Внешние причины экологического кризиса. Экологический кризис: понятие, причины, формы проявления и пути преодоления. Контрольные вопросы и задания

В результате освоения содержания модуля Ф3.2 студент должен:

знать

• o понятие "экологический кризис";
• o основные проявления и признаки современного экологического кризиса;
• o факты, характеризующие современную экологическую ситуацию на глобальном и региональном уровне (актуальную на время написания пособия);

уметь

• o осуществлять поиск и анализ сведений об актуальной экологической ситуации на глобальном и региональном уровне;
• o давать характеристику актуальной экологической ситуации на глобальном и региональном уровне;

владеть

o представлениями о сущности, причинах и факторах современного экологического кризиса, возможностях и путях его преодоления.

Понятие и причины экологического кризиса

Понятие "экологический кризис" впервые появилось в 1972 г. на страницах первого доклада Римского клуба - авторитетной международной ассоциации по изучению глобальных проблем современности.

В докладе, озаглавленном "Пределы роста", авторский коллектив под руководством американского кибернетика Д. Медоуза построил прогностическую модель мира, используя в качестве переменных факторов рост населения, капиталовложения, занятое человеком земное пространство (степень нарушенности экосистем), степень использования природных ресурсов, загрязнения биосферы. Выводы доклада сводились к следующему: при сохранении темпов роста и тенденции развития экономики человечество придет к катастрофе и погибнет в 2100 г. К этому времени большая часть населения вымрет от голода и истощения. Природных ресурсов не хватит на производство необходимых материальных благ; из-за загрязнений окружающая среда станет непригодной для обитания в ней человека.

Действительно, в последние десятилетия XX и начале XXI вв. мировая экономика, балансируя на грани самого глубокого и затяжного спада за всю историю, переживает непростые времена. Ее буквально сотрясают энергетический, сырьевой и продовольственный кризисы, грандиозные социально-политические перемены планетарного масштаба. В этих условиях сохранение природы и рациональное природопользование стали одними из наиболее важных проблем, затрагивающих жизненные интересы всех народов. Они отражаются на многих сторонах современных международных политических и экономических отношений.

Природа в широком смысле слова - сложная саморегулирующаяся система земных предметов и явлений. Для человека природа - среда жизни и единственный источник существования. Как биологический вид он нуждается в определенных температуре, давлении, составе атмосферного воздуха, природной воде с примесью солей, растениях и животных.

Человек пользуется природными ресурсами с момента своего появления. Поскольку в течение долгих тысячелетий это потребление было незначительным и ущерб, наносимый природе, незаметным, в обществе укоренилось представление о неисчерпаемости ее богатств - ведь своей жизнедеятельностью человек влияет на окружающую среду не больше, чем другие живые организмы. Однако их влияние несравнимо с тем огромным воздействием, которое оказывает его трудовая деятельность, дающая ему возможность удовлетворять свои нужды на уровне гораздо более высоком, чем другие биологические виды.

В XX в. человечество достигло во всех областях науки и техники больших успехов, чем за всю историю своего развития. Это создало реальную возможность вовлекать в производство со все уменьшающимися затратами огромную массу природных ресурсов. Естественно, что в условиях роста населения громадный объем их использования без достаточно широкого воспроизводства приводит к их истощению. Речь идет в первую очередь о богатствах недр, которые извлекаются во много раз быстрее, чем идет естественное их накопление. Оказались загрязненными промышленными и бытовыми отходами атмосферный воздух, поверхностный воздух, почвы. Вредные вещества накапливаются в растениях, организмах животных и вместе с пищей попадают в организм человека, создавая опасность для его здоровья.

Неумеренное, хищническое изъятие ресурсов оборачивается катастрофическим обеднением запасов недр и органического мира, вызывает нарушение структуры почвенного покрова, ухудшение состояния воздуха и воды. Сейчас эти явления стали типичными для многих стран, приобрели глобальный характер. В результате разрушается иллюзорное представление о бесконечности природных богатств. На смену ему приходит понимание, что необходимо расходовать их более бережно, что природе нужна охрана.

Экологический кризис (по И. И. Дедю) - ситуация, которая возникает в экологических системах (биогеоценозах) в результате нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или в результате воздействия антропогенных факторов (загрязнение человеком атмосферы, гидросферы, разрушение естественных экосистем, природных комплексов, лесные пожары, зарегулирование рек, вырубка лесов и др.).

Экологический кризис современности - это напряженное состояние взаимоотношений между обществом и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. В результате биосфера начинает угрожать самой жизни на Земле. Решение проблемы - в восстановлении баланса, что представляет собой сложную, глобального масштаба задачу. И чем раньше человечество осознает ее, тем вероятнее будет его выживание на Земле.

Вопрос о сохранении природы незаметно для человечества перерос в проблему выживания цивилизации. На планете все меньше остается дикой природы, т.е. территорий, не нарушенных хозяйственной деятельностью. Площадь ойкумены (заселенной и используемой людьми части земной поверхности) на протяжении исторического развития постоянно расширялась. По разным оценкам, в конце XX в. она занимает 50-75% суши. Поэтому термины "природа" и "природная среда" (означающие совокупность естественных условий существования человеческого общества, на которую оно прямо или косвенно влияет и с которой связано в хозяйственной деятельности) все чаще заменяется термином "географическая среда", т.е. используемая и изменяемая человеком природная среда.

К общепланетарным проблемам относятся: экологические проблемы (загрязнение атмосферы и гидросферы, парниковый эффект, разрушение озонового слоя, деградация наземных экосистем и др.), бурный рост населения, обострение энергетического кризиса, нехватка продовольствия, нищета в слаборазвитых странах и др.

Экологические проблемы в современном мире вышли на первое место. Получив неограниченную власть над природой, люди варварски используют ее. Ресурсы планеты иссякают, катастрофически быстро загрязняются воздух и вода, превращаются в пески плодородные земли, на глазах сокращаются площади лесов. На планету буквально вываливаются горы отходов, человек провоцирует природные катастрофы. Возможное потепление, истощение озонового слоя, кислотные дожди, накопление токсичных и радиоактивных отходов представляют угрозу для выживания. Есть страны, для которых эти проблемы не так остры, но в целом все человечество озабочено ими, и поэтому они являются глобальными.

Экологический кризис - это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе и ресурсно-экономическими возможностями биосферы.

Экологический кризис можно рассматривать и как конфликт во взаимодействии биологического вида с природой; кризисом природа напоминает о нерушимости своих законов; нарушившие эти законы погибают. В более широком смысле экологический кризис понимается как фаза развития биосферы, на которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других).

Вмешательство в природный цикл началось человеком в тот момент, когда он впервые бросил в землю зерно. Так началась эпоха завоевания человеком своей планеты. Первобытного человека побудило заняться земледелием, а затем и скотоводством то, что на заре своего развития жители Северного полушария уничтожили почти всех копытных животных, используя их в качестве пищи (один из примеров - мамонты в Сибири). Недостаток пищевых ресурсов привел к тому, что большинство особей тогдашней человеческой популяции вымерли. Это был один из первых природных кризисов, обрушившихся на людей. Следует подчеркнуть, что истребление тех или иных крупных млекопитающих могло быть непоголовным. Резкое снижение численности в результате охоты ведет к расчленению ареала вида на отдельные островки. Судьба малых изолированных популяций плачевна: если вид не в состоянии быстро восстановить целостность ареала, происходит неизбежное его вымирание из-за эпизоотий или нехватки особей одного пола при переизбытке другого.

Первые кризисы (не только недостаток пищи) заставили наших предков искать пути сохранения численности своей популяции. Постепенно человек стал на путь технического прогресса. Началась эпоха великого противостояния человека и природы. Человек все больше и больше отдалялся от естественного природного цикла, в основе которого лежит замещен- ность природных частей и безотходность природных процессов. Со временем противостояние оказалось настолько серьезным, что возврат к естественной природной среде для человека стал уже невозможен.

Во второй половине XX в. человечество оказалось перед лицом экологического кризиса, который называют «кризисом редуцентов », т.е. определяющим его признаком является опасное истощение и загрязнение биосферы вследствие деятельности человека и связанное с этим нарушение природного равновесия.

Экологический кризис принято делить на две части: естественную и социальную. Естественная часть свидетельствует

о наступлении деградации, разрушении окружающей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной политике, наличии государственных программ и отвечающих за их выполнение государственных структур, развитой экономики и осуществлении экстренных мер по экологической защите.

Использование термина «экологический кризис» для обозначения экологических проблем учитывает тот факт, что человек является частью экосистемы, которая видоизменяется в результате его деятельности (прежде всего производственной). Природные и общественные явления представляют собой единое целое, и их взаимодействие выражается в разрушении экосистемы. Сейчас уже очевидно для всех, что экологический кризис - понятие глобальное и общечеловеческое, касающееся каждого из живущих на Земле людей.

Признаками современного экологического кризиса являются:

• ? глобальное потепление, парниковый эффект, сдвиг климатических зон;
• ? озоновые дыры, разрушение озонового экрана;
• ? сокращение биологического разнообразия на планете;
• ? глобальное загрязнение окружающей среды;
• ? неутилизируемые радиоактивные отходы;
• ? водная и ветровая эрозия и сокращение площадей плодородных почв;
• ? демографический взрыв, урбанизация;
• ? истощение невозобновляемых минеральных ресурсов;
• ? энергетический кризис;
• ? резкий рост числа ранее неизвестных и зачастую неизлечимых болезней;
• ? недостаток продуктов питания, перманентное состояние голода большей части населения планеты;
• ? истощение и загрязнение ресурсов Мирового океана. Общая экономическая нагрузка на экологические системы зависит от трех факторов: численности населения, среднего уровня потребления и широкого применения различных технологий. Снизить степень ущерба, наносимого окружающей среде обществом потребителей, можно, изменив сельскохозяйственные модели, транспортные системы, методы городского планирования, интенсивность потребления энергоресурсов, пересмотрев промышленные технологии и т.п. К тому же при изменении технологий может быть снижен уровень материальных запросов. И это постепенно происходит вследствие удорожания жизни, что напрямую связано с экологическими проблемами.

Суть экологической угрозы заключается в том, что всевозрастающее давление на биосферу антропогенных факторов может привести к полному разрыву естественных циклов воспроизводства биологических ресурсов, самоочищения почвы, вод, атмосферы. Это вызовет резкое и стремительное ухудшение экологической обстановки, что может повлечь за собой гибель населения планеты. Уже сейчас экологи предупреждают о нарастании парникового эффекта, расползании озоновых дыр, выпадении все большего количества кислотных осадков и т.д. Перечисленные отрицательные тенденции в развитии биосферы постепенно приобретают глобальный характер и представляют угрозу для будущего человечества.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Что такое «экологический кризис»?
• 2. Назовите две стороны экологического кризиса.
• 3. Почему современный экологический кризис называют «кризисом редуцентов»?
• 4. Каковы признаки современного экологического кризиса?
• 5. От каких факторов зависит общая экономическая нагрузка на экологические системы?

1.Введение……………………………………………………………..стр.3

2.Что такое экологический кризис…………………………………...стр.4

3.Угроза экологического кризиса…………………………………….стр.4-6

4.Причины возникновения экологического кризиса………………..стр.6-9

5.Загрязнение атмосферы……………………………………………..стр.11-15

6.Загрязнение воды…………………………………………………….стр.15-17

7.Охрана животных…………………………………………………….стр.17-19

8.Охрана растительности………………………………………………стр19-20

9.Заключение……………………………………………………………стр.20-21.

Введение.

Человек - часть природы и как биологический вид своей жизни деятельностью долго влиял на природу, но не больше, чем многие другие организмы. Развитие общества происходит в процессе постоянного взаимодействия с природой. Преобразующее влияние человека на природу неизбежно. Вносимые его хозяйственной и иной деятельностью изменения в природу усиливаются по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот. Особенно крупные изменения в природу внесены человеком при капитализме с его высокой промышленной техникой и частной собственностью на средства производства. Развитие промышленности потребовало вовлечения в хозяйственный оборот новых самых разнообразных природных ресурсов. Помимо расширения масштабов использования земель, лесов, животного мира, началась интенсивная эксплуатация ископаемых недр, водных ресурсов и т. п. Все возрастающая по своим темпам и масштабам эксплуатация природы приводила к ее быстрому истощении. Помимо истощения природных ресурсов, развитие промышленности создало новую проблему - проблему загрязнения окружающей среды. Оказались сильно загрязненными преимущественно промышленными отходами и выхлопными газами автомашин атмосферный воздух, водоемы, почва. Эти загрязнения не только крайне отрицательно сказались на плодородии почв, растительности и животном мире, но и стали представлять существенную опасность для здоровья людей. Воздействие человека на природу достигло наибольшей силы за последнее время, в период высоких темпов роста всех видов материального производства и научно-технического прогресса. Долгое время человек смотрел на природу как на неисчерпаемый источник необходимых для него материальных благ. Но, сталкиваясь с отрицательными результатами своего воздействия на природу, он постепенно приходил к убеждению в необходимости более разумного ее использования и охраны.

В своём реферате я освящу экологическую проблему в целом и пути её решения.

Что такое экологический кризис.

Экологический кризис, нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные антропогенной деятельностью и угрожающие существованию человека как вида. По степени угрозы естественной жизни человека и развитию общества выделяются неблагоприятная экологическая ситуация, экологическое бедствие и экологическая катастрофа. Влияние общества на природу к настоящему времени достигло больших масштабов. Это влияние сказывается не только в отношении отдельных природных ресурсов, но и, как мы видели, на ходе важнейших, глобальных процессов биосферы, нарушение которых может привести к весьма опасным для жизни на планете последствиям. Именно это положение послужило причиной появления и распространения в последнее время в развитых странах такого понятия, как "экологический кризис". Истоки "экологического кризиса" кроются в нерациональном использовании природных ресурсов. Например, в США, по некоторым оценкам, с 1929 по 1963 г. от 47 до 56% валового национального продукта было произведено без учета действительных нужд общества. Следовательно, около половины природных ресурсов, освоенных США за этот период, расходовалось без учета реальных общественных потребностей. Освоение естественных ресурсов в интересах конкурирующих собственников, непомерное увеличение военных расходов, ориентация на неограниченное потребление неизбежно ведут к хаотическому расходованию богатств природы и в конце концов оборачиваются тяжелыми лишениями для общества.

Угроза экологического кризиса.

Рост масштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитие научно-технической революции усилили отрицательное воздействие человека на природу, привели к нарушению экологического равновесия на планете. В сфере материального производства возросло потребление природных ресурсов. За 40 лет после второй мировой войны было использовано столько минерального сырья, сколько за всю предыдущую историю человечества. Но запасы угля, нефти, газа, меди, железа и других важных для людей богатств природы невозобновимы и, как рассчитали учёные, будут исчерпаны через несколько десятилетий.

Даже лесные ресурсы, которые, казалось бы, постоянно обновляются, на деле быстро убывают. Вырубка леса в мировом масштабе в 18 раз превышает его прирост. Ежегодно разрушается более 11 млн. га леса, и через три десятилетия площадь уничтоженных лесов будет приблизительно равна площади Индии. Значительная часть территории, на которой ранее росли леса, превращаются в сельскохозяйственные земли низкого качества, которые не могут прокормить людей, живущих на этой территории. Основной причиной сокращения площади лесов на нашей планете являются прямая вырубка лесов для заготовки промышленной древесины и получения топлива с учётом неуклонного роста населения в развивающихся странах, расчистка земель для сельхозугодий и пастбищ, загрязнение окружающей среды различными токсикантами и т.д.

Особенно интенсивно вырубаются влажно - тропические леса, причем темпы их сведения с каждым годом возрастают. Если в середине 80-х годов XX века ежегодно уничтожалось 11,3 млн. га, то в 90-х годах - уже 16,8 млн. га. В настоящее время влажно - тропические леса Латинской Америки сведены на 37% от первоначальной площади, в Азии - на 42%, в Африке - на 52%. Наибольшие площади первичных лесов сохранились в Бразилии, Заире, Индонезии, Колумбии, а бореальных - в России и Канаде. Меньше всего первичных лесов осталось в Китае и Австралии, а в Западной Европе (за исключением скандинавских стран) их практически не осталось. Сведение лесов приводит к негативным экологическим последствиям: изменяется альбедо земной поверхности, нарушается баланс углерода и кислорода в атмосфере, усиливается эрозия почв, нарушается гидрологический режим рек и т.д. Не меньшую опасность вызывает загрязнение Мирового океана. Мировой океан постоянно загрязняется в основном из-за расширения добычи нефти на морских промыслах. Огромные нефтяные пятна губительны для жизни океана. В океан сбрасываются также миллионы тонн фосфора, свинца, радиоактивных отходов. На каждый квадратный километр океанского пространства сейчас приходится 17 тонн различных вредных отбросов с суши. А мертвый океан, считают учёные, - это мёртвая планета.Самой уязвимой частью природы стала пресная вода. Сточные воды, пестициды, удобрения, дезинфекционные средства, ртуть, мышьяк, свинец, цинк в огромных количествах попадают в реки и озёра. В республиках СНГ ежегодно сбрасываются в реки, озёра, водохранилища и моря неочищенные сточные воды, содержащие миллионов тонн вредных веществ. Не лучше положение и в других странах мира. Сильно загрязнены Дунай, Волга, Миссисипи, Великие Американские озёра. По данным специалистов, в некоторых районах Земли 80% всех болезней вызваны недоброкачественной водой, которую вынуждены потреблять люди. Известно, что человек без пищи может жить пять недель, без воды -пять дней, без воздуха - пять минут. Между тем загрязнение атмосферного воздуха давно превзошло допустимые пределы. Запылённость, содержание углекислоты в атмосфере ряда крупных городов возросли в десятки раз по сравнению с началом XX века 115 млн. легковых автомобилей в США поглощают кислорода в два раза больше, чем создаётся его на территории этой страны всеми естественными источниками. Общий выброс вредных веществ в атмосферу (промышленностью, энергетикой, транспортом и т.п.) в США составляет около 150 млн. тон в год, в странах СНГ более 100 млн. тон. В 102 городах СНГ с населением более 50 тыс. человек концентрация вредных для здоровья веществ в воздухе превышает медицинские нормы в 10 раз, а в некоторых - ещё больше. Кислотные дожди, содержащие двуокись серы и окись азота, которые появляются в процессе функционирования электростанций Германии и Великобритании, выпадают в Скандинавских странах и несут гибель озёрам и лесам. Территория СНГ получает с кислотными дождями с Запада в 9 раз больше вредных веществ, чем их переносится в обратном направлении. Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года показала экологическую угрозу, создаваемую авариями на атомных электростанциях, которые существуют в 26 странах мира. Серьёзной проблемой стал бытовой мусор: твёрдые отбросы, полиэтиленовые пакеты, синтетические моющие средства и т.п.Исчезает вокруг городов напоенный ароматом растений чистый воздух, реки превращаются в сточные канавы. Груды консервных банок, битого стекла и иного мусора, свалки вдоль дорог, захламление территории, искалеченная природа - таков итог длительного господства индустриального мира.

Причины возникновения экологического кризиса.

В настоящее время многие противоречия, конфликты, проблемы перерастают локальные рамки и приобретают глобальный общемировой характер.

Главные причины возникновения кризиса:

1. Изменение климата Земли в результате естественных геологических процессов, усиленных парниковым эффектом, вызываемым изменениями оптических свойств атмосферы выбросами в нее главным образом СО, СО2 и других газов.

2. Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с образованием так называемых "озоновых дыр", снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации.

3. Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для объектов биосферы, включая человека.

4. Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения их углекислым газом атмосферы, в свою очередь загрязненной автотранспортом и теплоэнергетикой, захоронения в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступления загрязнений с речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с регулированием рек;

5. Истощение и загрязнение вод суши.

6. Радиоактивное загрязнение среды.

7. Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков, использования пестицидов и минеральных удобрений.

8. Изменение геохимии ландшафтов в связи с перераспределением элементов между недрами и поверхностью Земли.

9. Продолжающее накопление на поверхности Земли всякого рода твердых отходов.

10. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия.

11. Усиливающееся опустынивание планеты.

12. Сокращение площади тропических лесов и северной тайги - основных источников поддержания кислородного баланса планеты.

13. Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства.

14. Ухудшение среды жизнеобитания в перенаселенных городах.

15. Исчерпание многих месторождений минерального сырья.

16. Усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации богатой и бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации.

17. Снижение иммунного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям характер. Одной из основных глобальных проблем является сохранение окружающей среды. Начало ее лежит в далеком прошлом. Около 10000 лет назад возникла земледельческая культура неолита. Расширение площади возделываемых земель, рубка деревьев для хозяйственных целей, распространение подсечно-огневого земледелия - все это вело к замене естественного ландшафта культурным, усилению влияния человека на среду обитания. Начался быстрый прирост населения - демографический взрыв - резкое увеличение народонаселения, связанное с улучшением социально-экономических или общеисторических условий жизни. Численность населения Земли растет в геометрической прогрессии: если с 8000 года до н.э. до начала нового летоисчисления численность населения возросла от 5 млн. человек до 130 млн, то есть на 125 млн человек за 8 тыс лет, то с 1930 г.. до 1960 г., то есть всего за 30 лет численность населения Земли возросла уже на 1 млрд. человек (от 2 млрд. до 3 млрд. чел.) В настоящее время она составляет более 6 млрд. чел. С 1830 по 1930 г. росло население Европы и Северной Америки, а в последние годы демографический взрыв наблюдается в странах Азии и Латинской Америки.

Промышленная революция началась около 200 лет назад и за последние 100-150 лет полностью изменился облик Европы и Северной Америки. Возникла неразрывная связь природы и общества, которая носит взаимный характер. С одной стороны, природная среда, географические и климатические особенности оказывают значительное воздействие на общественное развитие. Эти факторы могут ускорять или замедлять темп развития стран и народов, влиять на общественное развитие труда. С другой стороны, общество влияет на естественную среду обитания человека. История человечества свидетельствует как о благотворном влиянии деятельности людей на естественную среду обитания, так и о пагубных её последствиях. Человек осуществил такие химические реакции, которых не было раньше на Земле. Были выделены в чистом виде железо, олово, свинец, алюминий, никель и многие другие химические элементы. Количество добываемых и выплавляемых человеком металлов достигает колоссальных размеров и возрастает с каждым годом. Еще более значительна добыча горючих полезных ископаемых. Пpи горении каменного угля и другого топлива идет образование оксидов углерода, азота, серы и других продуктов. Земная поверхность превращается в города и культурную землю и резко меняет свои химические свойства.

Загрязнение атмосферного воздуха превзошло все допустимые пределы. Концентрация вредных для здоровья веществ в воздухе превышает медицинские нормы во многих городах в десятки раз. Кислотные дожди, содержащие двуокись серы и окись азота, являющиеся следствием функционирования тепловых электростанций, транспорта и заводов, несут гибель озёрам и лесам. Авария на Чернобыльской АЭС показала экологическую угрозу, которую создают аварии на атомных электростанциях, они эксплуатируются в 26 странах мира.

Принципы естественного устройства, которые нарушены человеком и ведут к экологическому кризису:

1. Использование человеком в своей хозяйственной деятельности внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо). Это приводит к росту энтропии биосферы, нарушению экологических циклов двуокиси углерода, оксидов серы и азота, тепловому загрязнению.

2. Разомкнутость хозяйственных циклов приводит к большому числу отходов, загрязняющих окружающую среду. Использование наряду с естественными множества искусственно синтезированных веществ вызывает нарушение экологического равновесия, приводит к возрастанию токсичности окружающей среды.

3. При непосредственном участии человека происходят уничтожение структурного многообразия биосферы, гибель многих видов. Отмечается чрезмерное увеличение давления на биосферу человека, что ведет к серьезным нарушениям экологической стабильности и снижению устойчивости биосферы.

Загрязнение атмосферы.

Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.

Естественный источник – это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

Антропогенные, в основном делят на три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

По данным ученых (1990 г.), 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. хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком) .

Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю – 80–90 процентов – всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообразные выбросы. Существуют 3 основных источника образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.

Рассмотрим основные вредные примеси антропогенного происхождения /

Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия 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. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы – искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.

Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств – измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ.

Загрязнение воды

Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенности в существовании биосферы.

Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более внушительны бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, «для производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара – 9, изделий из хлопка – 200, стали 250, азотных удобрений или синтетического волокна – 600, зерна – около 1000, бумаги – 1000, синтетического каучука – 2500 тонн воды» .

Использованная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом происходит загрязнение пресноводных водоемов – рек, озер, суши и прибрежных участков морей.

Современные методы очистки вод, механической и биологической, далеки от совершенства. «Даже после биологической очистки в сточных водах остается 10 процентов органических и 60–90 процентов неорганических веществ, в том числе до 60 процентов азота, 70 – фосфора, 80 – калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых металлов».

Различают три вида загрязнения вод – биологическое, химическое и физическое.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, в том числе болезнетворными, а также органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы, сточные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясокомбинаты, молочные и сыровареные заводы, сахарные заводы и т.п.), целлюлозно-бумажной и химической промышленности, а в сельской местности – стоки крупных животноводческих комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

Химическое загрязнение создается поступлением в воду различных ядовитых веществ. Основные источники химического загрязнения – это доменное и сталелитейное производство, предприятия цветной металлургии, горнодобывающая, химическая промышленность и в большой мере экстенсивное сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на поверхность воды непосредственно из воздуха.

Итак, наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

Вызывает тревогу и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже, по подсчетам экологов, 1/10 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой.

Формально пока нельзя говорить, что мы переживаем глобальную экологическую катастрофу, поскольку на Земле еще имеются районы, где нет серьезных следов антропогенного загрязнения. Но таких районов становится все меньше, а некоторые виды загрязнений отмечаются даже в самых удаленных от их источников местах, например в Антарктиде.

В последнее время все чаще в печати, на радио, телевидении одной из главных тем становится экологическая. Широкая общественность, зная о критическом состоянии окружающей среды, должна активно действовать. «Экологизация» законодательной и исполнительной власти сейчас особенно важна, поскольку первоочередная задача – сделать экологически чистые производства выгодными и, наоборот, экономически невыгодным любое пренебрежение экологическими нормами. Без этого призывы к рядовым гражданам беречь природу будут выглядеть демагогическими и вряд ли достигнут цели. Вместе с тем необходима и самая широкая просветительская работа среди граждан всех возрастов.

Список литературы:

1. Морозов Г.И., Новиков Р.А. Глобальная экологическая проблема.- М.:Мысль, 1988.

2. Будыко М.И. Глобальная экология.- М.:Мысль, 1977.

3. Экология. Под ред. Боголюбова С.А.- М.:Знание,1999.

4. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль.- М.,1980.

5. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения.- К., 1978.

6. Кормилицын, М.С. Цицкишвили, Ю.И. Яламов. Основы экологии.- Москва, 1997.

7. Львович А. И. "Защита вод от загрязнения.

8. Синицын С. Г. "Лес и охрана природы".

9. Яблоков А. В. "Охрана живой природы (проблемы и перспективы)".

10. Реймерс Н. Ф. "Природопользование".

11. Новиков Ю. В. "Экология, окружающая среда и человек".

12. http://sumdu.telesweet.net/doc/lections/Ekologiya.ru

13. http://student.km.ru/ref_show_frame.asp?id=20016F697E304647BA12C93D1D6EF8EF

14. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г. Инглунда. – М.: «Металлургия», 1991., с. 7.

15. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 1991 г., с. 16.

Экологические основы природопользования

Курс лекций для студентов СПО дневной и заочной форм обучения

Лекция 4 . Признаки экологического кризиса

Экологический кризис - это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экономическим возможностям биосферы..

Экологический кризис можно рассматривать и как конфликт во взаимодействии биологического вида или рода с природой. Кризисом природа как бы напоминает о нерушимости своих законов, нарушившие эти законы погибают. Так происходило качественное обновление живых существ на Земле. В более широком смысле экологический кризис понимается как фаза развития биосферы, на которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других).

Современный экологический кризис называют “кризис редуцентов”, т.е. определяющим его признаком является опасное загрязнение биосферы вследствие деятельности человека и связанное с этим нарушение природного равновесия.

Понятие “экологический кризис” впервые появилось в научной литературе в середине 1970-х гг.

Экологический кризис принято подразделять на две части: естественную и социальную. Естественная часть свидетельствует о наступлении деградации, разрушении окружающей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной политике, наличии государственных программ и отвечающих за их выполнение государственных структур, развитой экономике и осуществлении экстренных мер по экологической защите.

Признаки современного экологического кризиса

опасное загрязнение биосферы;

истощение энергетических запасов;

сокращение видового разнообразия.

Опасное загрязнение биосферы связано с развитием промышленности, сельского хозяйства, развитием транспорта, урбанизацией. В биосферу поступает огромное количество токсичный и вредных выбросов хозяйственной деятельности. Особенностью этих выбросов является то, что эти соединения не включаются в естественные обменные процессы и накапливаются в биосфере . Например, при сжигании древесного топлива происходит выделение углекислого газа, который усваивается растениями в процессе фотосинтеза, в результате чего вырабатывается кислород. При сжигании нефти выделяется сернистый газ, который в естественные процессы обмена не включается, а накапливается в нижних слоях атмосферы, взаимодействует с водой и выпадает на землю в виде кислотных дожей.

В сельском хозяйстве используется большое количество ядохимикатов и пестицидов, которые накапливаются в почве, растениях, тканях животных.

Опасное загрязнение биосферы выражается в том, что содержание вредных и токсичных веществ в отдельных ее составных частях превышает предельно допустимые нормы. Например, во многих регионов России содержание целого ряда вредных веществ в воде, воздухе, почве превышает предельно допустимые нормы в 5-20 раз.

Согласно статистике среди всех источников загрязнения на первом месте - выхлопные газы автотранспорта (до 70% всех болезней в городах вызвано ими), на втором -выбросы тепловых электростанций, на третьем - химическая промышленность. (По данным Российской академии наук, атомная промышленность на 26-м месте.) Не менее загрязнены сегодня гидросфера (прежде всего ядовитыми стоками) и почвы (кислотными дождями и сточными водами, в том числе радиоактивными).

На территории России имеются полигоны для размещения отходов, где складируются отходы не только с российских земель, но и с территорий других бывших союзных республик, а также с территорий тех стран, где сооружены ядерные энергетические объекты по советской технологии.

Истощение энергетических запасов. Уровень энерговооруженности человеческого труда растет беспрецедентными темпами, никогда не наблюдавшимися в течение многих тысячелетий истории человечества. Ускоренное развитие энергетики связано прежде всего с ростом промышленного производства и его энерговооруженности.

К основным источникам энергии, используемым человеком, относятся: тепловая энергия гидроэнергия, атомная энергия. Тепловую энергию получают при сжигании древесины, торфа, угля, нефти и газа. Предприятия, вырабатывающие электроэнергию на базе химического топлива, называют тепловыми электростанциями.

Нефть, уголь и газ являются невозобновляемыми природными ресурсами, и запасы их ограничены. Мировые запасы нефти в 1997 г. оценивались в 1016 млрд баррелей (162 753,04 млн т), т.е. еще до

2020 г. нефти на Земле не останется.

Газа на планете значительно больше, чем нефти. Мировые запасы газа оцениваются примерно в 350 трлн м³ (в том числе разведано 136 трлн м³). При прогнозируемом на 2010 г. мировом потреблении 3,55 трлн м³ газа в год разведанные запасы иссякнут через 40 лет, т.е. почти одновременно с нефтью. Россия природным газом намного богаче, чем другие страны: разведанных запасов около 49 трлн м³. Свыше 70% добываемого в стране газа приходится на два богатейших месторождения планеты: Уренгойское и Ямбургское.

Каменного угля на Земле гораздо больше, чем нефти и газа. По оценкам специалистов, его запасов может хватить на сотни лет. Однако каменный уголь - экологически грязное топливо, в нем много золы, серы, вредных металлов. Из каменного угля можно получать жидкое топливо для транспорта (его делали в Германии во время Второй мировой войны), но оно обходится очень дорого (450 долл./т), и сейчас его не выпускают. В России заводы по производству жидкого топлива из угля в Ангарске, Салавате, Новочеркасске закрыты из-за нерентабельности.

В настоящее время успешно разрабатываются новые подходы к решению проблемы энергетического кризиса.

1 . Переориентация на другие виды энергии;

2 . Добыча полезных ископаемых на континентальном шельфе.

Сокращение видового разнообразия. В общей сложности с 1600 г

исчезли 226 видов и подвидов позвоночных животных, причем за последние 60 лет -76 видов, и около 1000 видов находится под угрозой исчезновения. Если сохранится современная тенденция истребления живой природы, то через 20 лет планета лишится 1/5 части описанных видов растительного и животного мира, что угрожает устойчивости биосферы - важного условия жизнеобеспечения человечества.

Там, где условия неблагоприятны, биологическое разнообразие невелико. В тропическом лесу обитает до 1000 видов растений, в лиственном лесу умеренной зоны -30-40 видов, на пастбище -20-30 видов. Видовое разнообразие является важным фактором, который обеспечивает устойчивость экосистемы к неблагоприятным внешним воздействиям. Сокращение видового разнообразия может вызвать необратимые и непредсказуемые изменения в глобальном масштабе, поэтому эта проблема решается всем мировым сообществом.

Одним из способов решения этой проблемы является создание заповедников. В нашей стране, например, в настоящее время функционирует 95 заповедников. Определенный опыт международного сотрудничества в сохранение природного богатства уже имеется: 149 стран подписали Конвенцию по сохранению видового разнообразия; подписаны Конвенции по охране сильно увлажненных территорий (1971 г.) и Конвенция по торговле редкими видами флоры и фауны, находящимися под угрозой исчезновения (1973 г.); с 1982 г. действует международный мораторий на коммерческую ловлю китов.

Глобальные проблемы экологии

Экологический кризис характеризуется наличием целого ряда проблем, которые угрожают устойчивому развитию. Рассмотрим только некоторые из них.

Разрушение озонового слоя . Содержание озона в атмосфере

незначительно и составляет 0,004% по объему. Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под действием космической УФ-радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий важное значение для обеспечения жизни на Земле. Озоновый экран ослабляет смертоносную УФ-радиацию в слое атмосферы между 40 и 15 км над земной поверхностью примерно в 6500 раз. Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз УФ-радиацию, что влияет на зрение животных и человека и может оказать другие губительные воздействия на живые организмы. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям - вспышке рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. Впервые появление так называемой озоновой дыры над Антарктидой было зафиксировано наземными и спутниковыми измерениями в середине 199970-х гг. Площадь этой дыры составила 5 млн м², и озона в столбе воздуха было на 30-50% меньше нормы.

Было высказано несколько предположений о причинах разрушения озонового слоя: запуск космических кораблей, сверхзвуковые самолеты, значительные масштабы производства фреонов. Впоследствии на основании научных исследований был сделан вывод, что основной причиной являются фреоны, которые широко используются в холодильной технике и аэрозольных баллончиках.

Международным сообществом был принят ряд мер, направленных на предотвращение разрушения озонового слоя. В 1977 г. Программой ООН по окружающей среде был принят план действий по озоновому слою, в 1985 г. в Вене состоялась конференция, принявшая Конвенцию по охране озонового слоя, был установлен список веществ, отрицательно влияющих на озоновый слой, и принято решение о взаимной информации государств о производстве и использовании этих веществ, о принимаемых мерах.

Таким образом, было официально заявлено о пагубном воздействии изменений озонового слоя на здоровье людей и окружающую среду и о том, что меры по охране озонового слоя требуют международного сотрудничества. Решающим стало подписание Монреальского протокола в 1987 г., согласно которому устанавливается контроль за производством и использование фреонов. Протокол подписали более 70 стран, в том числе обязательства по нему взяла на себя Россия. В соответствии с требованиями этих соглашений производство вредных для озонового слоя фреонов должно быть прекращено к 2010 г.

Парниковый эффект. Выброс в атмосферу многих газов: угарного газа (СО), углекислого газа (СО2), углеводородов, т.е. метана (СН4), этана (С2Н6) и др., которые накапливаются в результате сжигания горючих ископаемых и других производственных и процессов, приводит к появлению парникового эффекта, хотя эти вещества почти не представляют опасности как самостоятельные загрязнители (за исключением высоких концентраций).

Механизм парникового эффекта достаточно прост. Обычное солнечное излучение при безоблачной погоде и чистой атмосфере сравнительно легко достигает поверхности Земли, поглощается поверхностью почвы, растительностью и др. Нагретые поверхности отдают тепловую энергию снова в атмосферу, но уже в виде длинноволнового излучения, которое не рассеивается, а поглощается молекулами этих газов (СО2 поглощает 18% отдаваемой теплоты), вызывая интенсивное тепловое движение молекул и повышение температуры.

Атмосферные газы (азот, кислород, водяные пары) не поглощают тепловое излучение, а рассеивают его. Концентрация СО2 ежегодно повышается на 0,8-1,5 мг/кг. Считается, что при возрастании содержания СО2 в воздухе вдвое среднегодовая температура повысится на 3-5ºС, что вызовет глобальное потепление климата, и через 125 лет можно ожидать массового таяния льдов Антарктиды, подъема среднего уровня Мирового океана, затопления значительной части прибережной территории и других негативных последствий. Кроме парникового эффекта, наличие этих газов способствует образованию смога.

Смоги бывают влажные, сухие и ледяные. Влажный смог (Лондонского типа) - сочетание газообразных загрязняющих веществ, пыли и капель тумана. Так возникает в 100-200-метровом слое воздуха ядовитый густой грязно-желтый туман-влажный смог. Он образуется в странах с морским климатом, где часты туманы и высокая относительная влажность воздуха.

Сухой смог (Лос-Анджелесского типа) - вторичное загрязнение воздуха в результате химических реакций, сопровождающихся появлением озона. Сухой смог образует не туман, а синеватую дымку.

Ледяной смог (аляскинского типа).Он возникает в Арктике и Субарктике при низких температурах в антициклоне. Образуется густой туман, состоящий из мельчайших кристалликов льда и, например, серной кислоты.

Глобальное потепление - одно из наиболее значимых последствий антропогенного загрязнения биосферы. Оно проявляется в изменении климата и биоты: продукционного процесса в экосистемах, сдвиге границ растительных формаций, изменении урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно сильные изменения касаются высоких и средних широт Северного полушария. Подъем уровня океана за счет потепления составит 0,1-0,2 м, что может привести к затоплению устьев крупных рек, особенно в Сибири. На проходившей в 1996 г. в Риме очередной конференции стран - участниц Конвенции по предотвращению климатических изменений еще раз была подтверждена необходимость скоординированных международных действий для решения этой проблемы.

Уничтожение тропических лесов. За последние 50 лет при участии человека истреблено 2/3 покрывавших Землю лесов. За последние 100 лет безвозвратно утрачено 40% существовавших на Земле лесных массивов. Дождевой тропический лес является одним из важнейших поставщиков кислорода в атмосферу и играет огромную роль в поддержании кислородного баланса. Дождевые тропические леса называют “зеленые легкие планеты”. Проблема заключается в том, что эти леса уничтожены уже на 40%. Ежегодно в мире теряется 15-20 млн га тропического леса, что эквивалентно половине площади Финляндии. Наибольшие потери понесли 10 стран мира, в числе которых Бразилия, Мексика, Индия, Таиланд. Если уничтожение тропических лесов будет продолжаться такими же темпами, то через 30-40 лет его уже не останется на Земле.

По причине сведения тропических лесов количество кислорода в атмосфере уменьшается ежегодно на 10-12 млрд т, а содержание углекислого газа по сравнению с серединой XXв. возросло на 10-12%. Возникает опасность нарушения баланса кислорода.

Основными причинами обезлесения являются: распашка лесных земель под сельскохозяйственные угодья; увеличение спроса на древесное топливо; промышленная вырубка лесов; осуществления крупномасштабных проектов развития.

По данным ООН, примерно 90% сельского и 30% городского населения в странах Азии, Африки и Латинской Америки используют преимущественно древесное топливо. Коммерческие лесозаготовительные работы осуществляются без учета экологических требований и, как правило, не сопровождаются посадками деревьев на вырубках.

После проведения конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992 г) развивающиеся страны подтвердили свою готовность в достижении международного консенсуса по проблеме сохранения лесных ресурсов, намереваясь принять со своей стороны меры по обеспечению устойчивого развития лесного хозяйства.

Дефицит воды. Многие ученые связывают его с непрерывным в последнее десятилетие повышением температуры воздуха из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа. Нетрудно составить цепь проблем, порождающих друг друга: большое энерговыделение (решение энергетической проблемы) - парниковый эффект - нехватка воды - недостаток пищи (неурожаи). За последние 100 лет температура возросла на 0,6ºС. В 1995-1998 гг. наблюдался особенно большой ее рост. Углекислый газ, метан и некоторые другие газы поглощают тепловое излучение и усиливают парниковый эффект.

Еще более важный фактор - резкое увеличение расхода воды на промышленные и бытовые цели. Нехватка воды резко ухудшила экологическую обстановку во многих регионах и вызвала продовольственный кризис.

Опустынивание. Так называется совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к разрушению (нарушению) равновесия в экосистемах и к деградации всех форм органической жизни на конкретной территории. Опустынивание происходит во всех природных зонах мира.

Главная причина современного роста опустынивания в различных странах мира - несоответствие сложившейся структуры хозяйственного использования природных ресурсов с потенциальными природными возможностями данного ландшафта, рост народонаселения, увеличение антропогенных нагрузок, несовершенство социально-экономического устройства ряда стран. По данным ЮНЕП *, сейчас пустынями антропогенного происхождения занято более 9 млн км², и ежегодно выбывает из продуктивного использования до 7 млн га земель.

Загрязнения Мирового океана. Мировой океан, покрывающий 2/3 земной поверхности, - это огромный резервуар, масса воды в котором составляет 1,4·10²¹ кг. Вода океана составляет 97% всей воды на планете. Мировой океан дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потребляемых населением планеты в пищу. Океану, особенно его прибрежной зоне, принадлежит ведущая роль в поддержании жизни на Земле, ведь около 70% кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктона. Таким образом, Мировой океан играет огромную роль в поддержании устойчивого равновесия биосферы, и его охрана является одной из актуальных международных экологических задач.

Особое опасение вызывает загрязнение Мирового океана вредными и токсичными веществами , в том числе нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.

Наиболее распространенными веществами, загрязняющими океан, являются нефть и нефтепродукты. В Мировой океан ежегодно поступает в среднем 13-14 млн т нефтепродуктов. Нефтяное загрязнение опасно по двум причинам: во-первых, на поверхности воды образуется пленка, которая лишает доступа кислорода морскую флору и фауну; во-вторых, нефть сама по себе является токсичным соединением, которое имеет большой период полураспада, при содержании нефти в воде 10-15 мг/кг гибнет планктон и мальки рыб. Настоящими экологическими катастрофами можно назвать крупные разливы нефти при крушении супертанкеров.

Особенно опасным является радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов (РАО). Первоначально основным способом избавления от радиоактивного мусора было захоронение РАО в морях и океанах. Это были, как правило, низкоактивные отходы, которые упаковывали в 200-литровые металлические барабаны, заливали бетоном и сбрасывали в море. Первое такое захоронение РАО произвели США в 80 км от побережья Калифорнии. До 1983 г.12 стран практиковали сброс РАО в открытое море. В воды Тихого океана за период с 1949 г. по 1970 г. было сброшено 560 261 контейнер с РАО.

В последнее время был принят ряд международных документов,

основной целью которых является охрана Мирового океана.

Недостаток пищи. Важная причина нехватки продовольствия - сокращение с 1956 г. пахотных площадей на душу населения из-за эрозии почвы и изъятия плодородных земель на другие цели. Благодаря “зеленой революции” 1970-х гг. удалось компенсировать снижение урожая за счет внедрения новых сортов, орошения, применения удобрений и гербицидов. Однако в Австралии и Африке этого добиться не удалось - не хватило воды для орошения. Теперь ее явно недостает в Азии и в Америке.

Резко сократились рыбные запасы. С 1950 по 1989 г. мировой улов вырос с 19 до 89 млн т, после чего прироста уже не было. Увеличение рыболовецкого флота не ведет к росту улова.

Рост численности населения. Стремительно растущая численность населения - самая серьезная проблема Земли.

Многочисленные попытки сократить рождаемость не увенчались успехом. В настоящее время в странах Африки, Азии и Южной Америки имеет место демографический взрыв. В Российской Федерации неблагоприятная для роста населения ситуация сложилась из-за падения рождаемости.

Вопросы для самопроверки

Какие признаки характеризуют современный экологический кризис?

Назовите основные причины загрязнения биосферы.

Приведите примеры истощения энергетических ресурсов.

Какие глобальные изменения происходят в атмосфере?

В чем причины и каковы последствия разрушения озонового слоя?

В чем причины и каковы последствия парникового эффекта?

Какие вы знаете глобальные континентальные проблемы?

Каковы основные причины уничтожения тропических лесов?

Что является основными источниками загрязнения Мирового океана?

Каковы последствия увеличения численности населения?

Обостряющийся сегодня экологический кризис уже не первый в геологической истории Земли. Только на памяти человечества это, как минимум, третий по счету кризис. Однако масштабы современного кризиса превосходят масштабы предыдущих. А в геологической истории нашей планеты это, по мнению биологов, второй крупнейший глобальный экологический кризис. Как уже отмечалось выше, биосфера Земли насчитывает около 4 млрд. лет. Первыми организмами на Земле были анаэробные (бескислородные) организмы, которые погибли в ходе естественного отбора и борьбы за существование со вторичными организмами, выделявшими в больших количествах кислород. Таким образом, для первичных организмов создание кислородной атмосферы было катастрофой - глобальным экологическим кризисом, в ходе которого большинство этих организмов исчезло с лица Земли.

В дальнейшей истории биосферы Земли постоянно вымирало большее или меньшее количество видов. Таким образом, можно говорить о том, что экологические кризисы в истории биосферы происходили многократно. Одним из наиболее известных кризисов стало исчезновение динозавров, давшее шанс для развития млекопитающим.

Все перечисленные выше кризисы имели естественные причины. Но с появлением человека основной причиной кризисов стало его воздействие на окружающую среду, которое резко возросло в XX в. С этого момента главнейшим фактором глобального экологического кризиса на Земле стал человек. Если два первых кризиса имели локальный характер, то современный кризис охватил всю планету, поставив под угрозу существование самого человека как вида и, даже всей биосферы в целом.

Симптомом современного экологического кризиса является нарушение биотического круговорота вещества - человек стремится взять из природы как можно больше, забывая, что ничто не дается даром. Ведь глобальная экосистема - это единое целое, в рамках которой ничто не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения. Все, что было извлечено из нее человеком, должно быть рано или поздно возмещено.

Не учитывая эту аксиому, человек разомкнул существовавшие миллионы лет биотические круговороты и вызвал антропогенное выпадение химических элементов. Так, в доисторический период в почвах Земли было 2000 млрд. т углерода, в конце 1970-х гг. - 1477 млрд. т, т.е. в год в среднем теряется 4,5 млрд. т углерода. Причем эти потери существуют в виде таких отходов, которые природа переработать не может. Постоянно растет потребление человеком энергии. Сего-

дня оно достигло 0,2% всей солнечной энергии, падающей на Землю. Это сопоставимо с энергией всех земных рек и годовой энергией фотосинтеза. Результат - усиление загрязнения и нарушение термодинамического равновесия биосферы. В настоящее время оно проявляется в глобальном потеплении, которое может привести к повышению уровня Мирового океана, нарушению переноса влаги между морем и сушей, сдвигу климатических поясов, т.е. к глобальному изменению климата.

Еще один признак экологического кризиса - истощение ресурсов редуцентов и продуцентов. Сокращается биомасса микроорганизмов. Вследствие этого, а также в результате роста отходов человека нет достаточного уровня самоочищения среды жизни. Более того, возникают негативные для биосферы и опасные для человека новые формы микроорганизмов, причем некоторые формы создает сам человек.

Уже в конце 1980-х гг. под угрозой исчезновения было 10% всего видового состава растений. Растительная биомасса снизилась более чем на 7%, объем фотосинтеза сократился на 20%. Как считают некоторые ученые, за время существования человека живое вещество в целом потеряло до 90% генного разнообразия.

Это то, что человек принес природе. Но ведь человек по-прежнему остается частью природы, частью биосферы Земли. Поэтому негативные последствия глобального экологического кризиса становятся все заметнее и для него, природа отвечает человеку.

Прежде всего, во весь рост встает знаменитая проблема Мальтуса, сформулированная им еще в конце XVIII в., - проблема несоответствия растущих потребностей увеличивающегося в геометрической прогрессии человечества и уменьшающихся запасов ресурсов оскудевающей планеты (их производство растет в арифметической прогрессии). Если самого Мальтуса беспокоило несоответствие роста населения росту производства пищи, то теперь ситуация стала значительно сложнее. Мы уже говорили о стремительном опустошении запасов углеродного топлива. Как страшный кошмар перед человечеством вырисовывается перспектива неминуемого исчерпания запасов угля, нефти и газа. Продолжает уменьшаться продуктивность биоты Мирового океана, плодородие почв, большое количество плодородных земель выводится из обращения городской застройкой и промышленным строительством, растут свалки. В некоторых районах земного шара деградация природной среды видна отчетливо и приобретает характер катастрофы. Отбросы собственной жизнедеятельности душат человечество.

И все это протекает на фоне демографического взрыва, принявшего угрожающий характер. Так, две тысячи лет назад числен-

ность населения Земли составляла около 250 млн. человек. Удвоение численности произошло в середине XVII в. В середине XIX в. нас стало 1 млрд. А к концу XX в. население Земли составило уже более 6 млрд. человек. По прогнозам демографов, если рост населения составит 2%, то к 2020 г. нас уже будет около 8 млрд.! Поэтому и в наши дни значительная часть населения Земли - до 600 млн. человек - голодает или недоедает. А ведь людей нужно не только накормить, им нужно обеспечить хотя бы минимум из того, что может дать современная цивилизация в области здравоохранения, образования и пр.

Помимо этой, очень серьезной проблемы, человечество вскоре столкнется еще с одной угрозой своему существованию. Это нарастающая интенсивность мутагенеза и рост генетической неполноценности человечества. Показатели этих процессов опасно возрастают. Какое-то количество неполноценных детей всегда присутствует среди новорожденных - это цена генетического разнообразия. В былые времена такие дети чаще всего погибали или, во всяком случае, не могли оставлять потомства. Благодаря успехам современной медицины эти дети сегодня не только выживают, но многие из них дают потомство, тоже неполноценное. Это и приводит к непрерывному не только абсолютному, но и относительному росту числа людей с генетическими отклонениями. Таким образом, отбор не может справиться с интенсивным потоком «искусственных» мутаций, возникающих под влиянием концентрированных мутагенных отходов - тяжелых химических элементов и соединений, а также радиации.

Но самым главным, что ухудшает структуру генофонда человечества и повышает частоту рождения неполноценных детей, является давление социальных факторов, прежде всего, алкоголизма и наркомании. К этому стоит добавить возрастание интенсивности мутагенеза за счет урбанизации и перенаселенности. Не может не беспокоить и возможное снижение интеллектуального потенциала человечества - войны и разного рода геноциды ударяют прежде всего по наиболее талантливой и активной части человечества.

У каждой популяции существует некоторый порог допустимого размывания генофонда, тот процент неполноценных особей, за которым уже никакой естественный отбор не сможет восстановить его качество и предотвратить деградацию популяции. Человек не являет собой исключения. Можно спорить о конкретных числовых оценках, но через несколько поколений, может быть, уже к началу XXII в., человечество, если экстраполировать современные тенденции, вероятно, подойдет к этому опасному рубежу. И обратного хода эволюционному процессу тогда уже не будет. Иначе говоря, без карди-

нальных изменений условий жизни человека генетическая деградация вида Homo sapiens неизбежна.

Если генетическая патология - проблема, которую будут решать наши потомки, то появление новых вирусных заболеваний угрожает человечеству уже сейчас. Их появление связано с антропогенным загрязнением окружающей среды. Среди таких «новинок» - вирус иммунодефицита человека, не поддающийся пока лечению. Появление новых вирусов ученые объясняют тем, что уничтожение одних возбудителей болезней освобождает экологические ниши для новых организмов. Кроме того, высокая численность и плотность населения, интенсивные контакты делают чрезвычайно вероятными массовые заражения и эпидемии.

Все более серьезной проблемой становится рост нервно-психических заболеваний. Число больных неврозами за последние сорок лет выросло в 24 раза. Причина этого - в самом человеке. Ведь в городах мы ведем очень интенсивную трудовую деятельность, испытываем многочисленные стрессы, а загрязненная окружающая среда провоцирует нервные срывы.

Итак, современная ситуация может быть оценена как глобальный экологический кризис, у которого существуют две стороны - кризис природы и кризис человека, причем оба они углубляются и расширяются. В результате перед нами встает грозная проблема, которая не обсуждается даже специалистами, - проблема потери возможной устойчивости (стабильности) биосферы как целостной системы, частью которой является человечество. Результатом потери стабильности нынешнего квазиравновесного состояния будет переход биосферы, как всякой нелинейной системы, в новое, неведомое нам состояние, в котором человеку может не оказаться места.

Биосфера как саморегулирующаяся система до поры до времени могла компенсировать изменяющиеся внешние нагрузки. На протяжении миллионов лет удерживались параметры биосферы в том узком интервале их значений, в котором только и мог возникнуть наш биологический вид. И это регулирование обеспечивалось несмотря на то, что за время существования планеты биосфера Земли неоднократно подвергалась дополнительным внешним нагрузкам - колебаниям солнечной активности, падениям метеоритов, интенсивному вулканизму и т.д. Но теперь основной опасностью для стабильности биосферы становится человек. И есть основания полагать, что компенсационные возможности биосферы либо уже нарушены, либо находятся на пределе своих возможностей.

Биосфера обладает колоссальной способностью к самоочищению. К сожалению, эта способность природы не безгранична. Антропогенное воздействие на природу поставило под угрозу нор-

мальное осуществление присущих ей биотических процессов, нарушили равновесное состояние биосферы. Антропогенная нагрузка на окружающую природную среду достигла сегодня таких масштабов, что привела к глобальному экологическому кризису. Многие ученые считают, что мы стоим на грани настоящей катастрофы, так как порог устойчивости биосферы превзойден уже в 5-7 раз.

Для оценки предельной возможности биосферы Земли существуют две модели: ресурсная и биосферная.

Ресурсная модель допускает предельную численность населения на Земле не более 8 млрд. человек. Согласно этой модели при эффективном использовании ресурсов и наличии двух детей в каждой семье численность населения на протяжении XXI в. оставалась бы примерно одинаковой и равной 7,7 млрд.

Биосферная модель оценивает порог устойчивости биосферы всего в 1-3 млрд. человек. А нас - уже больше 6 миллиардов! Таким образом, с точки зрения этой модели устойчивость биосферы была нарушена уже в начале XX в.

Учеными определен индекс антропогенной нагрузки, позволяющий оценить разрушительное воздействие разных стран на природу. Этот индекс показывает, что в разрушение биосферы наибольшую долю вносят высокоразвитые и густонаселенные страны мира - Япония, Германия, Великобритания. Если индекс антропогенной нагрузки всего мира оценивается в единицу, то у названных стран он больше в 10-15 раз. Индекс антропогенной нагрузки России - 0,85.

Чем нам может грозить потеря стабильности биосферы? Биосфера является сложной нелинейной системой. Если такая система теряет стабильность, то начинается ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. И более чем вероятно, что в этом новом состоянии параметры биосферы окажутся неподходящими для жизни человека, а может быть, и жизни вообще. Кроме того, подобный переход, вызванный потерей устойчивости равновесия, происходит со скоростью, нарастающей по экспоненте. Другими словами, катастрофа может разразиться совершенно неожиданно и столь стремительно, что никакие наши действия уже ничего не смогут изменить. Поэтому проблема изучения стабильности биосферы должна превратиться в одно из основных направлений фундаментальных исследований. Но самое главное - должна появиться новая стратегия цивилизации, согласованная со стратегией природы, - стратегия выживания. Для этого нам предстоит научиться изучать биосферу как единый целостный организм и соизмерять свой образ действий с реакцией на него этого общепланетарного организма. Поэтому так важно создать концепцию перехода, а затем и будущего челове-

ческой культуры и цивилизации. Немалую помощь в этом может оказать учение о ноосфере В. И. Вернадского.