Глобальные экологические проблемы

Противоречия во взаимоотношениях общества и природы во второй половине ХХ столетия стали угрожающими. Как биологический вид человек своей жизнедеятельностью влияет на природную среду не больше, чем другие живые организмы. Однако это влияние несравнимо с тем огромным воздействием, которое оказывает на природу хозяйственная деятельность человека. Преобразующее воздействие человеческого общества на природу неизбежно, оно усиливается по мере роста численности населения, в результате научно-технического прогресса, увеличения числа и массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.

Деятельность человека, изменяющего природу, приобрела настолько крупные масштабы, что представляет угрозу существующему в природе равновесию и является препятствием для дальнейшего развития производительных сил общества. Нарушение человеком законов развития биосферы, взаимоотношений общества и природы приводит к многочисленным локальным и региональным экологическим кризисам, приближая глобальную экологическую катастрофу. Рассмотрим основные экологические проблемы.

Загрязнение атмосферы. Главными и наиболее опасными источниками загрязнения ат­мосферы являются промышленные, транспортные и быто­вые выбросы. Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают углекислый газ СО₂ и угарный газ СО, диоксид серы SO₂, метан СН₄, оксиды азота NO₂, NO и N₂O. При использовании аэрозолей в ат­мосферу поступают хлорфторуглероды, в результате работы транс­порта — углеводороды (бенз(а)пирен и др.). К наиболее опасным экологическим последствиям загрязнения атмосферы относят: кислотные осадки, смог, истощение озонового слоя, парниковый эффект.

Кислотные осадки - серная и азотная кислоты, образующиеся при растворении в воде диоксидов серы и азота и выпадающие на поверхность земли вместе с дождем, туманом, снегом или пылью. Попадая в озера, кислотные осадки нередко вызывают гибель рыб или всего животного населения. Они также могут вызывать поврежде­ния листвы, а часто гибель растений, ускорять коррозию металлов и разрушение здания.

В атмосферном воздухе, в первую очередь промышленных центров и городов, в результате сложных химических реакций смеси газов (главным образом окислов азота и углеводородов, содержащихся в выхлопных газах автомобилей), протекающих в нижних его слоях под действием солнечного света, образу­ются различные вещества, ядовитый туман. Такой ядовитый туман получил название «смог». Во время смога ухудшается са­мочувствие людей, резко увеличивается число легочных и сер­дечно-сосудистых заболеваний. Густой ядовитый туман, появляющийся в осенне-зимнее вре­мя, получил название смога лондонского типа. Его главным компонентом является сернистый газ. Более опасный тип смога — фотохимический, или лос-анджелесский, наблюдаю­щийся в теплое время года, например в Нью-Йорке, Бостоне, Детройте, Чикаго, Милане, Мадриде. Он возникает в воздухе, загрязненном выбросами автотранспорта, под действием солнечной радиации и в результате фотохимических реакций. Фо­тохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых обо­лочек носа и горла, обострение легочных и различных хрони­ческих заболеваний, приводит к болезни и гибели домашних животных, растений. Он вызывает коррозию металлов, растрес­кивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды.

С антропогенными изменениями атмосферы связано и раз­рушение озонового слоя, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро процесс разрушения озонового слоя происходит над полюсами плане­ты, где появились так называемые озоновые дыры. Ученые считают, что одной из причин истощения озонового слоя (экрана) является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в про­изводстве в виде аэрозолей, пенообразователей, растворителей и т. д. Хлорфторуглероды (CFCl₃ и CF₂Cl₂), попадая в атмосферу, разлагаются в стратосфере с выделени­ем атомов хлора, которые катализируют превращение озона в кисло­род.

Быстрыми темпами растет в атмосфере содержание углекислого газа и метана. Эти газы обусловливают «парниковый эффект». Они пропускают солнечный свет, но частично задерживают тепло­вое излучение, испускаемое поверхностью Земли. За последние 100 лет концентрация в атмосфере углекислого газа выросла на 25%, а ме­тана — на 100 %. Это сопровождалось глобальным повышением тем­пературы. Потепление может привести к интенсивно­му таянию ледников и повышению на 0,5-1,5 м уровня Мирового океана, при этом окажутся затопленными многие густонаселенные прибрежные районы.

В конце XX столетия огромную опасность представляет ра­диоактивное загрязнение атмосферы, да и биосфе­ры в целом в результате деятельности человека. Все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов во­енной промышленности и атомных электростанций, хранения хи­мического оружия. С каждым годом они представляют все боль­шую опасность для окружающей среды.

Загрязнение гидросферы и проблема нехватки пресной воды. Пресная вода, доступная для использования, находится в реках, озерах и подземных водах. Ее доля от всей гидросферы составляет 0,3%. Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно, часто обилие воды не совпадает с районами повышенной хозяйст­венной деятельности. В этой связи возникает проблема недостат­ка пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования.

Сильно загрязняют пресные воды предприятия промышленности: химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, черной и цветной металлургии, нефтеперерабатываю­щей, строительных материалов, машиностроительной. Загрязнения в водоемы поступают при строительстве котлованов, тоннелей, метро, гидротехнических сооружений, при дренажных работах. Загрязняют воды транспорт (автомобильный, железнодорожный, воздушный, водный), водо-, тепло-, газокоммуникации, канализа­ция. Важнейшим загрязнителем вод является сельскохозяй­ственное производство.

Опасность загрязнения пресных вод связана со складированием сырья, бытовых, про­мышленных и радиоактивных отходов, минеральных удобрений, ядохимикатов, нефтепродуктов. Загрязнение вод происходит при закачке в недра газов и жидкостей, заводнении нефтяных залежей, захоронении высокотоксичных отходов. Загрязнение пресных вод связано с военными уче­ниями, испытаниями и ликвидацией ядерного, химического и дру­гих видов оружия.

Истощение запасов полезных ископаемых и загрязнение литосферы. Интенсивность добычи полезных ископаемых постоянно нарас­тает. Если за последние 25 лет население Земли увеличилось на 50%, то потребление угля возросло в 2 раза, железной руды - в 3, нефти и газа - почти в 6 раз. По прогнозам специалистов, при сохранении современных тен­денций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы нефти и газа истощатся через 70-140 лет. Таким образом, перспектива нехватки сырьевых ресурсов - ре­альная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов.

В настоящее время с горнопромышленным производством свя­зывается поступление в природный кругооборот значительного ко­личества техногенного вещества в виде горной массы, растворимых и летучих веществ—промышленных стоков, дымов и возгонов, а так­же высоких концентраций тяжелых металлов.

Горнопромышленное производство начинается с нарушения земельных угодий. Эти нарушения особенно впечатляющие в от­крытых разработках. Открытая добыча связана с формированием значительного по размерам отвального хозяйства. Так называемые пустые по­роды образуют отвалы, занимая значительные площади земель, в том числе и сельскохозяйственных, пахотных.

Процессы деградации почв. Эрозия - естественный процесс, существующий в природе, ко­торый протекает очень медленно, а поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами поч­вообразования. Эта естественная, или геологическая, эрозия явля­ется частью эволюции Земли. Наряду с этим нормальным геоло­гическим процессом существует ускоренная, или разрушительная, эрозия, возникающая под влиянием деятельности людей. При этом процессы разрушения и сноса почвы происходят во много раз бы­стрее, чем при естественной эрозии. Потери почвы не компенси­руются естественными почвообразовательными процессами, и поч­ва частично или даже полностью теряет плодородие.

Загрязнение почв чужеродными химическими веществами нано­сит им большой ущерб. Для борьбы с вредителями сельскохозяй­ственных растений и с сорняками широко применяют разнооб­разные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербициды, дефо­лианты. Отрицательное влияние на почву оказывают отходы промыш­ленных предприятий - металлургических заводов, выхлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепромыслов.

Засоление почв связано с различными причинами. В результате избыточного полива в орошаемом земледелии происходит подъем уровня сильно минерализованных грунтовых вод. По капиллярам почвы они поднимаются в верхние слои, вызывая их вторичное засоление.

Заболачивание почв тесно связано с водным режимом террито­рии и возможно при условии постоянного или длительного их переувлажнения. Часто процесс заболачивания развивается на участ­ках, прилежащих к водохранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и заболачивание охватывает значитель­ные площади равнинных и пониженных территорий. Иногда за­болачивание происходит в результате сплошной рубки леса в районах с избыточным увлажнением.

Прямое уничтожение почв - использование почв не по прямому назначению в последние годы приобретает угрожающие размеры. Почвы занимают под промышленное и жилищное строительство, транспортные магистрали, заливают водой при строительстве во­дохранилищ. Огромные площади земель подвергаются наруше­нию при добыче полезных ископаемых, при лесоразработках, покрываются отходами промышленности, земли занимают под го­родские свалки.

Вырубка лесов началась на заре развития человечества и про­должается до настоящего времени. За послед­ние 10 тыс. лет на земном шаре сведено 2/3 всех лесов. К настоящему времени в зоне смешанных и широколиственных лесов сведено до 50% от их первоначальной площади, в зоне средиземноморских субтропиков -80%, муссонных лесов - 90%, а на Великой Китайской и Индо-Гангской равнинах от бывших лесов осталось менее 5%.

Сокращение водоносности рек и высыхание озер в связи с руб­ками лесов хорошо известны с давних пор. Сейчас обмеление рек и озер - широко распространенное явление во многих странах ми­ра. Оно отрицательно сказывается на рыбных запасах и сельском хозяйстве. С истреблением лесов растет количество наводнений, увеличи­вается их мощность. Особенно часты они в Китае, на Индостане, в Северной и Южной Америке, Западной Европе. Вырубка лесов в горах приводит к возникновению катастрофи­ческих селевых потоков. Особенно тяжелым последствием вырубки лесов является эрозия почв, которая распространена на земном ша­ре повсеместно. Наконец, уничтоже­ние лесов на обширных территориях ухудшает климат, делает его более сухим и континентальным, способствует аридизации терри­торий, быстрому опустыниванию, распространению суховеев.

Сокращение биоразнообразия. По данным Международного союза охраны природы (МСОП), с начала XVII в. и до настоящего времени на Земле вымерло 94 ви­да птиц и 63 вида млекопитающих. Это связано с прямым и косвенным воздействием человека. Прямое воздействие (преследование, истребление и переселе­ние животных, сбор растений) испытывают преимущественно промысловые, декоративные виды. В результате чис­ленность их снижается, а отдельные виды исчезают. Косвенное влияние человека связано с изменением среды обитания при вырубке лесов, распашке степей, осушении болот, сооружении плотин, строительстве городов, селений, до­рог, при изменении растительности в результате загрязнений ат­мосферы, воды, почвы и т.д. Это коренным образом меняет есте­ственные природные ландшафты и условия жизни. Само существование человека как вида сейчас уже находится под угрозой, и нет никаких гарантий, что он сумеет выжить в деградирующей экосистеме Земли.

Хотя не все экологи и специалисты разделяют песси­мистические взгляды на будущее земной цивилизации, надежд на лучшее и убедительных аргументов в пользу противоположной точки зрения пока нет. Таким образом, вопрос заключается в том, сумеет ли человек пре­кратить разрушение природной среды, переломить существующие тенден­ции стихийного, неконтролируемого и продолжающегося увеличения потребления, остановить рост народонаселения и научиться регулировать его численность. Пока еще человечество не знает конструктивного и действенного способа реализации этих условий. Но нужно понимать, что от этого зависит наша глобальная экологическая безопасность.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что изучает экология? Приведите классификацию экологических наук.

2. К какой группе организмов условно можно отнести человека – стенобионтным или эврибионтным?

3. В чем отличие биогеоценоза от экосистемы?

4. Назовите консумента второго порядка в пищевой цепи:

клевер→полевка→сова→лисица→микроорганизмы.

5. В основе каких функций живого лежит процесс фотосинтеза?

6. Какие причины вызывают парниковый эффект? Каковы его возможные последствия?

7. В чем причины сокращения биоразнообразия? Какие меры необходимо предпринимать для решения этой проблемы?