце концов оборачиваются против человека. Однако Коммонер не выступает против НТП, он считает необходимым изменить его направление - произвести коренную перестройку технологии промышленности и в значительной мере сельского хозяйства. Если признать необходимость и право человеческого общества, как и любой другой совокупности живых существ, использовать природные ресурсы и свойства окружающей среды в соответствии с нуждами своего развития, то, по-видимому, следует считаться с неизбежностью и дальнейших прогрессирующих нарушений “естественного равновесия”. Отказ от производства синтетических и других качественно несвойственных природе веществ и другие меры, предлагаемые Коммонером, действительно существенно уменьшили бы загрязнение природной среды. Однако они не смогли бы обеспечить возврат к “естественному равновесию” и его поддержание. Ведь не только внедрение качественно несвойственных природе веществ, но и крупные количественные преобразования или перераспределение в пространстве существующих элементов природной среды ведут к не менее серьёзным нарушениям “естественного равновесия” и, зачастую, к негативным последствиям. Технический прогресс, который содействует увеличению нагрузки на среду, создаёт вместе с тем возможность и для её снятия. Уже сейчас вырисовывается несколько решений проблемы: замкнутые в процессе производства циклы, многократное использование одного и того же вещества (вторичное сырьё) в производстве и, наконец, очистка. Если первые два закона Б. Коммонера безоговорочно принимаются всеми учёными, то третий закон некоторыми учёными критикуется и даже отвергается. И это естественно. С нашей точки зрения, надо заботиться не о предотвращении всякого нарушения “естественного равновесия”, а о правильной оценке допустимости и целесообразности того или иного вмешательства и, более того, об обеспечении систематического, целенаправленного преобразования природной среды. Следует отметить, что в лекции “Экология и социальные действия” Б. Коммонер уже иначе формулирует свой третий закон, а именно: “Природа знает лучше, что делать, а люди должны решать, как сделать это возможно лучше”. Ничто не даётся даром Этот экологический закон объединяет в себе предшествующие три закона. Он позаимствован из экономики и призван подчеркнуть, что всякая вещь чего-то стоит, за все надо платить. Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно, или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения; всё, что было извлечено из неё человеческим трудом, должно быть возмещено. Положения этого закона давно известны человечеству. Так, ещё Ф. Энгельс в “Диалектики природы” писал: “Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и в третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых”. Таким образом, можно сделать следующие выводы: ставшее неотложным решение проблемы правильных взаимоотношений человеческого общества с природой, проблемы рационального природопользования имеет важнейшее значение для благосостояния всего человечества и каждого человека в отдельности. В наше время, в эпоху НТП, такие широкие проблемы уже не могут решаться специалистами - учёными с выдачей уже готовых результатов остальным людям для использования. В создании таких разработок должно участвовать всё трудоспособное население. Наш долг - решить проблемы, которые привели к кризису, общими усилиями в кратчайшие сроки. Как вывод из всего сказанного можно привести слова французского современного зоолога Ж. Дорста: “Человек совершил огромную ошибку, когда возомнил, что может отделить себя от природы и не считаться с её законами. Мы пытаемся проанализировать причины деградации природы и показать, оперируя объективными аргументами, что человек заблуждается в своём желании создать целиком искусственный мир. Мы как биологи глубоко убеждены, что ключ к тайне лучшего использования природных ресурсов следует искать в гармонии между человеком и естественной средой”. 7 Экологический кризис, пути выхода из экологического кризиса Экологическим кризисом называют сложившееся в настоящее время состояние взаимоотношений между человеческим обществом и окружающей природной средой, в которой человек живет, в которой до предела обострены противоречия между экономическими интересами общества в потреблении и использовании природной среды и экологическими требованиями обеспечения сохранности, качества этой среды для выживания самого общества. В структуре экологического кризиса, выделяют две стороны – естественную и социальную. Естественная сторона объединяет в себе признаки деградации, разрушения природной среды: глобальное потепление климата, парниковый эффект; общее ослабление озонового слоя Земли; появление озоновых дыр; загрязнение атмосферы, образование кислотных дождей, фотохимические реакции с образованием озона, перекисных соединений из CnHm; загрязнение мирового океана, захоронение в нем высокотоксичных и радиоактивных отходов (дампинг), загрязнение нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, ПАВ, тяжелыми металлами, тепловое загрязнение; загрязнение и истощение поверхностных вод, нарушение баланса между поверхностными и грунтовыми водами; загрязнение поверхности земли всем комплексом загрязнителей: ТБО, тяжелыми и радиоактивными элементами, изменение геохимии земли и грунтовых вод; сокращение лесных площадей (сведение лесов) в результате пожаров, промышленных рубок, потерь уже заготовленной древесины, кислотных дождей, незаконных порубок, вредных насекомых и болезней, поражений промышленными выбросами (в том числе – ядерные аварии); деградация почв, опустынивание в результате сведения лесов, нерационального землепользования, засухи, перевыпаса скота, нерационального орошения (заболачивание, засоление); освобождение существующих и возникновение новых экологических ниш, заполнение их нежелательными живыми организмами; нарушение экологического баланса в глобальных и региональном масштабах, общее перенаселение планеты и высокая плотность населения в различных регионах, ухудшение качества среды жизни в городах. Социальная сторона экологического кризиса проявляется в следующих социальных явлениях: В неэффективности работы специальных органов по охране окружающей среды, охране и использованию лесов, рыбных ресурсов, животного мира, недр. В противостоянии представительных и исполнительных органов власти, местного самоуправления, что усугубляет неэффективность работы. В неспособности правоохранительных органов обеспечить контроль и надзор за выполнением законов об охране окружающей среды. В массовом эколого-правовом нигилизме, неуважение эколого-правовых требований, нарушение и невыполнение их. 1. Основные этапы решения проблемы экологического кризиса на Земле Необходимые мероприятия по предотвращению дальнейшего углубления экологического кризиса и их основные этапы. 1. Нормативно-правовой этап. Необходимость правового регулирования решения экологических проблем объясняется тем, что государству (содружеству государств) необходимо регламентировать правила взаимодействия общества и природы в масштабах всей планеты, а с помощью законодательных норм обеспечить ее надлежащее качество в условиях хозяйственной деятельности. Т.е. в данном случае экологическая функция государства является правовой по форме и экологической по содержанию. Нормы права, служащие средством реализации экологического законодательства, называются эколого-правовыми. В качестве базовых в мировой практике используются нормы природоохранного и ресурсосберегающих законодательств. В Российской Федерации в 1991 г. Был принят закон «Об охране окружающей природной среды» Очевидно, что без определения точных параметров состояния природных объектов и человека не может быть установлен факт экологического нарушения. Поэтому нормирование качества окружающей природной среды является одной из главных целей Закона ООПС, что и нашло отражение в концептуальном и подробном рассмотрении данного вопроса в одном из его разделов. Закон, определяя меру разумного сочетания интересов обеих сторон конфликта, ориентируется на допустимые уровни (параметры) антропогенных воздействий, превышение которых создает опасность для природной среды и здоровья человека. Конечная цель нормирования – обеспечение научно обоснованного сочетания экономических и экологических интересов, т.е. своего рода компромисс между экономикой и экологией. Нормативы становятся юридически обязательными с момента утверждения его компетентными органами. Наиболее важными для эффективного действия правовых механизмов являются следующие направления: гигиеническое нормирование качества окружающей среды, экологическое нормирование допустимых нагрузок на экосистемы, регламентация объемов загрязнений и отходов, поступающих в ОПС; регламентация использования природных ресурсов. 2.Информационное обеспечение деятельности по предотвращению экологического кризиса Проблема информационного обеспечения всего спектра задач по оценке уровня загрязнения, состояния, контроля изменений и прогноза развития ОПС. Оперативная и репрезентативная оценка необходимых параметров по всем проблемным объектам является основой формирования позиции административных и контролирующих органов власти в целом по всему спектру природоохранных вопросов. В соответствии с законом информационное обеспечение в экологической сфере – это сбор, систематизация, обработка, анализ, хранение и выдача потребителю экономически значимой информации об экологической сфере органом власти, организацией или информационно-технической системой. Начальный этап данной задачи – создание эффективной системы измерений и сбора информации о параметрах состояния объектов наблюдения или уровней их загрязнений. Подобная измерительная система будет эффективной, если будет охватывать диапазон параметров состояния биосферы от самого детального масштаба, например, локальный разлив нефти в результате аварии на трубопроводе, до планетарного, например, загрязнение воздуха в промышленных районах, его переноса в третьи страны и выпадение в виде «кислотных дождей». Сохранение высокого уровня эффективности использования полученных данных о состоянии ОПС требует оформления измерительной системы в виде единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ). В ее функции помимо сбора и обработки получаемых данных входит оценка состояния и прогноз развития природного объекта. Реализация этих функций невозможна без использования геоинформационных систем (ГИС). Таким образом, функциональное объединение системы мониторинга и ГИС-технологий, имеющих свои индивидуальные свойства (измерение, сбор, систематизация, обработка исходных данных с одной стороны и оперативное формирование и выдача по запросу необходимых, исчерпывающих данных о сегодняшнем (текущем) или прогнозируемом (в будущем) состоянии ОС с другой), дает возможность сформировать эффективное информационное обеспечение для оперативного определения (расчета или моделирования) необходимых действий по нормализации возникающих кризисных явлений в биосфере. 3. Экологизация областей взаимодействия природы и человека Угроза глобального экологического кризиса все больше заставляет рассматривать человеческую деятельность сквозь призму законов живой природы. Реальность потери жизненного пространства настоятельно требует разработки системы сдерживающих мер, способных остановить разрушающее «наступление» цивилизации на благоприятные природные условия местообитаний растительности и животного мира. Поэтому, имея наиболее полное представление о проблемах «нашего дома», т.е. биосферы, экология в состоянии оперировать не только достижениями других разделов биологии, но и обосновать использование экологических принципов как в развитии смежных наук о Земле, физики, химии, математики, так и за пределами естественных наук – в экономике, политике, социологии, этике. Такой процесс формирования межотраслевых методов учета экологических факторов в различных научно-технических и социальных областях взаимоотношений цивилизации с ОС получил название экологизации и в основных чертах рассматривается ниже. 4.Экологизация общественного производства Представление об уровне, видах и территориальном распространении загрязнений в биосфере, их источниках, а также о состоянии важных для существования живых организмов природных объектов позволяет перейти к решению вопросов снижения техногенного давления на природу. Приоритетным направлением является разработка методов эффективной очистки загрязнений промышленного и агротехнического производства, снижение их отходности и прежде всего для особо вредных веществ, уменьшение использования природных ресурсов (ресурсоемкости) в производстве, т.е. постепенный переход к оборотным схемам. Внедрение подобных технологических принципов и мероприятий по сокращению уровня «заимствований» у природы и обратных выбросов загрязнений составляет суть экологизации общественного производства. Для основных загрязнителей биосферы наиболее актуальными направлениями экологизации являются следующие: в промышленном производстве: изменение отраслевой структуры с уменьшением числа природоемких и высокоотходных технологий, многократным технологическим использованием отходов производства, внедрение высокоэффективных способов очистки и утилизации сохраняющихся вредных побочных продуктов, отказ от выпуска экологически опасной продукции и др.; в энергетике: разработка и переход на водородную или иные экологически чистые схемы способов выработки энергии, например, солнечную или ветровую, сокращение доли энергии, вырабатываемой на углеводородном сырье; в сельском хозяйстве: ограничение использования солевых форм минеральных удобрений с заменой их органическими и органно-минеральными, позволяющими существенно сократить вредное влияние на продукцию, почво-грунты и водную среду; существенное уменьшение применения пестицидов и заменой их на биосредства борьбы с вредителями, исключения гормональных стимуляторов роста и химдобавок в корм животных, применение наиболее щадящих методов обработки земли; для транспорта: сокращение выбросов СО, СО2 , «экологический» учет при организации его движения, постепенное сокращение доли использования личного транспорта, разработка экологически более безопасных видов топлива, защита от шума; для физических полей: уменьшение воздействия радиации, электро- магнитного излучения, электростатических полей и др. Для всех перечисленных задач по экологизации производства приоритетным моментом является разработка технологий с наименьшей ресурсоемкостью и отходностью производства, т.е. с минимальным неблагоприятным экологическим воздействием. В случае, когда это невозможно осуществить (в основном при большой общественной значимости получаемой продукции), то функцию минимизации экологического ущерба до обоснованного уровня выполняет уже система очистки загрязнений или утилизации отходов. В целом значение данного этапа состоит в том, что рассматриваемые мероприятия призваны обеспечить на технологическом уровне перелом тенденции роста техногенного давления на ОС на его уменьшение. 5. Экологизация экономики Экономический рост, связанный с удовлетворением потребностей резко возросшего населения планеты поставил под угрозу уничтожения базис жизнеобеспечения биосферы. Необходим переход на новый способ существования, совместимый уже со значительно оскудевшим природным потенциалом Земли. На пути экономического развития общества возникли два лимитирующих фактора: ограничение возможности окружающей среды принимать и ассимилировать отходы производства; природная невозобновляемость большинства используемых природных ресурсов. В этой безальтернативной ситуации, как считают большинство исследователей, необходимо снизить природоресурсное потребление и существенно поднять качественный уровень и КПД его использования. Необходимым условием для системного решения данной проблемы является экологизация экономики. Ее основные составляющие: приоритет в развитии и инвестиционной поддержке имеют ресурсосберега-ющие технологии; осуществление экономического учета экологических условий, факторов и объектов при планировании экономики; учет экологических ограничений и реализация принципа сбалансированности в экономике природопользования, т.е. в природной среде не должен быть превышен уровень обеспечения собственных процессов жизнеобеспечения и регуляции; формирование и развитие гибкой системы платы за использование (в пределах нормативов и сверх нормативов) природных ресурсов, а также при загрязнении природных объектов; формирование гибкой налоговой политики с учетом экологических норм: снижение налоговых платежей при проведении природоохранных мероприятий, снижении уровня загрязнения ОС, уменьшении ресурсоемкости и, напротив, значительное увеличение налогов в обратных случаях; рост уровня общественного производства осуществляется за счет качественных изменений его структуры и технологий с учетом экологических факторов. Значение данного этапа состоит в том, чтобы поддержать природоохранную деятельность не только на действующих предприятиях, но и уже на этапе принятия и развертывания планов развития экономики минимизировать или исключить полностью экологически неблагоприятные схемы воздействия на ОС. 6.Об экологизации социальной среды и организации экологического образования Внедрение экологических нормативов и принципов в общественное производство и экономику может создать реальные предпосылки для постепенного перехода человеческой цивилизации от антропоцентрического (бесконтрольного потребления) принципа существования к управляемому с приоритетом законов природы (биоцентрическому). Ее решение невозможно осуществить без мобилизации усилий всего мирового социума по выработке и реализации новых схем существования цивилизации в условиях усложнившихся экологических условий, т.е. без экологизации социальной среды. Практически все фундаментальные и прикладные отрасли естественных и значительная часть гуманитарных наук, разработки которых составляют каркас общественного производства, «повинны» в формировании сложившейся экологической ситуации. Поэтому их участие и использование научного потенциала в разрешении как существующих, так и назревающих кризисных ситуаций на планете, создании экологически благоприятных технологий и правил взаимодействия с биосферой весьма актуально как в научном, так и в нравственном отношении. Этому способствует принятая система экологического образования как в России, так и в остальном цивилизованном мире. Она призвана подготовить гносеологическую и морально-нравственную основу поворота вектора поведения человечества от принципов бесконтрольного потребления (антропоцентризма), т.е. подпиливания собственной опоры, к учету природных законов и сохранения биосферы в виде саморегулирующей системы. 7.Международное сотрудничество Одно из важнейших направлений международного сотрудничества - международно-правовая регламентация охраны окружающей среды, которая должна опираться на общепризнанные нормы международного права. Основные эколого-правовые принципы были выработаны совместными усилиями членов международного сообщества (государств, международных организаций, включая ООН, и конференций). Их основу можно сформулировать следующим образом: приоритетность экологических прав человека; суверенитет государств на природные ресурсы своей территории; недопустимость экологического благополучия одной страны за счет нанесения экологического вреда другой; экологический контроль на всех уровнях; свободный международный обмен экологической информацией; взаимопомощь государств в чрезвычайных обстоятельствах; разрешение эколого-правовых споров мирными средствами. Объектами международного экологического сотрудничества считаются такие, оценку состояния которых, уровень их загрязнения, проведение природоохранных мероприятий и предотвращение ущербов от их неблагоприятных воздействий на окружающие территории, невозможно осуществить силами отдельных государств. Среди них выделяют две категории объектов: не входящие и входящие в юрисдикцию государств. Первые - это воздушный бассейн, космос, Мировой океан, Антарктика, мигрирующие виды животных. Эти объекты охраняются и используются в соответствии с нормами международного экологического права. Вторые - это объекты, входящие в юрисдикцию государств: международные реки, моря, озера; объекты мирового природного наследия, занесенные в Международную Красную книгу исчезающих и редких животных и растений. Охраной окружающей природной среды занимаются многие международные организации и конференции, на которых, начиная со Стокгольмской конференции от 1972г., вырабатывались и принимались основные решения. Ведущая роль принадлежит Организации Объединенных Наций (ООН) и ее специализированным органам. Одним из главных органов ООН является Экономический и социальный совет (ЭКОСОС), в рамках которого действуют национальные и региональные комиссии и комитеты. Организация объединенных наций по культуре, науке, образованию (ЮНЕСКО) создана в 1948 г.; штаб-квартира находится в Париже. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) также учрежден в 1948 г. Эта неправительственная организация представляет около 100 стран. По инициативе МСОП ведется Красная книга. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) образована в 1946 г., занимается вопросами охраны здоровья человека в аспекте его взаимодействия с окружающей средой, консолидируется с ЮНЕП, МАГАТЭ и др. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) образовано в 1957 г. для обеспечения ядерной безопасности и охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения. Неподчинение государств требованиям МАГАТЭ может вызвать применение экономических санкций по решению Совета Безопасности ООН. Всемирная метеорологическая организация ООН (ВМО) создана в 1947 г. Ее основная задача - изучение и обобщение воздействий человека на климат планеты. Она работает, главным образом, в рамках глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Международная морская организация (ИМО) создана в 1948 г., действует в области морского судоходства и охраны моря от загрязнения. При ее участии разработаны конвенции по борьбе с загрязнением моря нефтью и другими вредными веществами. Сельскохозяйственная и продовольственная организация (ФАО) организована в 1945 г. Сфера ее деятельности - сельское хозяйство и мировые продовольственные ресурсы, участие во многих экологических программах ЮНЕП, ЮНЕСКО, МСОП. Наряду с этим, массовое распространение получили также международные формальные и неформальные движения за сохранение жизни на Земле, что является объективной необходимостью, т.к. они осуществляют повсеместный и оперативный экологический контроль и способствуют своевременной постановке злободневных вопросов на международном уровне. 8. Об экологии, взаимодействии наук и ответственности за сохранение биосферы Все вышеперечисленные проблемы и этапы необходимых действий для «нормализации» наших взаимодействий с окружающей средой и огромная трудность определения способов их решения, ставят на повестку дня вопрос об определении центра тяжести или ответственности за положительный для цивилизации исход. Эта участь предназначена для экологии – науки, предметом изучения которой являются объекты негативного воздействия –экологические системы, представляющие все множество организмов и природных условий их местообитаний. Однако для эффективных решений по сохранению саморегулирующей способности биосферы этого пока явно недостаточно. Для полного использования возможностей отраслевых научно-технических дисциплин в решении экологических проблем необходимо привлечение к решению проблем «участников всех технологических разработок, которые способствовали формированию экологических нарушений» и организация соответствующих эколого-отраслевых объединений (блоков) по преодолению их последствий. Это обеспечит учет экологических требований и принципов при выработке эффективных решений отраслями фундаментальных наук. Поэтому в деятельности самих объединений должны гармонично совмещаться следующие функции: экологическая, определяющая общую постановку и дифференциацию проблем, безопасные уровни хозяйственных и бытовых загрязнений, обеспечивающая контроль выполнения средозащитных мероприятий и соответствия производимых действий экологическим стандартам; отраслевая  по разработке, подготовке и непосредственному выполнению средозащитных мероприятий (технологий по снижению загрязнений, отходов производства, ресурсоемкости и др.). Наряду с этим, должна быть продумана система горизонтальных связей на эколого-отраслевом уровне между блоками, решающими вопросы уменьшения антропогенного давления разных техногенных источников, например, на одну и ту же водную экосистему или на взаимодействующие природные объекты. Это обеспечит единство и неразрывность в методических подходах и необходимую системность в решении экологических проблем. Итак, для экологии актуально: обоснование и формирование перечня кризисных задач по предотвращению негативных техногенных воздействий на биосферу; определение уровней возможного техногенного воздействия на экосистемы по всему спектру взаимодействия биосферы и техносферы; определение экологических требований и корректность их учета при постановке и выполнении соответствующих средозащитных работ; организация контроля состояния окружающей среды. Для отраслевых научных направлений: разработка схем функционирования межотраслевых блоков-адаптеров по кризисным задачам; разработка и реализация в соответствии с данными задачами методов и технологий защиты окружающей среды, ресурсосберегающего и малоотходного производства, управления эколого-техносферными системами и др.; определяют уровень затрат и возможности их минимизации при реализации планируемых средозащитных антикризисных мероприятий; обеспечивают выполнение усложняющихся требований по защите окружающей среды. Логику подобного антикризисного объединения научно-технических сил в целом можно объяснить следующим образом: невозможно с позиций лишь одной экологии объять столь обширнейшую и чрезвычайно разноплановую область современного и постоянно усложняющегося кризиса взаимодействия цивилизации и биосферы; если предпринять адекватное существующим проблемам расширение сферы эффективного влияния самой экологии и уже сформировавшихся межотраслевых экологических объединений, то это приведет лишь к очевидной гипертрофии науки и потере ее гибкости и существующих возможностей; основной целью научно-технической деятельности до настоящего времени было развитие цивилизации, рост благосостояния и независимости от природных факторов. Разрозненные попытки уменьшения техногенного давления на ОПС не дали сколько-нибудь заметных результатов; только системное «экологическое» объединение всех «сопричастных» к кризису наук и технологий позволит выработать и реализовать оптимальные решения по его преодолению; основная функциональная нагрузка приходится на фундаментальные науки, что, конечно же, не приведет к их гипертрофии, так как давление кризиса разделяется на многие составляющие. Кроме этого, в этом случае обеспечивается высокий научный уровень решения кризисных задач, так как отраслевые блоки сохраняют связь с соответствующими фундаментальными науками; такой подход к решению задач имеет гораздо большие возможности планирования разработок и реализации антикризисных мероприятий, поскольку основная часть работ будет выполняться сложившимися отраслевыми науками; упрощается планирование расходов на проведение антикризисных мероприятий, увеличивается их достоверность и прозрачность вследствие оценки подавляющей части работ по освоенным нормативам.

8

Загрязнения окружающей среды

2.1 Загрязнение биосферы.

         Говоря словами выдающегося русского ученого В.И.Вернандского, биосфера – это «область существования живого вещества», оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.

Радиоактивное загрязнение биосферы.

Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. Радиоактивные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающих заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая. При взрыве атомной бомбы возникает очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы. Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки. Очень опасен стронций, вследствие своей близости к кальцию. Накапливаясь в костях скелета, он служит постоянным источником облучения организма. Радиоактивный цезий (¹³⁷Cs) сходен с калием, его много в мышцах пораженных животных. Исследования показали, что в организме эскимосов Аляски, питающихся мясом оленей, в значительных количествах содержится цезий 137. Халатное отношение к хранению и транспортировке радиационных элементов приводит к серьезным радиационным загрязнениям.

При ядерном взрыве образуется громадное количество мелкой пыли, которая долго держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной радиации. Расчеты ученых показывают, что даже при ограниченном, локальном применении ядерного оружия образовавшаяся пыль будет задерживать большую часть солнечного излучения. Наступит длительное похолодание («ядерная зима»), которое неизбежно приведет к гибели все живое на Земле.

2.2 Загрязнение атмосферы

Атмосфера – внешняя оболочка биосферы, ее масса ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли, но роль во всех природных процессах огромна.       

Под загрязнением понимается процесс привнесения в воздух или образование в нем физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. В определенном смысле загрязнением можно считать и изъятие из воздуха отдельных газовых ингредиентов (в частности, кислорода) крупными технологическими объектами. И дело не только в том, что попадающие в атмосферу газы, пыль, сера, свинец и другие вещества опасны для человеческого организма – они неблагоприятно влияют на круговороты многих компонентов на Земле. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в  океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказываются на получении растительной массы.

По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа) .

.

 Химическое загрязнение атмосферы.

В последние годы значительно усилилось загрязнение атмосферы пылью и различными газами, выбрасываемыми промышленными предприятиями. Рост масштабов хозяйственной деятельности увеличивает загрязнение воздуха. Металлургические и химические предприятия и ТЭЦ загрязняют атмосферу сернистым газом, окислами азота, сероводородом, галогенами и их соединениями. Другим серьёзным источником загрязнения воздуха служит автотранспорт. По некоторым подсчётам, 1 тыс. автомобилей в день выбрасывает с выхлопными газами в В. 3,2 т окиси углерода, от 200 до 400 кг других продуктов неполного сгорания топлива, 50—150 кг соединений азота. Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются следующие:

1.   Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.

2.   Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд

3.   Серный  ангидрид.   Образуется  при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является  аэрозоль  или раствор серной  кислоты  в дождевой воде,  который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу  десятки миллионов тонн  серного ангидрида.

4.   Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу  отдельно или  вместе в другими соединениями серы.  Основными источниками выброса являются предприятия  по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. 

5.   Оксилы  азота.  Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. 

6.   Соединения фтора. Источниками  загрязнения  являютсяпредприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в  атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим  эффектом.

7.   Соединения  хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную  кислоту,  хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. 

Канцерогенные вещества - (от лат. cancer — рак и ...ген), химические вещества, воздействие которых на организм при определенных условиях вызывает рак и другие опухоли. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся  хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид,  и особенно,  полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Основные антропогенные источники ПАУ  в  окружающей среде  - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива

Аэрозольное загрязнение атмосферы

 Аэрозоли - дисперсные системы, состоящие из жидких или твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газообразной среде.  Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические  заболевания.  В  атмосфере  аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть  аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с  водяным паром. Большое  количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей.

Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:                                                   

 Производственный процесс.

Выброс пыли, млн.т/год

1.   Сжигание каменного угля                 93,600       

2.   Выплавка чугуна                      20,210       

3.   Выплавка меди (без очистки)  6,230

4.   Выплавка цинка                       0,180

5.   Выплавка олова (без очистки) 0,004

6.   Выплавка свинца                      0,130

7.   Производство цемента             53,370       

 Основными источниками  искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС,  которые потребляют  уголь  высокой зольности, обогатительные фабрики,  металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения  являются  промышленные отвалы  -  искусственные  насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных  пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. 

При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

  Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над  источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что  препятствует  воздушных  масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,  содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования  ранее  неизвнстного в природе фотохимического тумана.    

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов

Фотохимический туман (смог)

   Загрязнение атмосферного воздуха превзошло все допустимые пределы. Концентрация вредных для здоровья веществ в воздухе превышает медицинские нормы во многих городах в десятки раз.

  Смог (англ. smog, от smoke — дым и fog — туман), аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Возникает в атмосфере промышленных городов из частиц сажи, пепла, продуктов сухой перегонки топлива; во влажной атмосфере содержит также капельки жидкости. В жаркую сухую погоду наблюдается в виде желтоватой пелены.

  Смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

2.3 Загрязнение природных вод

Вода – наиболее распространенное неорганическое соединение на планете, основа всех жизненных процессов, источник кислорода в главном движущем процессе на Земле – фотосинтезе.

Химическое загрязнение природных вод.

 В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы выступают нефть и нефтепродукты. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию  на водную среду занимают детергенты - очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо подаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более.

         «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и другие, а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции).

Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими  (минеральными)   загрязнителями пресных и  морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон  рН промышленных  стоков (11,0 - 11,0).  Среди основных источников  загрязнения  гидросферы  минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,  подавляя  развитие фитопланктона. Отходы,  содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.  Дальнейшая ее миграция сопровождается  накоплением  метиловой  ртути  и  ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность  приобрела болезнь Минамата,  впервые обнаруженную японскими учеными у людей,  употреблявших в пищу рыбу,  выловленную в заливе Минамата,  в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют  не  только  минеральные, биогенные элементы,  но и  органические остатки.  Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубновлияютна состояние водоемов.  Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.  Наличие суспензий  затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.  Одним из основных санитарных требований,  предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества  кислорода.  Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно  активные вещества -  жиры,   масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между  водой и атмосферой,  что снижает степень насыщенности воды кислородом.  Значительный объем  органических  веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми  стоками.

Количество в мировом стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:

1. Нефтепродукты                                   26,563

2. Фенолы                                                0,460

3. Отходы производств

   синтетических волокон                         5,500

4. Растительные органические остатки            0,170

5. Всего                                           33,273

     В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько  замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.  Бытовые отходы опасны не  только тем, что  являются  источником  некоторых  болезней  человека (брюшной тиф,  дизентерия, холера), но и тем, что требуют для  своего разложения много кислорода. 

Общая характеристика загрязнения окружающей среды в субъектах Российской Федерации

Экологическая обстановка, сложившаяся в пределах территорий республик, краев, областей и автономных округов, и особенности проблем окружающей среды в каждом из субъектов Российской Федерации определяются, с одной стороны, спецификой местных природно-климатических условий, а с другой – характером и масштабами воздействия промышленности, транспорта, сельского и коммунального хозяйства на окружающую природную среду^*.

Информация об объемах выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспорта (данные Ростехнадзора) и от стационарных источников (данные Росстата), об использовании и сбросе воды (данные Росводресурсов) в Российской Федерации за 2007 г. приведены в табл. 1.1.

В 2007 г. Росстатом учтена деятельность 30,0 тыс. предприятий, имеющих выбросы загрязняющих веществ с отходящими газами от стационарных источников в атмосферу (2006 г. – 27,6 тыс., 2005 г. – 26,5 тыс., 2004 г. – 25,4 тыс.). На предприятиях насчитывается 1202 тыс. стационарных источников выбросов. Увеличили выбросы в атмосферу 10,8 тыс. предприятий (2006 г. – 10,7 тыс., 2005 г. – 9,4 тыс., 2004 г. – 9,2 тыс.).

Несмотря на рост числа отчитывающихся предприятий на 9 %, количественные показатели выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников и их очистки в 2007 г. сравнимы с аналогичными данными предыдущего года:

количество загрязняющих веществ, отходящих от всех учтенных стационарных источников выделения, – 81,98 млн. т (2006 г. – 81,65 млн. т),

выброшено в атмосферный воздух без очистки 18,11 млн. т (2006 г. – 17,88 млн. т),

поступило на очистные сооружения 63,87 млн. т (2006 г. – 63,77 млн. т),

уловлено и обезврежено 61,35 млн. т загрязняющих веществ (2006 г. – 61,08 млн. т), или 74,8 % количества загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников (как и в 2006 г.).

В крупных городах России выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта превалируют над выбросами от промышленных предприятий (Москва, Санкт-Петербург, Краснодар и др.).

Аналогичная ситуация сложилась в некоторых городах с менее развитой промышленностью, где вклад автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха в отдельных случаях достигает 80–90 % (Нальчик, Якутск, Махачкала, Армавир, Элиста, Горно-Алтайск и др.).

По данным государственного водного кадастра, охватывающим в 2007 г. деятельность 42 тыс. водопользователей (2006 г. – 43,4 тыс., 2005 г. – 45,8 тыс. ед.), на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, на нужды орошения и сельскохозяйственного водоснабжения, на прочие нужды использовано 62,5 км³ воды (2006 г. – 62,1 км³). Без изменения остается показатель экономии воды в результате функционирования систем оборотного водоснабжения (79,2 %).

В поверхностные водные объекты страны в 2007 г. поступило 51,42 км³ сточных вод (2006 г. – 51,39 км³), из которых 33,4 % – доля сброса загрязненных сточных вод, 62,6 % – нормативно чистых и 4,0 % – нормативно очищенных.

Суммарный объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты России в 2007 г. составил 17,2 км³ (98,3 % к уровню 2006 г.), при этом 3,4 км³ сточных вод сбрасываются без какой-либо очистки (2006 г. – 3,5 км³).

Динамика объемов сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты Российской Федерации за период 1998–2007 гг. показана на рис. 1.3. Около четверти объема сточных вод этой категории сброшено в поверхностные водные объекты Центрального федерального округа, по 18 % – Приволжского и Северо-Западного федеральных округов (рис. 1.5).

Для подавляющего большинства субъектов Российской Федерации одним из основных источников загрязнения водных объектов являются предприятия, связанные со сбором, очисткой и распределением воды, удалением сточных вод, отходов и с аналогичной деятельностью (жилищно-коммунальное хозяйство).

В ряде городов вклад этих предприятий в сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты составляет: в Москве и Омске – больше 90 %, Ульяновске и Санкт-Петербурге – до 80 %, Волгограде – до 70 %, Нижнем Новгороде, Саратове и Воронеже – около 50 %.

Образование отходов и обращение с ними

Проблемы, связанные с образованием, обезвреживанием и переработкой отходов производства и потребления, актуальны для всех городов России.

Из года в год растут объемы образования отходов в целом по России. В 2007 г. на территории Российской Федерации образовалось 3,9 млрд. т отходов производства и потребления. Сравнительные графики изменения объемов образовавшихся отходов в целом по России и числа отчитывающихся предприятий приведены на рис. 1.4. При росте числа отчитывающихся предприятий с 2002 г. по 2007 г. в 2,2 раза количество образовавшихся отходов за этот период выросло в 1,9 раза.

И если для отходов I и III класса опасности (наиболее опасных) можно говорить о некоторой стабилизации их количества в период 2002–2007 гг., то образование отходов IV и V классов опасности за эти годы выросло в 1,5 и 2 раза соответственно.

В результате роста образования отходов и низкой степени их вторичного использования и обезвреживания значительное количество накопленных отходов находится, как правило, на промышленных площадках предприятий, занимая огромные площади.

На конец 2007 г. на территориях, принадлежащих предприятиям, размещено 26,7 млрд. т отходов.

Почти половина всех образовавшихся в 2007 г. отходов – 1735,35 млн. т, или 44,5 % – это отходы угледобычи в Кемеровской области (V класс – неопасные).

Среди других субъектов Российской Федерации, для которых данный показатель превышает или близок к 100 млн. т, можно выделить следующие:

Оренбургская область – 273,4 млн. т (7,0 % общероссийского объема),

Республика Саха (Якутия) – 246,6 млн. т (6,3 %),

Красноярский край – 233,3 млн. т (6,0 %),

Мурманская область – 202,8 млн. т (5,2 %),

Свердловская область – 195,7 млн. т (5,0 %),

Белгородская область – 127,0 млн. т (3,3 %),

Республика Карелия – 106,38 млн. т (2,7 %),

Иркутская область – 97,64 млн. т (2,5 %),

Читинская область – 83,71 млн. т (2,1 %).

9,10

Загрязнения окружающей среды бывают физические и химические. К физическим (энергетическим) загрязнениям относятся шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения радиоактивных веществ, тепловое излучение, возникающее в результате антропогенной деятельности.

Продолжающееся увеличение количества и разнообразие новых промышленных предприятий, химических производств, различных транспортных средств, химизация сельского хозяйства приводят к нарастающему загрязнению окружающей среды всевозможными химическими веществами (ксенобиотиками), попадающими в нее с газообразными, жидкими и твердыми выбросами и отходами.

Путь поступления	Физическая форма загрязнителя	Масштаб загрязнения
Выбросы в атмосферу	Газы, аэрозоли, твердые частицы	Локальное, региональное
Сбросы в водоемы, непосредственное загрязнение почв и растительности	Жидкие растворимые и нерастворимые соединения	Локальное, региональное
Захорошение отходов	Твердые и жидкие отходы	Локальное

Экологической ситуации в России присущи все основные черты и проявления глобального экологического кризиса. В последнее время прежде всего имеет место антропогенное загрязнение окружающей среды, уровни которого превышают допустимые.

Создавшаяся на сегодняшний день экологическая обстановка является чрезвычайной и опасной. В настоящее время ежегодные выбросы промышленных предприятий и транспорта России составляют около 25 млн. т. В настоящее время на территории страны находятся более 24 тыс. предприятий, загрязняющих окружающую среду. По официальным данным, более 65 млн. человек, проживающих в 187 городах, подвержены воздействию загрязняющих веществ, средние годовые концентрации которых превышают предельно допустимые нормы. Каждый десятый город России имеет высокий уровень загрязнения природных сред.

Значительное загрязнение атмосферы в них вызывают стационарные источники. Большая часть загрязняющих веществ приходится на газообразные и жидкие вещества и значительно меньшая часть — на твердые примеси. Суммарный выброс вредных газообразных веществ в атмосферу значительно увеличивают транспортные средства. Доля автомобильного транспорта в общем объеме выбросов составляет в среднем по Российской Федерации 35–40%, а в крупных городах доходит до 80–90%. Выделяемые автотранспортом выхлопные газы содержат более 200 вредных веществ и соединений. Наиболее известными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксид углерода, оксид и диоксид азота, альдегиды, углеводороды, свинец и др. Некоторые загрязнители воздуха обладают канцерогенными свойствами (бензпирен).

Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства).

В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атфосферу
Примеси	Основные источники		Средняя концентрация в воздухе мг/м3
	Ествественные	Ангропогенные
Пыль	Вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары	Сжигание топлива в промышленных и бытовых условиях	в городах 0,04 — 0,4
Диоксид серы	Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море	Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках	в городах до 1,0
Оксиды азота	Лесные пожары	Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции	В районах с развитой промышленностью до 0,2
Оксиды углерода	Лесные пожары, природный метан	Автотранспорт, испарение нефтепродуктов	В районах с развитой промышленностью до 0,3
Летучие углеводороды	Лесные пожары, природный метан	Автотранспорт, испарение нефтепродуктов	В районах с развитой промышленностью до 0,3
Полициклические ароматические углеводороды	-	Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы	В районах с развитой промышленностью до 0,01

Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест — это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

Загрязнение гидросферы

Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. Около 50% россиян вынуждены использовать для питья воду, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по ряду показателей. Качество воды 75% водных объектов России не отвечает нормативным требованиям.

В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы.

Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека.

Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТом 2761-84 “Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора”; СанПиН 2.1.4.544-96 “Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников”; ГН 2.1.5.689-98 “Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения” и др.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах. Нормы устанавливаются для следующих параметров воды водоемов: содержание примесей и взвешенных частиц, привкус, цветность, мутность и температура воды, показатель рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, ПДКв химических веществ и болезнетворных бактерий. ПДКв — это максимально допустимое загрязнение воды водоемов, при котором сохраняется безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования. Например, для бензола ПДКв составляет 0,5 мг/л.

Загрязнение почвы

Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др. Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества — канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

Нормирование химического загрязнения почв проводится по предельно допустимым концентрациям ПДКп в соответствии с ГН 6229-91 “Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных допустимых количеств химических веществ в почве”.

11

Биологические загрязнения

Говоря о биологическом загрязнении окружающей среды, обычно имеют в виду загрязнение организмами и веществами, негативно воздействующими на здоровье человека. Вредные вещества находятся в воде, почве, воздухе, в организме человека, да и в любой среднестатистической квартире найдётся множество биологических загрязнителей.

Под этим страшным термином обычно подразумевают вирусы, бактерии, плесневые грибки, шерсть животных, растительные аллергены, частички земли из цветочных горшков, продукты жизнедеятельности наших «соседей» - тараканов, мышей, клещей. Совершенно изолировать помещение от них нельзя: микроорганизмы переносятся людьми и животными, и аллергенами могут стать частички хитина клещей и тараканов, уличная пыль, втянутая кондиционером, белки из слюны животных, которые поднимаются в воздух вместе с пылью.

Высокая концентрация биологических загрязнителей в воздухе может вызывать аллергические реакции вплоть до бронхиальной астмы; возбудители некоторых инфекционных болезней (грипп, корь, паротит, туберкулез) также переносятся воздушным путем. В помещениях с низкой влажностью вся пыль находится в воздухе во взвешенном состоянии. Она проникает в легкие, вызывая дискомфорт, головокружение, постоянное покашливание, сухость слизистых, которые становятся особенно уязвимы, утрачивая влажный защитный слой.

Самые неприятные «гости» в квартире – плесневые грибки, болезнетворные микроорганизмы и клещи. Плесень активизируется в теплых и влажных местах, размножается, распространяя споры, которые могут прорастать на древесине, бумаге, коврах, пищевых продуктах, обоях. Грибки и микроорганизмы могут обитать внутри кондиционеров, очистителей и увлажнителей воздуха, если не соблюдаются правила ухода. В этом случае столь полезная техника приносит больше вреда, чем пользы. От плесени полностью избавиться невозможно, при неблагоприятных условиях её споры впадают в анабиоз и могут вновь прорасти через много лет.

Микроскопические клещи, обитающие в постельном белье, матрасах, коврах, на мягкой мебели и игрушках, сами по себе безвредны, но продукты их жизнедеятельности – фекалии и частички хитинового покрова – являются сильнейшими аллергенами, к которым особенно чувствительны маленькие дети. Бороться с плесенью и клещами можно комплексными мерами: стиркой постельного белья при высокой температуре, просушиванием постели на солнце, регулярной уборкой и поддержанием в квартире оптимальной влажности на уровне 30-40%.

Для поддержания в помещении оптимального уровня влажности используют увлажнители. Регулярные длительные проветривания и влажность на уровне 30-50% существенно снижают концентрацию загрязнителей в воздухе, это особенно важно, если в доме есть маленькие дети, пожилые люди или члены семьи с легочными заболеваниями. Зимой, при работе центрального отопления, воздух сильно иссушается, а пятиминутное проветривание много пользы не приносит. Сухой воздух вредит не только людям и животным, его плохо переносят даже растения, мебель, электропроводка.

На сегодняшний день самыми доступными способами, помогающими уменьшить концентрацию биологических загрязнителей в воздухе можно порекомендовать проведение следующих процедур:

- приобретите моющий пылесос с водяным фильтром, он будет эффективно собирать пыль и частицы бытовых аллергенов;

- установите воздухоочиститель;

- зимой дополнительно используйте увлажнители воздуха;

- перед сном проводите 10-15 минутное кварцевание комнаты, обязательно при отсутствии людей в помещении. После кварцевания комнату надо немного проветрить или включить очиститель воздуха.

Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, гельминты, простейшие. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организмов, в том числе и в самом человеке. Наиболее опасны возбудители инфекционных заболеваний. Они имеют различную устойчивость в окружающей среде. Одни способны жить вне организма человека всего несколько часов; находясь в воздухе, в воде, на разных предметах, они быстро погибают. Другие могут жить в окружающей среде от нескольких дней до нескольких лет. Для третьих окружающая среда является естественным местом обитания. Для четвертых - другие организмы, например дикие животные, являются местом сохранения и размножения. Часто источником инфекции является почва, в которой постоянно обитают возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены, некоторых грибковых заболеваний. В организм человека они могут попасть при повреждении кожных покровов, с немытыми продуктами питания, при нарушении правил гигиены. Болезнетворные микроорганизмы могут проникнуть в грунтовые воды и стать причиной инфекционных болезней человека. Поэтому воду из артезианских скважин, колодцев, родников необходимо перед питьем кипятить. Особенно загрязненными бывают открытые источники воды: реки, озера, пруды. Известны многочисленные случаи, когда загрязненные источники воды стали причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, дизентерии.

Биологическое загрязнение среды. Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате хозяйственной деятельности человека нехарактерных для них видов живых организмов (растений, животных, вирусов, бактерий и др.), ухудшающих условия существования биоценозов или негативно влияющих на здоровье человека.

Основными источниками биологического загрязнения являются сточные воды практически всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов и поселков, бытовые и промышленные свалки, кладбища и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву и подземные воды.

Особую опасность представляет биологическое загрязнение возбудителями инфекционных и паразитарных болезней, таких как чума, оспа, холера, дизентерия, клещевой энцефалит, СПИД и др., уничтожение которых представляет значительные трудности.

В последние годы возникла новая экологическая опасность — потенциальная возможность попадания из лабораторий или заводов в окружающую природную среду микроорганизмов и биологически активных веществ, оказывающих негативное воздействие на живые организмы и их сообщества, здоровье человека и его генофонд, что связано с бурным развитием биотехнологии и генной инженерии.

12

Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение. Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов. Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям.Решить проблему охраны атмосферы только при помощи очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий, и прежде всего внедрение безотходных технологий. Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды. Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения - переход на использование новых экологически безопасных источников энергии. В качестве частных решений защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей можно указать на установку фильтров и дожигающих устройств, замену добавок, содержащих свинец, организацию движения транспорта, которая уменьшит и исключит частую смену режимов работы двигателей (дорожные развязки, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т.д.). Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили. Озеленение городов и промышленных центров: зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей. Для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет панировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых насаждений. Необходимо учитывать направление основных ветров (розу ветров), рельеф местности и наличие водоемов, располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны лучше размещать вдали от жилых кварталов или за пределами города.

2

Для того чтобы предотвратить загрязнение окружающей природной среды и повысить эффективность использования производственных отходов, в Российской Федерации с 1996 г. осуществляется специальная федеральная программа «Отходы», цель которой – сконцентрировать финансовые, материально-технические ресурсы, производственный и научный потенциал для максимального вовлечения отходов в хозяйственный оборот. В частности, этой программой предусмотрено строительство комплексов по переработке отходов с использованием наиболее совершенных технологий – плазменного и пиролизного методов.

Решение проблемы промышленных отходов заключается не только в их сокращении, совершенствовании технологии обезвреживания и захоронения отходов и обеспечении экологической безопасности, но и в формировании правовой базы в области обращения с отходами. Именно с этой целью в 1998 г. был принят Федеральный закон РФ «Об отходах производства и потребления», разрабатывается система нормативных правовых актов, направленных на реализацию положений данного закона, в том числе:

- организацию и проведение мониторинга отходов;

- совершенствование и расширение экономических санкций за образование и - нерациональное использование отходов производства;

- оценку экологической опасности отходов и мест их размещения;

- разработку критериев класса опасности отходов;

- обеспечение экологической безопасности при трансграничных перевозках опасных отходов.

Последнее имеет особое значение в связи с тем, что в Россию ежегодно ввозятся сотни тысяч тонн различных отходов для их дальнейшего использования в производстве. Значительный объем импортируемых отходов занимают автомобильные покрышки (около 1 млн штук ежегодно), бывшие в употреблении, но сохранившие свои потребительские свойства и пригодные для дальнейшей эксплуатации в соответствии с отечественным ГОСТом. К сожалению, нередко часть импортируемых отходов обладает низким коэффициентом возможного использования и является скрытой формой импорта отходов, предназначенных для захоронения.

13

Антропогенное воздействие. Загрязнение и его виды

Под антропогенным воздействием на природную среду понимают прямое или опосредованное влияние человеческого общества на природу, приводящее к точечным, локальным или глобальным ее изменениям.

Сущность антропогенного воздействия на биосферу заключается в потреблении человечеством в процессе жизнедеятельности в целях выживания первичной биологической продукции. Последствия антропогенного воздействия могут быть интерпретированы как образование отходов – первичных (непосредственных «остатков» неиспользованного продукта биосферы, в т.ч. нарушенных) и вторичных (загрязнений различного вида). К вторичным отходам относятся синтезированные человекам, но чуждые природным экосистемам вещества.

Антропогенное воздействие характеризуется понятием «антропогенная нагрузка». Это величина прямого или опосредованного антропогенного воздействия на природную среду в целом или на ее отдельные компоненты. По расчетам специалистов, антропогенная нагрузка на природную среду удваивается каждые 10 – 15 лет.

Загрязнение природной среды – это поступление в природную среду веществ (твердых, жидких, газообразных), биологических агентов, различных видов энергии в          количествах и концентрациях, превышающих естественный для живых организмов уровень.

Существует несколько подходов к классификации загрязнений.

1. По происхождению различают природное и антропогенное загрязнение.

Природное загрязнение – это загрязнение окружающей среды, возникающее без участия человека или как результат его отдаленного косвенного влияния на природу. Основные источники природного загрязнения – стихийные, катастрофические природные процессы: сели, извержения вулканов, наводнения,  пожары и т.п.

Антропогенное загрязнение – любое загрязнение, вызванное деятельностью человека.

2. По объектам загрязнения различают: загрязнение вод, атмосферы, почвы, ландшафта.

3. По продолжительности и масштабу распространения различают загрязнение временное и постоянное; локальное, региональное, трансграничное и глобальное.

4. По источникам и видам загрязнителей различают следующие виды загрязнения: физическое, химическое, биологическое, биотическое, механическое.

Физическое загрязнение – загрязнение, проявляющееся в отклонениях от нормы ее температурно-энергетических, волновых, радиационных и других физических свойств. Этот вид загрязнения может быть представлен различными формами:

тепловое (термальное) загрязнение характеризуется периодическим или длительным повышением температуры среды выше естественного уровня; характерно для воздушной и водной сред (в результате выбросов/сбросов нагретых газов и отработанных вод);

световое загрязнение связано с периодическим или продолжительным превышением уровня естественной освещенности местности за счет использования источников искусственного освещения; характерно для индустриальных центров, больших городов, агломераций; эта форма загрязнения самостоятельно или в сочетании с другими формами загрязнения способна приводить к аномалиям в развитии живых организмов, стать причиной их миграции;

шумовое загрязнение характеризуется превышением уровня естественного шумового фона; основной его источник – технические устройства, транспорт и т.п.; особенно характерно для городов, окрестностей аэродромов, промышленных объектов; приводит к утомляемости человека, стрессовых состояниям, развитого нервно-психических заболеваний, при достижении уровня шума 90 дБ возможна потеря слуха; даже относительно невысокое, но продолжительное шумовое загрязнение природных экосистем ведет к их изменению (переселение отдельных видов, нарушению процессов воспроизводства и т.п.);

радиоактивноезагрязнение связано с превышением естественного радиационного фона и уровня содержания в природной среде радиоактивных элементов и веществ (одновременно мотает рассматриваться и как химическое загрязнение); основными источниками являются ядерные установки, испытания, аварии, искусственные трансурановые элементы, продукты деления ядер радиоактивных изотопов и т.п.; относится к числу особо опасных загрязнений для человека, животных и растений вследствие негативного влияния повышенных доз радиации на генетический аппарат и биологические структуры организмов;

электромагнитное – форма физического загрязнения окружающей среды, связанная с нарушением ее электромагнитных свойств; основные источники – линии электропередачи (ЛЭП), теле- и радиоустановки и пр.; относится к особо опасным загрязнениям, поскольку способно индуцировать нарушения в тонких биологических структурах живых организмов, кроме того, приводит к геофизическим аномалиям.

Химическое загрязнение – загрязнение окружающей среды, формирующееся в результате изменения ее естественных химических свойств или при поступлении в среду химических веществ, не свойственных ей, а также в концентрациях, превышающих фоновые (естественные); по определению ООН, химическими загрязнителями считаются все вещества и соединения, обнаруживаемые в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве; основными источниками загрязнения являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство.

Среди химических веществ особое место занимают вещества 1-го класса опасности, чрезвычайно опасные или высокотоксичные, для которых установлены минимальные значения присутствия в окружающей среде, поскольку сам факт наличия этих веществ, обладающих способностью накапливаться в живом организме, требует особого внимания. К ним относятся бериллий, ванадий, кобальт, никель, цинк, хром, свинец, ртуть и некоторые другие тяжелые металлы, металлоорганические соединения, нефтеотходы, цианистые соединения, пестициды, радиоактивные элементы.

К числу высокоопасных веществ, синтезированных человеком, относятся   диоксины, которые обладают мощным мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием. Диоксины обладают также способностью к биоаккумуляции, а вызываемые ими различные отклонения в развитии человека могут передаваться по наследству.

Биологическое загрязнение – это привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Этот вид загрязнения возникает в результате случайного естественного заноса чуждых для данной территории организмов, однако он чаще связан с деятельностью людей (в результате механического привнесения чуждых видов и создания биотехнологических продуктов). Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий мест обитания в результате физических, химических воздействий.

Особо опасным считается биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней человека и животных, а также вредителями и конкурентами сельскохозяйственных растений.

Форма биологического загрязнения – микробиологическое загрязнение связано с массовым размножением микроорганизмов на антропогенных или измененных человеком природных субстратах; особо опасны микроорганизмы, патогенные для человека, животных и растений, которые связаны с человеком по пищевым цепям (микробное загрязнение).

Биотическое загрязнение – это нежелательное с точки зрения человека превышение в среде (почве, воде, воздухе) содержания определенных видов биогенов 4 или появление новых для данной территории их видов. Основными источниками данного вида загрязнения являются смыв в водоемы минеральных и органических удобрений, накопление в среде нечистот, выделений, отмерших организмов, поступление искусственно синтезированных органических веществ.

Механическое загрязнение – это загрязнение окружающей среды относительно инертными в физико-химическом отношении бытовыми и производственными отходами (строительный и бытовой мусор, упаковочные материала и т.п.). В наибольшей степени этому виду загрязнения подвергаются почвы и водные объекты.

Засорение среды – одна из форм механического загрязнения, существенно ухудшающего эстетические и рекреационные качества среды. К данному виду загрязнения относится, например, засорение околокосмического пространства. По современным данным в ближнем космосе находится около 3000 т космического мусора.

14

Глобальные проблемы

Глобальные проблемы современности — это совокупность социоприродных проблем, от решения которых зависит социальный прогресс человечества и сохранение цивилизации. Эти проблемы характеризуются динамизмом, возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны, охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира.

Список глобальных проблем

Нерешенность проблемы отмены старения у людей и слабая информированность общественности о пренебрежимом старении

проблема «Север-Юг» — преодоление разрыва в развитии между богатыми и бедными странами, устранение нищеты, голода и неграмотности;

предотвращение термоядерной войны и обеспечение мира для всех народов, недопущение мировым сообществом несанкционированного распространения ядерных технологий, радиоактивного загрязнения окружающей среды;

предотвращение катастрофического загрязнения окружающей среды и снижения биоразнообразия;

обеспечение человечества ресурсами;

глобальное потепление;

озоновые дыры;

проблема сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний и СПИДа.

демографическое развитие (демографический взрыв в развивающихся странах и демографический кризис в развитых)

терроризм

Глобальные проблемы являются следствием противостояния природы и человеческой культуры, а также несоответствия или несовместимости разнонаправленных тенденций в ходе развития самой человеческой культуры. Естественная природа существует по принципу отрицательной обратной связи (см. биотическая регуляция окружающей среды), в то время как человеческая культура — по принципу положительной обратной связи.

Попытки решения

Демографический переход — естественный конец демографического взрыва 1960-х

Ядерное разоружение

Энергосбережение

Монреальский протокол (1989) — борьба с озоновыми дырами

Киотский протокол (1997) — борьба с глобальным потеплением.

Научные призы за успешное радикальное продление жизни млекопитающим (мышам) и их омоложение.

Римский клуб (1968)

15

Парниковый эффект

По прогнозам ученых, в ближайшие полстолетия температура Земли повысится на 2-3 градуса (а за последние 100 лет температура на планете повысилась в среднем на 6 градусов). Причиной такого термического разогрева является «парниковый эффект» - явление, первые исследования которого датируются уже 1861 годом.

Задержка тепла атмосферой – нормальный процесс, происходивший и до появления человека на Земле. Суть этого процесса состоит в том, что примерно 30% энергии, идущей от Солнца, отражается либо от облаков, либо от частиц, содержащихся в атмосфере, либо от поверхности Земли. Остальные 70% поглощаются облаками и поверхностью Земли. Поглощенная энергия переизлучается Землей и атмосферой уже в инфракрасном диапазоне. Атмосфера к тому же нагревается дополнительно восходящими потоками воздуха и теплом, выделяющимся при формировании облаков. Большая часть инфракрасного переизлучения, однако, задерживается парниковыми газами и облаками и возвращается к поверхности Земли. Так возникает «парниковый эффект». Именно поэтому на планете на 33 градуса теплее, чем было бы в отсутствие «парникового эффекта».

Роль парниковых газов играют второстепенные компоненты атмосферы – углекислый газ, метан, оксиды азота, тропосферный озон и хлорфторуглероды. «Первой скрипкой» здесь выступает углекислый газ, поскольку, во-первых, его доля в атмосфере несколько больше долей других парниковых газов, а во-вторых, именно у СО₂ в настоящее время наиболее интенсивно увеличивается концентрация в результате производственной деятельности человека (прежде всего из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).

Сжигание топлива – главный источник парниковых газов (прежде всего СО₂). СО₂ – основной продукт реакций сгорания угля, нефти, природного газа, сланцев и торфа. Увеличение содержания СО₂ и других парниковых газов в атмосфере однозначно должно приводить ко все более возрастающему удерживанию переизлучаемого Землей тепла и, следовательно, глобальному потеплению климата.

Углекислый газ задерживает половину тепла в атмосфере, однако у него есть конкурент – метан – гораздо более эффективный поглотитель инфракрасного излучения (хотя и содержащийся в атмосфере в значительно меньших количествах). Концентрация метана в атмосфере начала возрастать примерно 300 лет назад, а в последние 100 лет резко увеличилась. Анализ воздуха, заключенного в образцы глубинного льда Антарктиды и Гренландии показал, что концентрация атмосферного метана растет со скоростью 1% в год – в 2 раза быстрее, чем у СО₂! Интенсивное возделывание риса, разведение скота, сжигание биомассы в тропических лесах и саваннах, деятельность бактерий на свалках отходов, утечка газа при добыче угля и нефти – вот источники появления значительного количества метана в атмосфере. По прогнозам ученых, потепление климата, вызываемое метаном, может в ближайшем будущем сравняться по величине с потеплением, обусловленным накоплением в атмосфере СО₂.

16

ПРИЧИНЫ РОСТА КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОТЫ До недавнего времени большинство исследователей считали сжигание ископаемого топлива едва ли не единственной причиной роста содержания СО2 в воздухе в Х1Х и ХХ вв. Сегодня среди процессов,  нарушающих  редукцию почвенно-растительного покрова суши стоят такие, как: 1) сведение лесов; 2) земледелие; 3) перевыпас и ряд других нарушений. Сведение лесов при строительстве. горных разработках, создании водохранилищ и особенно превращение лесных земель в сельскохозяйственные считается важнейшим процессом, ведущим к невозобновимой убыли органического вещества биосферы. 25% содержащегося в атмосфере углекислого газа обязаны своим присутствием этому процессу. Сведение лесов и сжигание топлива по масштабам продуцируемого СО2 сейчас примерно уравновешивают друг друга. Дигрессия лесов происходит при чрезмерном использовании для отдыха и туризма, при загрязнении воздуха и в ряде других случаев (интенсивная пастьба, подтопление местности, осушение близлежащих болот и др.). Наблюдениями установлено, что даже незначительная по времени нагрузка вызывает изменения в почвенно-растительном покрове, сравнимые с теми, которые происходят при продолжительном использовании. Уплотнение почвы, происходящее в лесопарках, заказниках и т.д. ведет к уменьшению массы корней деревьев, из-за чего снижается прирост древесины, деревья становятся мельче, разреживается и укорачивается их хвоя. Механическое же повреждение деревьев приводит к развитию болезней и вредителей. При массовом посещении лесов гибнут нижние ярусы растительности, вытаптывается почвенная подстилка и страдает гумусовый горизонт. Так, на стоянках и площадках для отдыха в лесу запасы органического вещества в почве снижаются на 50% и более. Весьма ощутимо вырождение лесов при значительном загрязнении воздуха. Летучая зола, угольная и коксовая пыль закупоривают поры листьев, уменьшают доступ света к растениям и ослабляют процесс ассимиляции. Загрязнение почвы выбросами пыли металлов, мышьяковой пылью в соединении с суперфосфатом или серной кислотой отравляет корневую систему растений, задерживая ее рост.  Токсичен для растений и сернистый ангидрит. Полностью уничтожается растительность под воздействием дымов и газов медеплавильных комбинатов в непосредственной близости от них. Ущерб растительному покрову, и в первую очередь лесам, наносится при выпадении кислых осадков в результате разноса соединений серы на сотни и тысячи километров. Региональное деструктивное воздействие на лесные почвы оказывают кислые осадки. Ощутимое уменьшение биомассы лесов происходит, по-видимому, и из-за пожаров. Земледелие в наше время - мощный процесс, ведущий к быстрому уменьшению запасов гумуса в почвах и выделению СО2. Больше всего гумуса теряется в результате сильной эрозии и выдувания. Помимо этого возделываемые земли теряют гумус из-за его окисления при распашке почвы и выжигании растительности при подсечно-огневой системе земледелия. Постоянная потеря гумуса почвами замечена, когда в них истощаются запасы азота, не восполняемые удобрениями. В развитых странах в наше время азотное истощение почв компенсируется внесением минеральных азотных удобрений и посевами бобовых культур. Избыточная пастьба в тундрах, лесах, на лугах и особенно на засушливых землях приводит к их разрушению. В настоящее время особенно большой ущерб наносит землям Африки. Евразии, Латинской Америки и Австралии. Одновременно с опустыниваемых площадей постепенно удаляется почва с ее органическим веществом. Осушение болот приводит к окислению части накопленного в торфяниках органического вещества. Кроме того, при удалении метрового слоя болотных вод с площади в 1 га дополнительно высвобождаются и окисляются десятки тонн растворенного органического вещества. Орошение земель также в ряде случаев приводит к потерям почвы в результате ирригационной эрозии. В то же время правильная мелиорация бедных пустынных земель, наоборот, мероприятие, которое увеличивает ресурсы органического вещества в почве. В настоящее время ежегодно 0,2-0,3 млн. га орошаемых земель превращаются в пустоши из-за засоления и заболачивания. После этого они чаще всего быстро разрушаются. Строительство и рост городов, создание коммуникаций и горные разработки ведут, как правило, к полному разрушению почвенно-растительного покрова, хотя затем на части охваченных этими процессами территорий создаются культурные почвы и растительность. Это лишь отчасти компенсирует потери органического вещества. В настоящее время размах строительства городов и коммуникаций и добыча полезных ископаемых увеличиваются так быстро,  что несколько десятков миллионов гектаров суши будут представлять собой земли, нарушенные горными разработками. Очевидно, не будет преувеличением считать, что ежегодно строительные работы и горная добыча разрушают почвенно-растительный покров на площади 5-10 млн. га, что ведет к убыли  запасов органического вещества биосферы, исчисляемой десятками и сотнями тонн в сухом весе с 1га. Даже самый осторожный подсчет должен дать суммарную цифру ежегодных потерь в несколько сот миллионов тонн органического вещества.

2

Сенсационными оказались результаты двух крупномасштабных проектов по изучению причин глобального потепления. Авторы исследований доказали, что вклад человечества в общий объем выброса углекислоты составляет хорошо если 10%. И это при том, что и связь парниковых газов (углекислоты, метана и т.д.) с потеплением атмосферы - всего лишь гипотеза, причем не доказанная. В общем, то, с чем так яростно боролась прогрессивная общественность, оказалось иллюзией. Киотский протокол, "зеленые" автомобили и даже выведение коров с пониженным метеоризмом больше не актуальны. Так неужели глобальное потепление такой же научный миф, как фреоновая опасность для озона или страшный вред асбеста? Или, как всегда, здесь замешаны чьи-то огромные материальные или политические интересы? На планете стало теплее, с этим можно не спорить. В средней полосе России уже начинают забывать, что такое валенки, а африканская пустыня Сахара каждый год увеличивается на сотни тысяч гектаров и сжирает оазисы. Глобальное потепление, безусловно, существует, причем уже много столетий. И сейчас ученые постарались найти простое объяснение этому процессу. Заметили, что кривая роста температуры на Земле почти точно совпадает с кривой увеличения содержания в атмосфере углекислого газа. Ага, вот и причина - промышленность и сельское хозяйство всего мира постоянно увеличивают выброс углекислоты в атмосферу, которая действует как пленка в парнике и не дает избыточному теплу раствориться в космосе. А сжигание топлива на ТЭС, выхлопы миллионов автомобилей, производство металлов и строительных материалов и даже, извините, метеоризм у крупного рогатого скота сопровождаются выбросом углекислоты и других парниковых газов. Главы мирового сообщества согласились с "парниковой" теорией и подписали Киотский протокол, ограничивающий выбросы таких газов для каждой страны определенной квотой. Причем у стран, не выработавших квоту, "нарушители конвенции" могут ее перекупить - Россия с ее все еще не возродившейся промышленностью может заработать $15 млрд. Однако это лишь гипотеза, с которой далеко не все согласны. Например, российский геофизик Олег Сорохтин считает, что в данном случае просто перепутаны причины и следствие. Больше всего СО2 содержится в океанской воде, а при увеличении температуры, как известно, растворимость газов уменьшается, то есть при общем потеплении из воды в атмосферу выбрасывается огромное количество якобы парникового газа. А причиной глобального потепления является, скорее всего, увеличение активности Солнца - такое бывало и прежде, в истории Земли ледниковые периоды чередовались с потеплением. Так же считают член-корреспондент РАН Андрей Капица и множество зарубежных ученых. Но даже если согласиться со сторонниками парниковой теории, вина человека сильно преувеличена. Только что французские геологи показали, что предыдущие расчеты количества углекислоты, выбрасываемой во время извержений вулканов, совершенно неправильны. На самом деле наибольшее количество этого газа попадает в атмосферу в результате разложения карбонатных пород, по которым изливается лава с очень высокой температурой. (В промышленности аналогичный процесс разложения известняка применяют для получения негашеной извести.) Мало того, практически одновременно ученые из Университета Аризоны доказали, что мы неправильно считаем и вред от лесных пожаров. Оказывается, такие пожары также выбрасывают в атмосферу намного больше углекислоты, чем считалось раньше (вот здесь, кстати, уже может быть виноват человек, не затушивший окурок). Если вся хозяйственная деятельность людей обеспечивает выброс до 27 млн тонн СО2 в год, то лесные пожары добавляют еще примерно 15 млн тонн. Всего в атмосферу выбрасывается до 230 млн тонн этого газа, то есть мы "виновны" лишь примерно в 10% выбросов. Стоило ли копья ломать? Американцы вот не подписали Киотский протокол, не желая сдерживать рост промышленности. На самом деле все-таки стоило, и всемирная битва с углекислотой принесла и еще принесет много трофеев. Для снижения выбросов необходимо модернизировать промышленность: увеличивать к.п.д. теплостанций и всех агрегатов, использующих процессы горения, использовать парогазовые котлы, разрабатывать автомобильные двигатели с меньшим расходом топлива, вообще искать и применять альтернативные источники энергии. А в условиях экономического кризиса такие разработки особенно желательны, и совершенно не важно, что они вызваны в сущности неправильным пониманием причин глобального потепления. Доказано, что фрейдизм не применим к здоровым людям, однако теория Фрейда вызвала расцвет психиатрии и психологии. Несколько фрейдистский страх перед глобальным потеплением поможет человечеству выйти из кризиса обновленным, как пожар Москвы 1812 года "способствовал ей многим к украшенью".

17

Последствия парникового эффекта 1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат. 2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе. 3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть. 4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов. 5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как: а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря; б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов. Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м. 6. Сократятся жилые земли. 7. Нарушится водосолевой баланс океанов. 8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов. 9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных. Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез. 

Примерный прогноз последствий глобального потепления.

В последние несколько лет опубликовано достаточно много прогнозов о разрушительных последствиях глобального потепления. Основные выводы следующие: увеличится количество и продолжительность засух, лесных пожаров, мощных наводнений, ураганов; эпидемий и пр.

 Согласно существующим прогнозам к 2025 году средняя глобальная температура на нашей планете увеличится  на 1- 1,5 оС, а к концу 21 века она повысится еще на 3.5- 4 о С при условии, что выбросы СО2 так же будут расти. К чему это может  привести? Ведь температура не будет увеличиваться везде равномерно. Самые незначительные изменения произойдут в районе экватора в тропических широтах. На этих территориях существенно может измениться, пожалуй, только распределение и количество атмосферных осадков. Данный факт может в свою очередь привести к постепенному увлажнению прилегающих к этим территориям пустынь, смене саванн на влажные тропические леса.

 Весьма серьёзные изменения возможны на территории умеренного пояса северного полушария, особенно на значительной части России. Зимы станут мягче на 5-7 о С. Они будут слабо морозными  с обильными снегопадами. Резкие колебания температур будут также как и сейчас причиной свободного распространения холодных потоков воздуха с Северного Ледовитого океана. Но всё же количество морозных дней будет сокращаться. Весенние паводки станут более обильными, лето станет более жарким и продолжительным. Осенний период также будет более длительным и мягким. Однако увеличение теплых дней повлечет за собой и увеличение количества атмосферных осадков на 10-20 % .

Особую тревогу вызывают многолетнемерзлые грунты.  В результате потепления скорость их таяния резко усиливается и сокращаются их площади. А ведь многие поселки и города, а также трубопроводы, транспортные магистрали и многое другое в Восточной Сибири построены именно с учетом этой многолетней мерзлоты. Ее подтаивание  вместе с заболачиванием огромных территорий приведет к разрушениям производственных и жилых зданий и коммуникаций.

Несмотря на достаточно большое  количество плюсов  глобального потепления для России есть и негативные факторы. Благодаря перемещению к северу ландшафтных областей будет происходить смещение в этом же направлении засушливых ландшафтов. Степная и лесостепная области, являющимися главными житницы страны, из-за частых засух превратятся в песчаные и глинистые пустыни. И, хотя условия климата в северных областях станут более мягкими плодородие почв на этих территориях не увеличится.

Серьезные климатические изменения могут ожидать страны Африки, Южной Азии, Ближнего и Среднего Востока и Юго-Восточной Азии, а также  Центральной и Южной Америки. Во всех перечисленный регионах температура почти не изменится, но станет выпадать значительно меньшее количество осадков, так как при глобальном потеплении разница между экваториальными и полярными районами становится менее заметной. Это в свою очередь  приведет к ослаблению деятельности циклонов и соответственно – уменьшению влаги и ее перераспределению на суше.  Тропики и субтропики все чаще будут подвержены жесточайшим засухам и лесным пожарам, станут быстро распространяться пустыни. В Западной Европе, США,  Китае и Японии, а также в некоторых районах Юго-восточной Азии климат почти не  измениться, но в этих регионах все чаще будут бушевать экстремальные засухи и жара.

В связи с продолжающимся потеплением все быстрее станут распространяться различные эпидемии.

Особую тревогу вызывает то, что в в результате таяния ледников в Антарктиде и Гренландии, ледового покрова Северного Ледовитого океана и его островов возможен серьезный подъем уровня вод Мирового океана. Согласно одному из прогнозов о повышении уровня мирового океана через несколько лет после начала интенсивного таяния ледников, уровень океана поднимется на 6-8 метров. Увеличение уровня мирового океана даже полметра может привести к тому, что многие приморские прибрежные районы Канады, США, и Европы могут исчезнуть под водой. Та же обстановка может сложиться и на низменностях севера Сибири, а также на арктических островах. Но вместе с тем Северный Ледовитый океан будет освобождаться от многолетнего льда, который станет возникать только в зимнее время.

 Потепление может сказаться и на течении Гольфстрим, которое согревает берега Скандинавии. Течение может замедлиться в результате потепления. Это связано с тем, что оно существует за счет разности температур между высокими и низкими широтами, а вследствие потепления разница температур может стать значительно ниже, что в свою очередь значительно замедлит течение.

 В любом случае, даже не смотря на достаточно оптимистичный по сравнению с другими прогноз, происходящие изменения не сулят человечеству ничего хорошего.

18

   Озон, находящийся на высоте около 25 км от земной поверхности, пребывает в состоянии динамического равновесия. Он представляет собой слой повышенной концентрации толщиной около 3 мм. Стратосферный озон поглощает жесткую ультрафиолетовую радиацию Солнца и этим защищает все живое на Земле. Озон также поглощает инфракрасное излучение Земли и является одним из обязательных условий сохранения жизни на нашей планете. XX век принес человечеству немало благ, связанных с бур­ным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загряз­няющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распро­странена, что возникают глобальные экологические проблемы.     В результате многих внешних воздействий озоновый слой начинает истончаться по сравнению со своим естественным состоянием, а при некоторых условиях над определенными территориями и вовсе исчезать – появляются озоновые дыры, чреватые необратимыми последствиями. Сначала они наблюдались ближе к южному полюсу Земли, но недавно были замечены и над азиатской частью России. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи и ряд других тяжёлых болезней. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные. Хотя человечеством были приняты различные меры по восстановлению озонового слоя (например, под давлением экологических организаций многие промышленные предприятия пошли на дополнительные затраты для установки различных фильтров для уменьшения вредных выбросов в атмосферу), этот сложный процесс займёт несколько десятилетий. Прежде всего, это обусловлено огромным объёмом уже накопленных в атмосфере веществ, способствующих его разрушению. Поэтому я считаю, что проблема озонового слоя остаётся актуальной и в наше время. Глава 1. Природа и значение озонового экрана. Наряду с видимым светом Солнце излучает ультрафиолетовые волны. Ультрафиолетовое излучение похоже на световое, но длина его волн несколько короче, чем у фиолетовых волн, самых коротковолновых из воспринимаемых глазом человека. Хотя ультрафиолетовые лучи невидимы, они обладают большей энергией, чем видимые. Проникая сквозь атмосферу и поглощаясь тканями живых организмов, они разрушают молекулы белков и ДНК. Именно это происходит, когда вы загораете. Если бы всё ультрафиолетовое излучение, попадающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь. Даже небольшая, доступная нам часть этого количества (менее 1%) вызывает загар и ежегодно 200 000-600 000 случаев рака кожи в США. Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (свыше 99%) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 километров от поверхности земли. Этот слой обычно называют озоновым экраном. При поглощении ультрафиолета в атмосфере образуется своего рода смесь, в которой преобладают свободные электроны, нейтральные атомы кислорода, положительные ионы молекул кислорода. При их взаимодействии и образуется озон. Взаимодействие ультрафиолетового излучения с кислородом происходит по всей высоте атмосферы - есть сведения, что в мезосфере, на высоте от 50 до 80 километров, уже наблюдается процесс образования озона, который продолжается в стратосфере (от 15 до 50 км) и в тропосфере (до 15 км). Вместе с тем верхние слои атмосферы, в частности мезосфера, подвержены такому сильному воздействию коротковолнового ультрафиолета, что ионизуются и распадаются молекулы всех составляющих атмосферу газов. Не может не разлагаться и только что образовавшийся там озон, тем более, что для этого требуется почти такая же энергия, как и для молекул кислорода. И тем не менее разрушается он не полностью - часть озона, который в 1,62 раза тяжелей воздуха, опускается в нижние слои атмосферы до высоты 20-25 километров, где плотность атмосферы  позволяет ему находиться как бы в равновесном состоянии. Там молекулы озона создают слой повышенной концентрации, то есть озоновый слой. Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод  (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы. Озон, также,  регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира. По мнению врачей, каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 процента увеличивается количество раковых заболеваний кожи, значительно возрастает  число болезней, вызванных ослаблением иммунной системы человека. Наибольшему риску подвержены жители северного полушария со светлой кожей. Но страдают не только люди. УФ-В излучение, к примеру, крайне вредно для планктона, мальков, креветок, крабов, водорослей, обитающих на поверхности океана. Глава 2. Формирование и разрушение озонового слоя. Как уже было сказано, озон в стратосфере – это продукт воздействия самого ультрафиолета (УФ) на молекулы кислорода (О2). В результате некоторые из них распадаются на свободные атомы, а те в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы О, реагируя с молекулами озона, дают две молекулы О2. Таким образом, количество озона в стратосфере не статично; оно представляет собой результат равновесия между этими двумя реакциями.  Разрушение озонового слоя – это разделение молекул озона, которое вызывают встречаемые в стратосфере вещества, разрушающие озоновый слой (OSNV), возникающие в результате природных процессов (например, извержения вулканов) или эмитированные (высвобожденные) в результате деятельности человека, и содержащие хлор (Cl) или бром (Br); а также метан или оксид азота (I) – (N2O). Самые существенные этапы разрушения озонового слоя: 1)Эмиссии: в результате деятельности человека, а также в результате природных процессов на Земле эмитируются (высвобождаются) газы, содержащие галогены (бром и хлор), т.е. вещества, разрушающие озоновый слой. 2)Аккумулирование (эмитированные газы, содержащие галогены, аккумулируются (накапливаются) в нижних атмосферных слоях, и под воздействием ветра, а также потоков воздуха перемещаются в регионы, которые не находятся в прямой близости с источниками такой эмиссии газов). 3)Перемещение (аккумулированные газы, содержащие галогены, с помощью потоков воздуха перемещаются в стратосферу). 4)Преобразование (бóльшая часть газов, содержащих галогены, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в стратосфере преобразуется в легко реагирующие галогенные газы, в результате чего в полярных регионах Земного шара разрушение озонового слоя происходит сравнительно активнее). 5)Химические реакции (легко реагирующие галогенные газы вызывают разрушение озона стратосферы; фактор, способствующий реакциям – полярные стратосферные облака). 6)Удаление (под воздействием воздушных потоков легко реагирующие галогенные газы возвращаются в тропосферу, где из-за присутствующей в облаках влажности и дождей разделяются, и таким образом из атмосферы полностью удаляются). Глава 3. Причины разрушения озонового слоя.  В 1970-е годы учёные предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разделения озона. А люди ежегодно пополняют состав атмосферы свободным хлором и прочими вредными веществами. Причём относительно небольшое их количество может наносить значительный ущерб озоновому экрану, причём это влияние буде продолжаться неопределённо долго, так как атомы хлора, например, покидают стратосферу очень медленно. Большая часть хлора, используемая на земле, например, для очистки воды, представлена его растворимыми в воде соединениями ионами. Следовательно, ни вымываются из атмосферы осадками задолго до того, как попасть в стратосферу. Хлорфторуглероды (ХФУ) очень летучи и нерастворимы в воде. Следовательно, они не вымываются из атмосферы и, продолжая распространяться в ней, достигают стратосферы. Там они могут разлагаться, высвобождая атомарный хлор, который собственно и разрушает озон. Таким образом, ХФУ наносят ущерб, выступая в роли переносчиков атомов хлора в стратосферу. Хлорфторуглероды относительно инертны химически, негорючи и ядовиты. Более того, будучи газами при комнатной температуре, они ожигаются при небольшом давлении в выделением тепла, а испаряясь, вновь его поглощают и охлаждаются. Эти свойства позволили применять их в следующих целях. 1)Хлорфторуглероды используются практически во всех холодильниках, кондиционерах воздуха и тепловых насосах как хлорагенты. Поскольку эти приспособления рано или поздно ломаются и выбрасываются, содержащиеся в них ХФУ обычно попадают в атмосферу.  2) Вторая важнейшая область их применения – производство пористых пластмасс. ХФУ подмешивают в жидкие пластмассы при повышенном давлении (они растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, они вспенивают пластмассу, как углекислый газ вспенивает содовую воду. И при этом улетучиваются в атмосферу.          3)Третья основная область их применения – электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем, которая должна быть весьма тщательной. И опять же, хлорфторуглероды попадают в атмосферу. Наконец, в большинстве стран, кроме США их, до сих пор используют как носители в аэрозольных баллончиках, которые распыляют их в воздухе. Ряд промышленных стран (например, Япония) уже объявили об отказе от использования долгоживущих фреонов и переходе на короткоживущие, время жизни которых существенно меньше года. Однако в развивающихся странах такой переход (требующий обновления ряда областей промышленности и хозяйства) встречает понятные трудности, поэтому реально вряд ли можно ожидать полного прекращения в обозримые десятилетия выброса долгоживущих фреонов, а значит, и проблема сохранения озонового слоя будет стоять очень остро. В.Л.Сывороткин разработал альтернативную гипотезу, согласно которой озоновый слой уменьшается по естественным причинам. Известно, что цикл разрушения озона хлором не единственный. Существуют также азотный и водородный циклы разрушения озона. Именно водород - "главный газ Земли". Основные его запасы сосредоточены в ядре планеты и через систему глубинных разломов (рифтов) поступают в атмосферу. По примерным оценкам, природного водорода в десятки тысяч раз больше, чем хлора в техногенных фреонах. Однако решающим фактором в пользу водородной гипотезы Сывороткин В.Л. считает то, что очаги озоновых аномалий всегда располагаются над центрами водородной дегазации Земли. Разрушение озона происходит также из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, соединений азота, брома. Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет. Предполагается множество других причин ослабления озонового щита. Во-первых,– это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Во-вторых, самолеты, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км, дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога. В-третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений. Очень важную роль в разрушении озона играет пар. Эта роль реализуется через молекулы гидроксила OH, которые рождаются из молекул воды и в конце превращаются в них. Поэтому от количества пара в стратосфере зависит скорость разрушения озона. Таким образом, причин разрушения озонового слоя немало, и  несмотря на всю его важность, большинство их – это результат человеческой деятельности. Глава 4. Озоновые дыры и их влияние. Озоновая дыра — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. До недавнего времени состояние слоя озона не внушало опасений. Тревожные сигналы начали поступать 20 лет назад. С началом космических исследований атмосферы Земли  осенью 1985 года обнаружено нарушение озонового слоя над Антарктидой. Оказалось, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере там значительно ниже нормы. Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшалось — иногда в большей степени, иногда в меньшей. В последующие годы ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород. В результате этих реакций молекулы озона (O3) превращаются в молекулы кислорода (O2), причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе (каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона до того, как они удалятся из атмосферы под действием других химических реакций). Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает. В феврале 1989 года ученые исследовали стратосферу над Арктикой и обнаружили присутствие тех же самых химических факторов. Они пришли к выводу, что и тут содержание озона может резко сократиться. Это будет зависеть только от конкретных погодных условий очередного года. Если над Арктикой образуется озоновая дыра, то последствия будут гораздо более серьёзными, т.к. там гораздо больше организмов, которые могут пострадать. Даже периодическое раскрытие такой дыры над Антарктидой чревато значительными потерями морского фитопланктона. А это, в свою очередь, сильно повлияет практически на всех антарктических животных от пингвинов до китов, так как фитопланктон – основа почти всех пищевых цепей данного региона. Если нынешние выбросы ХФУ в атмосферу сохранятся, то можно ожидать лишь расширения и «углубления» озоновых дыр над полюсами. Естественно, это повлечёт за собой разрежение озонового слоя над всей планетой, что совершенно недопустимо как для животного мира, так и для всего человечества в целом. Однако, существует и другая точка зрения. Откуда озоновые дыры вдали от техногенных регионов, например, в Якутии, Тибете и  над безлюдными территориями Сибири? Существует мнение, что изменения циркуляции атмосферы вызваны стационарными планетарными волнами, которые проникают в стратосферу в зимне-весенний период, сильно влияя на распределение озона и других ее составляющих в средних и высоких широтах. Один из источников этих волн - разные температуры над поверхностями континентов и океанов, поэтому изменения температуры океанской поверхности сказываются на волновой активности. При длительном же ослаблении волновой активности усиливаются западные ветры в стратосфере, охлаждается ее нижняя часть, формируются полярные стратосферные облака и, тем самым, условия для разрушения озона. Циркуляция в стратосфере за последние 20 лет могла сильно измениться. Так что основной причиной озоновой "дыры" в Антарктике вполне может быть длительное ослабление волновой активности стратосферы, связанное с очень медленными процессами в Мировом океане. Сопоставив изменения волновой активности стратосферы и содержания озона в 1979-1992 гг., специалисты заключили, что ослаблению активности отвечает снижение концентрации озона в средних и высоких широтах из-за меньшего межширотного обмена. Похоже, что летом 1980 г. резко изменилась циркуляция в стратосфере и возникли условия для образования озоновой "дыры".  В последнее время появление озоновых дыр наблюдается периодически  и над всей поверхностью земли. Кроме того, истончается сам озоновый слой Земли. Для человека это грозит повышением раковых образований кожи. Но если человек может защитить себя от ультрафиолетового излучения, то животный и растительный мир остаётся перед ним беззащитным. Учеными ведутся поиски путей восстановления озонового слоя. Вначале для этой цели предлагалось создание фабрик по производству озона, после чего доставлять оный на самолетах в атмосферу. Другим вариантом является создание аэростатов оснащенных лазерами, имеющих питание от солнечных батарей, которые будут использовать кислород для создания озона. Наиболее же реальным выходом из этой ситуации является сокращение вырубки лесов, и увеличением зеленых насаждений. Заключение. Проблема озонового слоя – это одна из глобальных проблем современности. Как известно, жизнь на Земле появилась только после того, как образовался охранный озоновый слой планеты, прикрывший ее от жестокого ультрафиолетового излучения. Именно поэтому в цели защиты озонового экрана созывались множество различных конференций и симпозиумов, в результате которых были достигнуты определённые соглашения в области сокращения вредных производств. В частности, 22 марта 1985 года была принята Венская конвенция «Об охране озонового слоя», в которой страны-участники конвенции договорились о необходимости проводить систематические и фундаментальные исследования, связанные с озоновым слоем, включить в законодательство требования по уменьшению и ликвидации эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой, а также создать специальную международную институцию по способствованию и координированию охраны озонового слоя – Секретариат по озону. На встрече в Хельсинки в 1989 году было намечено полностью отказаться от использования в производстве хлорфторуглеродов к 2000 году. Однако проблема не так проста как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что в уже выпущенных холодильниках и кондиционерах накоплено слишком много ХФУ: по мере их обычного выхода из строя количество вредных газов в атмосфере будет продолжать увеличиваться ещё многие годы даже в случае полного и немедленного запрещения производства. Для дальнейшего успеха необходимы следующие меры:        1) Продолжать наблюдения за озоновым слоем, чтобы оперативно отслеживать непредвиденные изменения; обеспечить выполнение странами принятых соглашений;        2) Продолжать работу по определению причин изменений озонового слоя и оценивать вредные свойства новых химикатов в отношении разрушения озона и влияния на изменение климата в целом;         3) Продолжать предоставлять информацию о технологиях и замещающих соединениях, позволяющую использовать холодильную технику, кондиционирование воздуха и теплоизоляционные пеноматериалы, не нанося ущерба озоновому слою.

19

.  Причины выпадения кислотных осадков

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

Среди весьма серьезных проблем экологического плана наибольшее беспокойство вызывает нарастающее загрязнение воздушного бассейна Земли примесями, имеющими антропогенную природу. Атмосферный воздух является основной средой деятельности биосферы, в том числе человека. В период промышленной и научно-технической революции увеличился объем эмиссии в атмосферу газов и аэрозолей антропогенного происхождения. По ориентировочным данным ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенопроизводных и других соединений. Основными источниками атмосферных загрязнений являются энергетические установки, в которых используется минеральное топливо, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, авиационный и автомобильный транспорт.

Смесь ряда первичных и вторичных загрязнителей, образующихся в нижней тропосфере, когда некоторые из первичных загрязнителей (особенно оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин) взаимодействуют друг с другом под влиянием солнечного света, называется фотохимическим смогом. Фотохимический смог характерен фактически для всех современных больших городов, но наиболее часто он встречается в городах с преобладанием солнечных дней, с сухим и теплым климатом и большим количеством автомобилей. К большим городам с представляющим опасность для здоровья фотохимическим смогом относятся Лос-Анджелес, Денвер, Солт-Лейк-Сити, Сидней, Мехико и Буэнос-Айрес. Фотохимическое загрязнение обнаруживается в основном летом. Наблюдается фотохимический смог в тропических и субтропических регионах там, где периодически сжигали траву в саваннах.

Частота и плотность смога на данной территории зависят от климата и рельефа местности, плотности населения и промышленности, а также от основных видов топлива, используемого в промышленности, на теплоцентралях и на транспорте. В районах с большим среднегодовым количеством осадков дождь и снег помогают очистить воздух от загрязнителей. Ветры также способствуют удалению загрязнителей и приносят свежий воздух, но они, же и переносят некоторые загрязнители на большие расстояния.

Холмы и горы создают преграду на пути ветров, в результате чего в низинах в приземном слое увеличивается загрязнение воздуха. Высокие здания в больших городах также замедляют скорость ветра и, соответственно, способствуют созданию высоких концентраций загрязнителей.

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O —> H2CO3). Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и еще во многих странах земного шара.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.

Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца еще не изучен, сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.

На основе изучения процесса возникновения кислотных дождей в атмосфере были выделены следующие блоки модели (рис.1).

Кислотные осадки иллюстрируют пороговый эффект. Большинство почв, озер и рек содержат щелочные химические вещества, которые могут взаимодействовать с некоторым количеством кислот, нейтрализуя их. Однако регулярное многолетнее воздействие кислот истощает большинство из этих сдерживающих закисление веществ.

Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья трубы высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости ветра 2 м/с выброс из трубы будет отнесен на 10 км, частицы меньшего диаметра осядут на еще большем расстоянии. Оседанию способствует сорбция их на поверхности более крупных частиц. В отсутствие атмосферных осадков происходит выпадение аэрозолей в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Так, воздушные потоки, переносящие загрязнения, очищаются, встречая на своем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества.

Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчете на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Казалось, что как ни велика общая масса отходов, по сравнению с защитными ресурсами она незначительна. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.

Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе угрозу не только здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Наличие в воздухе соединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшает качество промышленных изделий и материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.

Вредные для человека и для природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, установлено, что выбросы промышленных предприятий ФРГ и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США - на территории Канады. Вредоносные последствия загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по данным Европейской экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных потоках с запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.

Несколько десятилетий назад выражения “кислотные осадки” и “кислотные дожди” были известны лишь исключительно ученым, посвященным в определенных, специализированных областях экологии и химии атмосферы. За последние несколько лет эти выражения стали повседневными, вызывающими беспокойство во многих странах мира. Проблема кислотных дождей стала одной из экологических проблем глобального масштаба. Кислотные осадки являются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать и уже в некоторых регионах вызывает существенные экономические и социальные издержки. Имитационная модель возникновения кислотных дождей в атмосфере может быть использована для решения этой проблемы. Из этой модели видно, что основной причиной кислотных дождей является антропогенная деятельность. Международный исследовательский институт прикладного системного анализа (IIASA) проводит изучение моделей с целью установления возможной кислотности почв, вод и т.п. через десятки лет. Результаты говорят о том, что почвы и леса в Европе могут быть спасены от дальнейшего закисления только путем значительного сокращения выбросов. Эти выбросы должно самостоятельно регулировать каждое государство. Для уменьшения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу существует ряд способов:

-  сильное сокращение использования энергии;

-  ввод новых технологий, установка фильтрующего оборудования;

-  использование слабозагрязняющих либо совсем незагрязняющих источников энергии.

Подобное решение звучит довольно нереально. Ни одно государство не согласится уменьшить масштабы потребления энергии и тем самым ухудшить уровень жизни. Ввод новых технологий и установка фильтрующего оборудования также представляют собой экономическую проблему. Тем не менее, единственным решением проблемы кислотных дождей видится в сокращении потребления энергии, улучшении контроля над выбросами или разработке альтернативных методов производства электроэнергии, иначе мы, несмотря, ни на какие усилия, окажемся на «непригодной для жизни планете».

КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Впервые термин "кислотный дождь" был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O -> H2CO3). [5, с. 423-424] Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина - кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Термин рН используют в качестве показателя кислотности воды. "Термин рН значит в переводе с английского "показатель степени концентрации ионов водорода". [5, с. 428]

Значение рН измеряется на шкале от 0 до 14. В воде и водных растворах присутствуют как ионы водорода(Н+), так и гидроксид-ионы (ОН-). Когда концентрация ионов водорода (Н+) в воде или растворе равна концентрации гидроксид-ионов (ОН-) в том же растворе, то такой раствор является нейтральным. Значение рН нейтрального раствора равняются 7 (на шкале от 0 до 14). Как вы уже знаете, при растворении кислот в воде повышается концентрация свободных ионов водорода (Н+). Они то и повышают кислотность воды или, иными словами, рН воды. При этом, с повышением концентрации ионов водорода (Н+) понижается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). Те растворы, значение рН которых на приведенной шкале находится в пределах от 0 до <7, называются кислыми. Когда в воду попадают щелочи, то в воде повышается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). При этом в растворе понижается концентрация ионов водорода (Н+). Растворы, значение рН которых находится в пределах от >7 до 14, называются щелочными.

Следует обратить внимание еще на одну особенность шкалы рН. Каждая последующая ступенька на шкале рН говорит о десятикратном уменьшении концентрации ионов водорода (Н+) (и, соответственно, кислотности) в растворе и увеличении концентрации гидроксид-ионов (ОН-). Например, кислотность вещества со значением рН4 в десять раз выше кислотности вещества со значением рН5, в сто раз выше, чем кислотность вещества со значением рН6 и в сто тысяч раз выше, чем кислотность вещества со значением рН9.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и еще во многих странах земного шара.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.

Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьезные заболевания.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца еще не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы...в совокупности приводят к деградации лесов.

Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов, - это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

20

Сточные воды, их состав, классификация

Сточные воды от населенных мест и промышленных предприятий могут быть классифицированы по трем признакам:

по месту образования;

по виду содержащихся в стоках веществ;

по фазово-дисперсному состоянию загрязнений.

По месту образования сточные воды могут быть:

Бытовые – от раковин, унитазов, ванн и др. источников стоков, установленных в жилых, общественных, коммунальных и промышленных зданиях.

Производственные – стоки, образующиеся при использовании воды для различных технологических процессов производства.

Атмосферные – образуются на поверхности проездов, площадей и крыш зданий при выпадении осадков. К этой категории относятся дождевые и талые стоки, а также воды от поливки улиц (поливомоечные).

Все категории сточных вод в той или иной степени содержат загрязнения, вид и состав которых позволяет делить стоки по виду содержащихся в них веществ. Различают три следующие основные группы загрязнений:

Минеральные загрязнения. К ним относятся: песок, глинистые частицы, частицы руды, шлака, растворимые неорганические соли, кислоты и щелочи.

Органические загрязнения. Могут быть разделены на загрязнения растительного происхождения, в которых преобладает химический элемент углерод (остатки овощей, плодов и т.д.) и животного происхождения, в которых преобладает азот (физиологические выделения, остатки живых тканей и т.д.). В бытовых стоках содержится примерно 60% загрязнений органического происхож-дения и 40% минерального. Органические загрязнения являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, поэтому в стоках содержится еще один, третий вид загрязнений:

Биологические загрязнения. К этой категории относятся бактерии, дрожжевые и плесневелые грибки, яйца гельминтов и вирусы.

По фазово-дисперсному состоянию все загрязнения делятся по степени дисперсности (т.е. измельченности) на:

Растворенные вещества, состоящие из молекулярно-дисперсных частиц, размером не более 0,01 мкм (10-8 м).

Коллоидные вещества – частицы размером от 0,01 до 0,1 мкм.

Нерастворенные примеси, размер частиц которых составляет более 0,1 мкм. В свою очередь эти примеси делятся на всплывающие, оседающие и взвешенные вещества.

Производственные сточные воды делятся на условно-чистые, которые использовались преимущественно на охлаждение и почти не загрязнены, и загрязненные. Последняя категория может быть разделена на три группы стоков, содержащих:

преимущественно минеральные вещества;

преимущественно органические вещества;

органические, ядовитые вещества.

В зависимости от концентрированности производственные сточные воды могут быть высококонцентрированными и слабоконцентрированными, по значению показателя pH стоки делятся на малоагрессивные (в том числе слабокислые и слабощелочные) и высокоагрессивные (сильнокислые и сильнощелочные).

Обобщенные показатели загрязненности сточных вод

Для характеристики загрязненности сточных вод используют т.н. суммарные или групповые показатели. Эти показатели характеризуют определенные свойства воды без идентификации отдельных веществ. Вот некоторые важнейшие показатели загрязненности:

Взвешенные вещества – количество примесей, которое задерживается на бумажном фильтре при фильтровании пробы

Оседающие вещества – часть взвешенных веществ, оседающих на дно отстойного цилиндра за 2 часа отстаивания. В среднем в бытовые стоки поступает 65 гр. взвешенных и 30…35 гр. оседающих веществ на человека в сутки.

Сухой остаток – количество загрязнений, остающееся после выпаривания пробы при 105оС.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК) – количество кислорода, потребляемое аэробными микроорганизмами в процессе жизнедеятельности для окисления органических веществ, содержащихся в сточной воде. Этот показатель характеризует содержание органики, которая может быть удалена методом биологической очистки, например, с помощью активного ила в аэротенках.

Химическая потребность в кислороде (ХПК) – количество кислорода, необходимое для окисления углерода органических соединений водорода, азота и серы, содержащихся в сточной воде.

Концентрация ионов водорода – выражается величиной pH (отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода). Среда считается кислой при pH < 7, и щелочной при pH > 7. Городские стоки обычно имеют слобощелочную реакцию среды pH = 7,2…7,8.

Коли-титр – наименьшее количество воды, в котором содержится 1 кишечная палочка рода Escherichia Coli. Этот показатель косвенно характеризует зараженность воды патогенными микроорганизмами.

21

Введение

1 Экономическая классификация природных ресурсов

2 Классификация природных ресурсов по происхождению

3 Классификация по видам хозяйственного использования

Природные ресурсы

элементы природы, используемые в народном хозяйстве, являющиеся средствами существования человеческого общества: почвенный покров, полезные дикие растения, животные, полезные ископаемые, вода (для водоснабжения, орошения, промышленности, энергетики, транспорта), благоприятные климатические условия (главным образом тепло и влага), энергия ветра».

4 Классификация по признаку исчерпаемости

1 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Большое значение в освоении природных ресурсов имеют экономические факторы, определяющие рентабельность их хозяйственного использования. Так, до сих пор нефть, железомарганцевые конкреции, залегающие на больших глубинах дна Мирового океана, в качестве реальных, доступных ресурсов не рассматриваются, так как их добыча оказывается слишком дорогой и экономически не оправданной

Часто потребности в природном ресурсе полностью блокируются технологической невозможностью их освоения, например, производство энергии на основе управляемого термоядерного синтеза, регулирование климатических процессов или явлений и т.д. Техническое и технологическое несовершенство многих процессов извлечения и переработки природных ресурсов, соображения экономической рентабельности и недостаток знаний об объемах и величинах природного сырья заставляют при определении природно-ресурсных запасов выделять несколько их категорий по степени технической и экономической доступности и изученности:

1. Доступные, или доказанные, или реальные запасы – это объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные для освоения.

2. Потенциальные, или общие, ресурсы -это ресурсы, установленные на основе теоретических расчетов, рекогносцировочных обследований и включающие помимо точно установленных технически извлекаемых запасов природного сырья или резервов еще и ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим соображениям (например, залежи бурого угля на больших глубинах или пресные воды, законсервированные в ледниках или глубинных слоях земной коры). Потенциальные ресурсы называют ресурсами будущего, так как их хозяйственное освоение станет возможным только в условиях качественно нового научно-технического развития общества.[1]

2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ

Природные ресурсы (тела или явления природы) возникают в природных средах (водах, атмосфере, растительном или почвенном покрове и т.д.) и в пространстве образуют определенные сочетания, меняющиеся в границах природно-территориальных комплексов. На этом основании они подразделяются на две группы: ресурсы природных компонентов и ресурсы природно-территориальных комплексов.

1. Ресурсы природных компонентов. Каждый вид природного ресурса обычно формируется в одном из компонентов ландшафтной оболочки. Он управляется теми же природными факторами, которые создают данный природный компонент и влияют на его особенности и территориальное размещение. По принадлежности к компонентам ландшафтной оболочки выделяют ресурсы:

- минеральные,

- климатические,

- водные,

- растительные,

- земельные,

- почвенные,

- животного мира.

Эта классификация широко употребляется в отечественной и зарубежной литературе.

При использовании приведенной классификации основное внимание уделяется закономерностям пространственного и временного формирования отдельных видов ресурсов, их количественным, качественным характеристикам, особенностям их режима, объемам естественного восполнения запасов. Научное понимание всего комплекса естественных процессов, участвующих в создании и накоплении природного ресурса, позволяет правильнее рассчитать роль и место той или иной группы ресурсов в процессе общественного производства, системе хозяйства, а главное – дает возможность выявить предельные объемы изъятия ресурса из природной среды, не допуская его истощения или ухудшения качества. Например, точное представление об объемах ежегодного прироста древесины в лесах определенного района позволяет рассчитать допустимые нормы рубок. При строгом контроле за соблюдением этих норм истощения лесных ресурсов не происходит.[7]

2. Ресурсы природно-территориальных комплексов. На данном уровне подразделения учитывается комплексность природно-ресурсного потенциала территории, вытекающая из соответствующей комплексной структуры самой ландшафтной оболочки. Каждый ландшафт (или природно-территориальный комплекс) обладает определенным набором разнообразных видов природных ресурсов. В зависимости от свойств ландшафта, его места в общей структуре ландшафтной оболочки, сочетания видов ресурсов их количественные и качественны характеристики меняются очень существенно, определяя возможности освоения и организации материального производства. Часто возникают такие условия, когда один или несколько ресурсов определяют направление хозяйственного развития целого региона.

Практически любой ландшафт имеет климатические, водные, земельные, почвенные и другие ресурсы, но возможности хозяйственного использования весьма различны. В одном случае могут складываться благоприятные условия для добычи минерального сырья, в других – для выращивания ценных культурных растений или для организации промышленного производства, курортного комплекса и т.д. На этом основании выделяются природно-ресурсные территориальные комплексы по наиболее предпочтительному виду хозяйственного освоения. Они делятся на:

- горнопромышленные,

- сельско-хозяйственные,

- водохозяйственные,

- лесохозяйственные,

- селитебные,

- рекреационные и др.

Использование только одной классификации видов ресурсов по их происхождению недостаточно, так как она не отражает экономического значения ресурсов и их хозяйственной роли. Среди систем классификации природных ресурсов, отражающих их экономическую значимость и роль в системе общественного производства, чаще применяется классификация по направлению и формам хозяйственного использования ресурсов.[7]

3 КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВИДАМ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Основной критерий подразделения ресурсов в этой классификации – отнесение их к различным секторам материального производства. По этому признаку природные ресурсы делятся на ресурсы промышленного и сельскохозяйственного производства.

1. Ресурсы промышленного производства. Эта подгруппа включает все виды природного сырья, используемые промышленностью. В силу очень большой разветвленности промышленного производства, наличия многочисленных отраслей, потребляющих разные виды природных ресурсов и соответственно выдвигающих к ним различные требования. Виды природных ресурсов, дифференцируются следующим образом:

1) энергетические, к которым относятся разнообразные виды ресурсов, используемых на современном этапе развития науки и техники для производства энергии:

а) горючие полезные ископаемые (нефть, угли, газ, уран, битуминозные сланцы и др.);

б) гидроэнерго ресурсы – энергия свободно падающих речных вод, приливно-волновая энергия морских вод и др.;

в) источники биоконверсионной энергии – использование топливной древесины, производство биогаза из отходов сельского хозяйства;

г) ядерное сырье, используемое для получения атомной энергии;

2) неэнергетические включающие подгруппу природных ресурсов, которые поставляют сырье для различных отраслей промышленности или же участвуют в производстве по технологической необходимости:

а) полезные ископаемые, не относящиеся к группе кау стобиолитов;

б) воды, используемые для промышленного водоснабжения;

в) земли, занятые промышленными объектами и объектами инфраструктуры;

г) лесные ресурсы, поставляющие сырье для лесохимии и строительной индустрии;

д) рыбные ресурсы относятся к данной подгруппе условно, так как в настоящее время добыча рыбы и обработка улова приобрели промышленный характер.[4]

2. Ресурсы сельскохозяйственного производства объединяют виды ресурсов, участвующих в создании сельскохозяйственной продукции: а) агроклиматические – ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений или выпаса скота; б) почвенно-земельные ресурсы – земля и ее верхний слой – почва, обладающая уникальным свойством продуцировать биомассу, рассматриваются и как природный ресурс и как средство производства в растениеводстве; в) растительные кормовые ресурсы-ресурсы биоценозов, служащие кормовой базой выпасаемого скота; г) водные ресурсы – воды, используемые в растениеводстве для орошения, а в животноводстве – для водопоя и содержания скота.

Довольно часто выделяют также природные ресурсы непроизводственной сферы или непосредственного потребления. Это, прежде всего ресурсы, изымаемые из природной среды (дикие животные, составляющие объект промысловой охоты, дикорастущие лекарственные растения), а также ресурсы рекреационного хозяйства, ресурсы заповедных территорий и ряд других.[4]

4 КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ ИСЧЕРПАЕМОСТИ

При учете запасов природных ресурсов и объемов их возможного хозяйственного изъятия пользуются представлениями об исчерпаемости запасов. А. Минц предложил называть классификацию по этому признаку экологической. Все природные ресурсы по исчерпаемости делятся на две группы: исчерпаемые и неисчерпаемые.

1. Исчерпаемые ресурсы. Они образуются в земной коре или ландшафтной сфере, но объемы и скорости их формирования измеряются по геологической шкале времени. В то же время потребности в таких ресурсах со стороны производства или для организации благоприятных условий обитания человеческого общества значительно превышают объемы и скорости естественного восполнения. В результате неизбежно наступает истощение запасов природного ресурса. В группу исчерпаемых включены ресурсы с неодинаковыми скоростями и объемами формирования. Это позволяет провести их дополнительную дифференциацию. На основе интенсивности и скорости естественного образования ресурсы делят на подгруппы:

1. Невозобновляемые, к которым относят:

а) все виды минеральных ресурсов или полезные ископаемые. Они как известно, постоянно образуются в недрах земной коры в результате непрерывно протекающего процесса рудообразования, но масштабы их накопления столь незначительны, а скорости образования измеряются многими десятками и сотнями миллионов лет (например, возраст каменных углей насчитывает более 350 млн. лет), что практически их учитывать в хозяйственных расчетах нельзя. Освоение минерального сырья происходит по исторической шкале времени и характеризуется всевозрастающими объемами изъятия. В этой связи все минеральные ресурсы рассматриваются в качестве не только исчерпаемых, но и невозобновляемых.

б) Земельные ресурсы в их естественном природном виде – это материальный базис, на котором происходит жизнедеятельность человеческого общества. Морфологическое устройство поверхности (т. е. рельеф) существенно влияет на хозяйственную деятельность, на возможность освоения территории. Однажды нарушенные земли (например, карьерами) при крупном промышленном или гражданском строительстве в своем естественном виде уже не восстанавливаются.

2. Возобновляемые ресурсы, к которым принадлежат:

а) ресурсы растительного и

б) животного мира.

И те и другие восстанавливаются довольно быстро, и объемы естественного возобновления хорошо и точно рассчитываются. Поэтому при организации хозяйственного использования накопленных запасов древесины в лесах, травостоя на лугах или пастбищах, промысла диких животных в пределах, не превышающих ежегодное возобновление, можно полностью избежать истощения ресурсов.

3. Относительно возобновляемые. Некоторые ресурсы хотя и восстанавливаются в исторические отрезки времени, но возобновляемые объемы их значительно меньше объемов хозяйственного потребления. Именно поэтому такие виды ресурсов оказываются весьма уязвимыми и требуют особенно тщательного контроля со стороны человека. К относительно возобновляемым ресурсам относятся и очень дефицитные природные богатства:

а) продуктивные пахотно-пригодные почвы;

б) леса с древостоями спелого возраста;

в) водные ресурсы в региональном аспекте.

Хорошо известен факт практической неисчерпаемости водных ресурсов в планетарном масштабе. Однако на поверхности суши запасы пресных вод сосредоточены неравномерно, и на обширных территориях ощущается дефицит вод, пригодных для употребления в системах водопользования. Особенно сильно страдают от недостатка воды аридные и субаридные районы, где нерациональное водопотребление (например, водозабор в объемах, превышающих объем естественного восполнения свободных вод) сопровождается быстрым и зачастую катастрофическим истощением водозапасов. Поэтому необходим точный учет количества допустимого изъятия водного ресурса по регионам.

2 Неисчерпаемые ресурсы. Среди тел и явлений природы ресурсного значения имеются и такие, которые практически неисчерпаемы, К ним относятся климатические и водные ресурсы.[7]

А) климатические ресурсы. Наиболее жесткие требования к климату предъявляют сельское хозяйство, рекреационное и лесное хозяйство, промышленное и гражданское строительство и др. Обычно под климатическими ресурсами понимают запасы тепла и влаги, которыми располагает конкретная местность или регион. Так как эти ресурсы формируются в определенных звеньях теплового и водного круговоротов, постоянно действующих над планетой в целом и над ее отдельными регионами, запасы тепла и влаги могут рассматриваться как неиссякаемые в определенных количественных пределах, точно установленных для каждого района.

Б) Водные ресурсы планеты. Земля обладает колоссальным объемом воды – около 1,5 млрд. куб. км. Однако 98% этого объема составляют соленые воды Мирового океана, и только 28 млн. куб. км – пресные воды. Поскольку уже известны технологии опреснения соленых морских вод, воды Мирового океана и соленых озер можно рассматривать как потенциальные водные ресурсы, использование которых в будущем вполне возможно. При условии соблюдения принципов рационального водопользования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые. Однако при нарушении этих принципов ситуация может резко обостриться, и даже в планетарном масштабе может ощущаться дефицит чистых пресных вод. А пока природная среда ежегодно «дарит» человечеству в 10 раз больше воды, чем ему нужно для удовлетворения самых разнообразных потребностей.[2]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Природные ресурсы (естественные ресурсы) есть компоненты природы, используемые человеком.

Главные виды природных ресурсов можно классифицировать: на основе их генезиса – минеральные ресурсы, биологические ресурсы (растительный и животный мир), земельные, климатические, водные ресурсы; по способу использования – в материальном производстве (в промышленности, сельском хозяйстве и др. отраслях), в непроизводственной сфере; по исчерпаемости – исчерпаемые, в т. ч. возобновимые (биологические, земельные, водные и др.) и невозобновимые (минеральные), практически неисчерпаемые (солнечная энергия, внутриземное тепло, энергия текучей воды).

Огромные объемы природных ресурсов, вовлекаемых в современную человеческую деятельность, обострили проблемы их рационального использования и охраны и приобрели глобальный характер. В связи с этим проблемы единой классификации, наиболее точного учёта количества и потребления природных ресурсов, а также их изучения, сегодня имеют особое значение для всего человечества.

22

2. РЕСУРСЫ БИОСФЕРЫ

Ресурсы биосферы -- это особый компонент природной среды, им следует уделять особое внимание, поскольку Их наличие, вид, количество и качество в значительной мере определяют отношения человека к природе, характер и объем антропогенных изменений окружающей среды.

Под ресурсами биосферы понимают все то, что человек использует для обеспечения своего существования -- продукты питания, минеральное сырье, энергоносители, пространство для жизни, воздушное пространство, воду, объекты для удовлетворения эстетичных потребностей.

Биологические ресурсы - источники и предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, заключенные в объектах живой природы: промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты и т.п. Различают растительные ресурсы, ресурсы животного мира, генетические ресурсы.

Еще несколько десятилетий поэтому, если отношение всех народов к природе определялось лишь одним девизом: подчинить, взять самое большее, ничего не отдавая, поскольку богатства Земли неисчерпаемые человечество и брало, разрушало, сжигало, вырубало, убивало, истощало, поглощало, не считая. Ныне настали другие времена, так как, подсчитав, опомнились.

Обнаруживается, практически неисчерпаемых ресурсов в природе вообще нет. Условно пока еще можно относить к неисчерпаемых общие запасы воды на планете и кислороде в атмосфере. Но через их неравномерное распределение уже сегодня в отдельных районах и регионах Земли ощущается их острый недостаток.

Все минеральные ресурсы принадлежат к невосстановимых и главнейшие из них ныне уже исчерпанные или находятся на границе уничтожения (уголь, железо, марганец, нефть, полиметаллы). Через быструю деградацию ряда экосистем биосферы в последнее время ресурсы живого вещества - биомассы - тоже перестали восстанавливаться, как и запасы пресной питьевой воды.

Поскольку биосфера планеты есть замкнутая система с относительно постоянной массой и обменивается с космическим пространством лишь энергией, человечеству следует учитывать его состояние и её способность самовосстанавливать свою биомассу, истощаемость современных энергоносителей, которые используются человечеством, уменьшить объемы использования ресурсов, сознательно отказавшись от излишков, перейти к тактике и стратегии рационального ресурсопользования.

23

Глава 1. Особо охраняемые природные территории (оопт)

Россия унаследовала от СССР довольно сложную систему категорий ООПТ, которая формировалась эволюционно. В Законе выделяются следующие категории:

·     государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

·     национальные парки;

·     природные парки;

·     государственные природные заказники;

·     памятники природы;

·     дендрологические парки и ботанические сады;

·     лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Среди этих территорий лишь заповедники, национальные парки и заказники федерального значения имеют федеральный статус, (заказники могут быть и местными), остальные формы охраны территории обычно имеют местный статус и здесь не рассматриваются. Кроме того, Закон постулирует возможность создания и других категории ООПТ, что уже реализуется. Традиционно высшей формой охраны природных территорий в нашей стране являются заповедники.

1.1. Заповедники

Заповедники организуются постановлением Федерального правительства и находятся под совместным управлением Федерации и ее Субъекта, на территории которого они располагаются - чисто федеральной собственности на природные объекты действующее законодательство страны не предполагает. Территории заповедников полностью изымаются из хозяйственного использования и не могут отчуждаться, кроме того, заповедники имеют научный отдел, осуществляющий постоянное изучение их природных комплексов. Задачи заповедников ограничиваются охраной и исследованием природных комплексов, просвещением, участием в экологической экспертизе, подготовке соответствующих кадров. Обычно на территории заповедника выделяется зона, полностью закрытая для всякого воздействия. Нередко вдоль границ заповедников располагаются их охранные зоны, выполняющие буферную функцию за счет ограничений на определенные виды хозяйственной деятельности.

В статусе заповедников реализуется наиболее действенный для охраны территорий режим. На 1 января 1998 г. в России действовало 98 заповедников общей площадью 32.9 млн. га. Территория этих высших форм охраны составила 2.1% от общей площади страны.

Создание заповедников определяется уровнем антропогенной трансформации экосистем. При низком уровне, свойственном главным образом северным и таежным регионам, легко организовывать крупные заповедники. Здесь без особых проблем удавалось изыскивать новые участки для создания обширных заповедников. Характерно, что самый большой заповедник страны - Большой Арктический (4,2 млн. га) - расположен на безлюдных берегах и островах Арктики. В целом площади заповедников растут с юго-запада на северо-восток, исключение составляют лишь несколько крупных заповедников Кавказа, но и они охраняют в основном слабо населенные и сравнительно малоиспользуемые высокогорные леса и луга.

На равнинных плотно заселенных людьми участках с продуктивными почвами создание заповедников затруднено. В таких районах создание ООПТ высокого ранга встречает ожесточенное сопротивление природопользователей, поэтому если ООПТ и создаются, то имеют здесь небольшие, порой, точечные размеры. Особенно сложной является ситуация с охраной природных экосистем, расположенных в пределах степной зоны, где эти экосистемы наиболее интенсивно трансформированы. Именно здесь немногие имеющиеся заповедники крайне малы по площади, а в сибирской части этой зоны их и вообще нет. В то же время наиболее крупные заповедники расположены либо в малотрансформированных Арктике и сибирской тайге, либо в горно-лесных районах.

Старейший из существующих заповедников России - Баргузинский - был создан в 1916 г. Первый бум создания заповедников пришелся на 30-е гг. В 1951 и 1961 гг. прошли две волны закрытия заповедников и существенного сокращения площадей сохранявшихся. Новая очень мощная волна создания заповедников наблюдается уже в 90-х гг. В 1993 году в системе Госкомприроды России было создано 6, в 1994 году - 5, в 1995 г. - 4, в 1996 г. - 1 и в 1997 г. - 4 новых заповедника. Таким образом, за последние 5 лет было создано более одной пятой существующих в стране заповедников общей площадью в 10,3 млн. га, т.е. почти треть заповедной территории страны. В столь высокой интенсивности создания новых заповедников проявилось ряд обстоятельств переломной эпохи. Во-первых, это перераспределение власти от центра к местным органам - экологическая общественность легко добивалась успеха на местных уровнях, апеллируя к региональному престижу местных властных элит в регионах, где до последнего времени заповедники отсутствовали. Во-вторых, сказался резкий рост активности "зеленых" движений в конце 80-х - начале 90-х гг. И, наконец, в- третьих, положительный эффект возымела неясность в вопросах собственности на землю. Пока земля не получила реальных собственников или не вернулась полностью в руки государственных чиновников, сопротивление производителей природоохранным усилиям экологов оказалось ослабленным. Позже такого же благоприятного периода не будет при любом сценарии развития России.