Тема 7 : Екологічні проблеми, їх класифікація. Сучасні глобальні екологічні проблеми.

1. Поняття про екологічні проблеми.

Усвідомлення екологічних проблем як глобальних починається десь с середини ХХ ст. Це означає, що людство почало усвідомлювати загрозу руйнування природного середовища як середовища свого існування як спричиного власною техногенною діяльністю. Так, за даними ООН, в атмосферу щорічно викидається 110 млн. т оксиду сірки, 180 млн. т оксиду вуглецю, 70 млн. т. неочищених отруйних газів, 500 тис. т. свинцю та інших отруйних речовин. Внаслідок техногенної діяльності, впливу отруйних речовин під загрозою знаходиться рівновага морських екосистем, в той час як саме морський фітопланктон продукує 80% кисню потрібного для існування життя на Землі. Однак кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується на 10 млрд. т., в той час як промислове споживання його не зменшується.

Значне зростання виділення вуглекислого газу може призвести до порушення енергетичного балансу планети. Протягом тисячоліть середньодобова температура на Землі дорівнювала 15 градусам за Цельсієм. Однак впродовж останніх 100 років вона підвищилась на 0,5-0,6 градуса, а до середини ХХ1 ст. може зрости на 1,5-2,5 градуси, що призведе до відомого "парникового ефекту" - до підвищення температури поверхні Землі внаслідок затримки вуглекислим газом тепла розігрітої Сонцем земної поверхні. Це може спричинити багато небажаних для існуючих екосистем, в тому числі і для людини, наслідків. Одне з них - підвищення рівня Світового океану за рахунок танення льодовиків Антарктиди. А це потягне за собою затоплення величезних прибережних територій. За даними спеціалістів, за останнє століття рівень Світового океану піднявся на 10-12 см. Нині цей процес ще й прискорився в декілька разів.

Дуже небезпечним для життя на Землі є руйнація озонового шару, що відбувається внаслідок попадання в верхні шари атмосфери оксидів азоту, брому, хлорорганічних сполук, в результаті чого озон розкладається на кисень. Існування озонового шару є дуже важливою умовою для існування життя на Землі, оскільки він поглинає руйнівне для живого ультрафіолетове випромінювання. Зменшення цього шару лише на 1% призводить до посилення ультрафіолетового випромінювання на 2% та значного зростання захворювань людей на рак шкіри та катаракти очей. Великої шкоди завдається озоновому шару внаслідок висотних польотів літаків та космічних кораблів. Фреони, що широко застосовуються в холодильниках, також руйнуючим чином впливають на озоновий шар. Щорічно виготовляється біля 1 млн. т фреонів.

Дуже негативним з екологічної точки зору є витік антарктичного озону. Але якщо раніше пульсуюча діра в озоновому шарі відновлювалась, то з в останні десятиліття вона спостерігається цілорічно і розширюється. Так, за даними дослідників, у 1987 р. озонова діра охоплювала площу в 5 млн. кв. км, а в 1990 р - біля 10 млн. кв. км.

Розуміючи необхідність негайних спільних дій, 28 держав виробників фреону уклали в 1985 р. Віденську конвенцію з охорони озонового шару. В 1987р відбулася Монреальська конференція, рішення якої були підтримані понад 50 державами, які вважали за необхідне змінити виробництво озоноруйнівних речовин таким чином, щоб у 1998 р. їх вироблялося вже на 50% менше, а потім поступово вони були повністю замінені на безпечні сполуки.

Важким є екологічний стан Світового океану, який в умовах техногенної цивілізації ризикує загинути як глобальна екологічна система. Загальна вага забруднюючих відходів, що скидаються в Світовий океан, дорівнює мільярдам тонн на рік. Це нафта і нафтопродукти - 5-10 млн. т., залізо - 320 млн. т., ртуть 5 млн. т. та інші шкідливі для живого речовини. Внаслідок ядерних військових випробувань, затоплення підводних човнів тощо, води Світового океану забруднені радіоактивними відходами. Внаслідок величезного забруднення, океанська та морська флора та фауна гине. За даними дослідників, щорічно знищується 250 тис. дельфінів, а загалом за останні 20 років кількість живих організмів в морях і океанах зменшилась майже в чотири рази.

В наслідок промислових, техногенних аварій постійно збільшується зона екологічних катастроф. Вони спричиняються, наприклад, внаслідок витоку в морський простір нафти в результаті аварій величезних нафтових танкерів, як це було в Балтиці, Баренцовому, Ірландському морях та інших місцях. Нафтова плівка, щільно покриває водну поверхню, створюються умови, що стимулюють гігантське розмноження водоростей, які подвоюються у розмірах менш ніж за добу - "червоні припливи". Біля берегів Скандинавії спостерігали такі "червоні припливи" висотою у 2 м та шириною до 50 км. Ці гігантські колонії водоростей інтенсивно споживають кисень, що призводить до задухи і загибелі всієї морської флори та фауни. Отже, спостерігаються сучасні зони екологічних катастроф. Але ситуація залишається загрозливою, тому що в таких морях, як Балтійське, Баренцове, Каспійське і Чорне діючими є 15 тис. нафтових та газових свердловин.

Глобальною проблемою в сьогоденному світі є проблема забезпечення людства прісною водою Сьогодні її споживання на одну людину становлять 200 - 400 л на добу. Величезну кількість водних ресурсів споживає промисловість. За останнє століття споживання води зросло майже в 7 разів. Жахливим є те, що в наш час мільйони жителів Землі не мають доступу до питної води, а 1,7 млрд. людей вживають забруднену воду, що не відповідає санітарним нормам. За підрахунками фахівців, для того, щоб людство могло вживати нормальну воду, потрібно витрачати на її очищення приблизно 60 млрд. доларів на рік.

За підсумком екологів, водне середовище більш ніж половини всіх річок та озер планети непридатне для життя. Екосистеми таких найбільших річок світу, як Амазонка. Міссісіпі, Сена, Дунай, Дністер, Волга, Дніпро знаходяться в катастрофічному стані.

Життя людей на нашій планеті безпосередньо залежить від стану родючих ґрунтів. В умовах техногенної цивілізації прогресують процеси ерозії та засолення ґрунтів. Так, втрати продуктивних ґрунтів становлять 6-7 млн. га за рік. В результаті тільки ерозії з сільськогосподарських угідь щорічно вивітрюється 26 млрд. т. ґрунту. За прогнозами ООН, за таких обставин людство на початок ХХ1 ст. втратить третину ґрунтів. Відповідно, засуха і опустелювання сприяють голоду та зубожінню, в наслідок чого гинуть мільйони людей на планеті.

Спочатку усвідомлення екологічних проблем як глобальних здійснювалось на рівні наукової і філософської свідомості. І через них здійснювався відповідний вплив на масову свідомість.

Втім, як закономірність можна відмітити таку особливість сучасного стану речей. Шкідлива діяльність людини за масштабами переважає над "швидкістю осмислення" екологічної загрози і розгортанням заходів по регулюванню сучасної екологічної ситуації. 2. Парниковий ефект і глобальні зміни клімату.

Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління. Та останнім часом метеорологи б’ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, із кінця ХІХ до початку ХХІ ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 ⁰ С. За останні 120 років уміст СО₂ в повітрі збільшився на 17 %. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричиняє розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект.

Останні роки ми помічаємо потепління клімату. Літо стає жаркішим, зима – м’якшою. Вчені помітили, що в останні 100-130 років наша атмосфера помітно потеплішала і цей процес невмолимо продовжується, середня температура вперто повзе вверх. Лише за останні 100 років середньорічна температура підвищилась щонайменше на 0,3-0,6оС.

Глобальне потепління пояснюють так званим парниковим ефектом. Суть його полягає в наступному. Земля отримує енергію Сонця в основному у видимій частині спектру, а сама, оскільки є набагато більш холодним тілом, випромінює в космічний простір головним чином інфрачервоні промені. Але багато газів, які знаходяться в атмосфері – водяний пар, вуглекислий газ, метан, окисли азоту та інші – прозорі для видимих променів, але активно поглинають інфрачервоні, утримуючи тим самим в атмосфері частину тепла, яку ті повинні були б віддавати в космос. Таким чином, на поверхні Землі утримується температура на рівні, придатному для життя. Затримуючи тепло в атмосфері Землі, ці гази створюють ефект, який називається парниковим, а гази – парниковими .

Парниковий ефект існує з тих пір, як на нашій планеті з’явилася атмосфера. Парниковий ефект сам по собі не є негативним явищем. Без парникового ефекту температура навколоземних шарів атмосфери була б в середньому на 30 градусів нижче від існуючої, а поверхня Землі була б лише -18^оС. А це означає відсутність умов для життя, бо вода на земній поверхні існувала б тільки у вигляді льоду.

Люди своєю діяльністю посилюють парниковий ефект за рахунок викидів СО₂, СН₄, N₂O та інших газів. В останнє сторіччя в результаті людської діяльності вміст вуглекислоти в атмосфері виріс більш ніж на чверть, метану – в 2,5 рази. Протягом останніх 100 років внесок СО₂ в сумарні викиди становив приблизно 66%. Починаючи з вісімдесятих років, внесок вуглекислого газу в глобальне потепління став менш значним. З’явилися і нові речовини з парниковим ефектом - в першу чергу хлорфторвуглеці, в том числі добре відомі фреони.

За останні 20 років внесок СО₂ в сумарні викиди парникових газів становить біля 50%, СН₄ - 18%, N₂O - 6%, хлорфторвуглеців - 14% від загального внеску в глобальне потепління.

Індустріалізація призвела до збільшення використання видів палива, що видобувається з надр Землі: вугілля, нафта, газ (органічне паливо). При їхньому спалюванні у великій кількості викидається СО₂. Найбільші викиди вуглекислого газу відбуваються у транспорті та виробництві електроенергії та тепла.

На Україні при видобуванні та спаленні органічного палива утворюється 95% всіх викидів СО₂. З промислових процесів найзначніший внесок у викиди СО₂ дає виробництво цементу.

Якщо подивитися на викиди СО₂ в світі, то найбільші кількості цього газу викидаються в розвинутих країнах: США, Японії, Канаді, країнах західної Європи: Німеччині, Англії, Італії, Росії, Україна займає 10 місце в світі по викидам СО₂ .

Ліси, океани та ґрунти поглинають СО₂, утримуючи рівновагу між кількістю СО2 в атмосфері та у воді і ґрунтах. Але людська діяльність приводить до негативного впливу на цю рівновагу.

Метан СН₄ виробляється у великих кількостях в результаті біологічних перетворень в природі. Оцінки обсягів щорічних природних джерел та стоків метану в світі складають приблизно 500 мільйонів тонн.

Природними джерелами атмосферного метану є:

1) анаеробний розклад органічних речовин у біологічних системах (болота, тундра),

2) перетравлення термітами деревини шляхом розкладу целюлози в метан,

3) океани, моря та прісні водоймища.

Основними антропогенними джерелами викидів метану є :

1) вирощування рису на дуже зволожених землях,

2) кишкова ферментація тварин та розклад відходів тваринного походження,

3) розклад твердих міських відходів,

4) видобуток та транспортування вугілля, природного газу та нафти.

З даних 1990 року на Україні найбільший внесок у викиди метану вносить енергетика - біля 65%, також багато метану викидається при виробництві сільськогосподарської продукції та при утилізації відходів.

Метан - супутній продукт спалювання біомаси та неповного згорання палива.

Поглиначами метану є ґрунти та хімічні перетворення в атмосфері.

Всі ці сполуки мають високі коефіцієнти глобального потепління, значно підсилюють парниковий ефект і дуже важливі, оскільки поглинають інфрачервоне випромінювання, яке не поглинули інші гази. Водяна пара – один з найважливіших парникових газів. Але ми його таким не сприймаємо. Він усюди зустрічається в природі. Він невидимий. Діяльність людини не впливає на нього безпосередньо, але існують важливі непрямі зв’язки. Потепління, що відбувається через дію інших парникових газів, збільшує випаровування та призводить до підвищення кількості водяної пари в атмосфері. Це також може збільшити потепління.