Глобальные экологические проблемы современности

Московский Государственный Университет геодезии и картографии

(МИИГАиК)

Кафедра прикладной экологии

Реферат

по экологии

Анализ глобальных экологических проблем современности

Исполнил: студент

2 курса ФПК

Филатов С.В

Проверил: доц. Слёзкин Ю.Ф

Москва-2010г.

Содержание:

Введение

1. Глобальные экологические проблемы

1.1 Воздействие на атмосферу

1.2 Загрязнение гидросферы

1.3 Загрязнение литосферы

1.4 Засорение космического пространства

2. Взаимосвязь между глобальными экологическими проблемами и возможные пути решения

Заключение

Библиография

Введение

Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, ещё полвека назад академик Владимир Иванович Вернадский писал: "Человек становится геологической силой способной изменить лик Земли". И это предупреждение пророчески оправдалось. В действительности все современные экологические проблемы окружающей нас среды порождены человеческой цивилизацией, проще говоря созданы непосредственно Человеком. Но одновременно, будучи творцом тех или иных экологических проблем, Человек является и первой по списку их жертвой, причем не в каком-то региональном масштабе, а в масштабе планетарном, глобальном. Способствуя различного рода загрязнениям окружающей нас среды, мы сами того порой не ведая, медленно, но уверенно уничтожаем самих себя. Колоссальный урон природе был нанесен человечеством на протяжении XX столетия, и уже сейчас отчетливо видно, как этот урон отразился на здоровье Человека. До середины XIX столетия природа еще могла компенсировать сама тот урон, который наносило человечество, отравляя природную окружающую среду. С увеличением объёма роста промышленности началось загрязнение гидросферы, атмосферы, почвы отходами производства: вредными газами и металлами. Природная среда уже сама не может с этим справиться, и человек поневоле начал дышать загрязненным воздухом и пить относительно отравленную воду. Сама промышленность своими отходами начала действовать отрицательно на человека. Таким образом, с середины XIX столетия на человека помимо отрицательного воздействия природной окружающей среды начала воздействовать и природная окружающая сфера, отравленная человеком. Воздействие отравленной окружающей среды на человека называется техническим воздействием. В настоящее время отчетливо видно, что проблему планетарного масштаба невозможно решить усилиями отдельно взятых групп лиц, или даже усилиями отдельных государств. Для решения такого рода проблем необходима кооперация всех участников мирового сообщества, заинтересованных в том, чтобы человечество, как биосоциальное сообщество не исчезло в достаточно краткосрочный период времени. Человечеству угрожает гибель ближайшими десятилетиями, если оно немедленно не изменит своего отношения к природе, не изменит своей деятельности и существования, не переоценит жизненных ценностей. Для разрешения подобного рода задач необходимы не только плоды технического прогресса и вся полнота знаний Человека о мире, необходима также и выработка новой философии жизни, высокого уровня экологической культуры и сознательности.

Всю катастрофичность вышеуказанной проблемы мы можем увидеть на нижеприведенных примерах, с использованием различного рода статистических данных.

1.   Глобальные экологические проблемы

Наиболее актуальными проблемами в настоящее время являются различного рода загрязнения основных оболочек Земли- атмосферы, гидросферы и литосферы. Также в последнее время сюда стало возможным присовокупить и загрязнение космического пространства. Проблема хоть и нова, но от этого не менее актуальна по сравнению с вышеприведенными.

Раскроем термин загрязнение, являющийся основным в данной курсовой работе. Итак, загрязнение –это привнесение в природную среду или возникновение в ней чуждых ей физических явлений и процессов, химических соединений и биосистем.

1.1 Воздействие на атмосферу

Еще в начале шестидесятых годов считали, что загрязнение атмосферы это локальная проблема больших городов и индустриальных центров, но позже стало ясно, что атмосферные загрязнители способны распространяться по воздуху на большие расстояния, оказывая неблагоприятное воздействие на районы, находящиеся на значительном удалении от места выброса этих веществ. Таким образом, загрязнение атмосферы – это глобальное явление, и для контроля за ним необходимо международное сотрудничество. К числу наиболее распространенных загрязнителей атмосферы относятся такие газы, как фреоны (хлорфторуглероды), диоксид серы (SO₂), углеводороды и оксиды азота. Загрязнение может привести к значительному снижению естественной концентрации газов, входящих в состав атмосферы, например озона в стратосфере. Но поразительно другое: концентрация озона выше в тех районах, где среднемесячное содержание загрязнителей в нижних слоях атмосферы составляет 200 млн.^-1, чем там, где максимальная величина загрязнения не превышает 0,04 млн.^–1. Подобные аномалии высоких концентраций озона наносят ущерб многим сельскохозяйственным культурам, например томатам: суммарные потери урожая за счет избытка озона составляют в Калифорнии около 1 млрд. долларов в год. В сочетании с углеводородами и соединениями группы NО озон может представлять собой прямую опасность для здоровья людей, и кроме того, является одной из важных составных частей фотохимического смога. Пыль, шум, чрезмерное количество тепла, радиация и электромагнитные поля – все это загрязнение атмосферы. В результате деятельности металлургических заводов, сжигания отходов, работы тепловых электростанций температура атмосферы повышается, а увеличение углекислого газа, доля которого за 120 лет увеличилось на 17%, приводит к так называемому «парниковому эффекту». К парниковым газам также относится и метан, поступающий в атмосферу при добыче нефти, газа, угля, а также при гниении органических остатков, росте численности крупного рогатого скота. Прирост метана составляет 1,5 % в год. Сюда же можно отнести такое соединение, как закись азота, попадающее в атмосферу в результате широкого использования в сельском хозяйстве азотных удобрений, а также в результате сгорания углеродсодержащих топлив на теплоэлектроцентралях. Однако не стоит забывать, что несмотря на огромный вклад перечисленных газов в «парниковый эффект», главным парниковым газом на Земле является все же водяной пар. При этом явлении тепло, полученное Землей, не распространяется в атмосферу, а благодаря парниковым газам остается у поверхности Земли, и лишь только 20% от всего теплового излучения земной поверхности безвозвратно уходит в космос. Грубо говоря, парниковые газы образуют своеобразный стеклянный колпак над поверхностью планеты. В дальнейшем это может привести к усиленному таянию льдов и к непредсказуемому поднятию уровня мирового океана, к затоплению части побережья материков, исчезновению целого ряда видов растений и животных, не способных приспособиться к новым природным условиям жизни. Явление «парникового эффекта» является одной из главных первопричин такой актуальной проблемы, как глобальное потепление климата.

Не менее важной проблемой является обеднение озонового слоя Земли. Как известно, атмосфера является радиационным щитом Земли. В верхних слоях атмосферы на высоте 15–50 километров от земной поверхности кислород и озон поглощают большую часть поступающей извне коротковолновой радиации. Это ультрафиолетовое излучение, рентгеновские и гамма-лучи, которые по своей физической природе пагубны для живых существ, так как разрушают генетический аппарат. По оценкам экологов при уменьшении концентрации озона стратосферы на 5% интенсивность ультрафиолетового излучения у поверхности Земли возрастет на 7,5-15%, что может повлечь за собой увеличение заболеваемости раком кожи на десятки, а то и сотни тысяч случаев в год. Существование этого слоя заметно ограничивает интенсивность и масштабы конвективного перемешивания атмосферы, поэтому любые нарушения слоя инверсии приведут к резкой глобальной смене погодных условий, а значит и к изменению климата на Земле. В верхних слоях атмосферы молекулы кислорода (О₂) диссоциируют под действием излучения на атомы (О), которые соединяются с молекулами, образуя озон (О₃). Под действием солнечного света эта реакция обратима. В озоновом слое концентрация озона поддерживается на некотором равновесном уровне. Фреоны представляют собой группу химических соединений, куда входят, в частности, четыреххлористый углерод и хлороформ. Обычно фреоны используют в качестве растворителей, распылителей аэрозолей, в холодильных установках. Эти вещества сравнительно устойчивы в нижних слоях атмосферы, где часто способствуют возникновению парникового эффекта. Они очень летучи и поэтому в конечном счете оказываются в стратосфере. На высоте более 25 километров хлорсодержащие и фторсодержащие соединения распадаются под влиянием солнечного света, высвобождая атомы хлора или фтора, которые реагируют с озоном, причем каждый такой атом разрушает 10⁵ молекул озона, т.е. диссоциация озона на молекулярный и атомарный кислород происходит с большей скоростью, чем обратная реакция. Таким образом, примесь фреонов нарушает равновесие между кислородом и озоном. При современном уровне загрязнения этими соединениями через 20 лет количество озона уменьшится на 10%, а за полвека может разрушится около двух его третей. В 1987г. впервые наблюдалось полное, хотя и носившее сезонный характер, разрушение озонового слоя над Антарктидой. В 1997 году озоновая дыра по площади составляла уже 27,3 млн. квадратных километров, что вдвое превышает размеры Европы. В настоящее время озоновая дыра появилась и над Шпицбергеном, что вызывает немалую озабоченность европейского ученого сообщества, ведь в озоновой дыре содержание непосредственно озона составляет на 40-50% меньше допустимого.

Нельзя обойти стороной и такое явление, как выпадение кислотных дождей, также вызываемое химическим загрязнением атмосферы. Это явление теснейшим образом связано с загрязнением гидросферы и литосферы, но предотвратить его возможно только путем сокращения выбросов в атмосферу. Кислотные дожди – не простое и не единичное явление. При сжигании ископаемых горючих материалов образуется диоксид серы и оксиды азота, а при неполном сгорании образуются еще и углеводороды. Все эти вещества поступают в атмосферу в газообразном состоянии, но иногда вымываются оттуда, выпадая на землю с осадками. Во всех промышленных районах, таких как восточная часть США, Западная Европа и северо-восточные районы Китая и Японии, иногда выпадают дожди, рН которых значительно ниже 4 (в норме нижний предел кислотности дождевой воды равен 5). При естественной концентрации диоксида углерода в атмосфере рН-среда дождевой воды составляет 5,6. В присутствии оксидов серы, поступающих в атмосферу из океана и при извержении вулканов, эта величина иногда до 4,7.Частое выпадение кислотных дождей (рН<5) нередко приводит к крупным изменениям в экосистемах и повреждению зданий. Подобные явления характерны для государств, граничащими с теми, в которых находятся наиболее мощные источники загрязнения. Так, кислотные дожди, выпадающие в Норвегии и Швеции, - это результат загрязнения в Великобритании и Западной Европе, причем вредные вещества распространяются господствующими ветрами, дующими на большой высоте. В Центральной Швеции и Северной Норвегии под действием кислотных дождей снизились уловы лосося и форели, пострадали леса. Повреждение деревьев, связанное с кислотным загрязнением, явление, очень распространенное сейчас в Европе, и есть данные о том, что в Англии от такого загрязнения страдают бук и тис. Нередко обнаруживается, что там, где почва бедна, и не в состоянии нейтрализовать воздействие кислотных осадков, страдает фауна озер и рек. Особенно чувствительными оказываются молодь и икра рыб. В частности, в Скандинавии проблема осложняется тем, что кислотные загрязнители, накопившиеся за зиму в снежном покрове, быстро высвобождаются весной при таянии снега и сразу попадают в большом количестве в талую воду в самый разгар нереста и выклева мальков. Под влиянием кислотных дождей магний и кальций вымываются из почвы и листового опада, а алюминий, марганец и тяжелые металлы постепенно проникают в почвенные воды, где могут достигать токсических концентраций, приводящих к гибели корней деревьев и к разрушению микоризы. В результате этого снижается способность деревьев получать из почвы воду и минеральные соли. Болезни, связанные с недостатком минерального питания, стали весьма обычными, причем в условиях пониженной влажности заболеваемость деревьев увеличивается. К категории кислотных дождей следует отнести озонно- кислотные туманы, служащие, видимо, одной из причин суховершинности древостоя в Шварцвальде (Германия), а также выпадение сухих кислотных осадков. Озон образуется при взаимодействии углеводородов и оксидов азота в самых нижних слоях атмосферы под влиянием солнечного света. Даже в том случае, когда концентрация каждого отдельного загрязнителя безвредна, смесь таких веществ, как озон, диоксид серы, оксиды азота, другие фотооксиданты и тяжелые металлы, может привести к сильному угнетению растительности. В сочетании с климатическими стрессами, особенно засухой, такая смесь из загрязняющих веществ часто бывает причиной гибели деревьев. Таким образом, выражение “кислотные дожди” фактически обозначает несколько разнообразных явлений. Методы борьбы с закислением, например внесение извести в озера или лесную почву дают лишь кратковременный положительный эффект. Серьезных успехов в этом направлении можно достигнуть лишь одним способом – снижением количества газообразных загрязнителей, поступающих в атмосферу. Особое внимание следует сосредоточить на уменьшении выбросов диоксида серы, который поступает в атмосферу в особенно больших количествах, а источники выбросов сравнительно легко обнаружить: это промышленные предприятия, главным образом работающие на угле электростанции. Кроме того, существуют эффективные и доступные, но дорогостоящие технологии десульфуризации, при использовании которых диоксид серы в атмосферу не выбрасывается. В долгосрочной перспективе, видимо, также важно будет ограничить поступление в атмосферу углеводородов и оксидов азота. В настоящее время согласно среднестатистическим мировым данным доля отраслей промышленности по загрязнениям распределяется так: заводы черной металлургии- 42% ,угольная промышленность- 16% , химическая и нефтяная промышленность- 17%

Рис.1. Пекин в дождливую погоду (слева) и в ясный солнечный день (справа).Сонца не видно, так как. город окутан смогом

Сюда же, к атмосферным загрязнениям, мы относим и шумовое загрязнение, негативно сказывающееся на здоровье человека. В наш век - век заводов, мощной техники, век самолётов и ракет, происходит очень большое загрязнение атмосферы всякими звуками, вызывая тем самым шумовое загрязнение атмосферы. Природный звуковой ландшафт на земле был всего 30-60 децибел. Жизнь человека в абсолютной тишине практически невозможна. Однако и в природе существуют генераторы звука, которые превышают санитарные нормы (например, гром - 150 децибел). Учёные определили санитарные нормы для человека, его нормальной жизни:

-   Санитарная норма ночи - 30 децибел

-   Санитарная норма для больниц и санаториев - 35 децибел

-   Для квартир и учебных заведений – 40 децибел днём.

Однако в нашей повседневной жизни шум часто превышает допустимые нормы, вызывая у человека дискомфорт. Так при шуме 80 децибел ослабляется слух, возникают нервно-психические заболевания, гипертония, повышается агрессивность у человека. Очень сильный шум (более 110 децибел) приводит неправильной работе вестибулярного аппарата, потерям сознания, головным болям, к так называемому «шумовому опьянению»,а после и разрушению слухового аппарата. Еще 100 лет тому назад уровень шумов в городах не превышал 60 децибел, а сейчас 70 децибел и более. Все большее внимание в последние годы ученый мир стал уделять проблеме электромагнитного загрязнения атмосферы. Электромагнитное загрязнение- это прежде всего изменения электромагнитных свойств среды, в пространстве которой находится объект недвижимости (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышленных установок и т.д.), способные приводить к местным географическим аномалиям и деструкции в тонких биологических структурах, к которым также относится человек. Этот вид загрязнения имеет достаточно многообразную систему измерений и поэтому при проведении экологической экспертизы считается возможным лишь качественный анализ его характеристик. То есть можно ограничиться констатацией его наличия (либо отсутствия) и приведением перечня основных источников, их мощности (например, уровень напряжения тока высоковольтной линии электропередач, мощность радиорелейной установки) в зоне поражения рассматриваемого объекта недвижимости. Не так давно ученые из Соединенных Штатов пришли к ужасающим выводам: в результате использования сотовой связи резко сократилась численность диких пчел и шмелей, чьи организмы не выдерживают воздействия волнового излучения, теряют способность к размножению. В результате в десятки раз снижается возможность оплодотворения цветковых растений насекомыми, что в конечном итоге может привести к нарушению всей цепочки питания, а значит исчезнуть с лица Земли могут не только десятки тысяч различного рода видов живых организмов, но даже целые классы. Также врачи-кардиологи установили, что число инфарктов и инсультов в результате воздействия электромагнитных волн на организм человека выросло в разы, что безусловно приводит к выводу о том, что жизнь человека окруженного в быту электромагнитными приборами все больше и больше становится подверженной риску.

Самым тяжёлым отрицательным влиянием на организм человека является радиоактивное заражение окружающей среды. По результатам экспериментов на животных и изучение последствий облучения людей после взрыва атомных бомб у Хиросимы и Нагасаки, а позже в Чернобыле было установлено, что острое действие радиации проявляется в виде лучевой болезни и может привести к смерти. Сейчас защита населения и биосферы от радиоактивного загрязнения в связи с возрастающим радиоактивным заражением планеты стал одной из актуальных проблем экологии. Сегодня главным источником радиоактивного заражения биосферы являются радиоактивные аэрозоли, которые, попадая в атмосферу во время испытаний ядерного оружия, аварий на атомных электростанциях и радиоактивных производствах, а также радионуклиды, которые выделяются из радиоактивных отходов, захороненных на суше и море. После того, как 26 апреля 1986 года произошла крупнейшая техногенная катастрофа на атомной электростанции, человечество на собственном горьком опыте смогло убедиться в том, какую опасность представляет радиоактивное загрязнение. В атмосферу попало громадное число радиоактивной взвеси, вызванной в результате взрыва и последующего пожара. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению. Загрязнению подверглось более 200 000 квадратных километров, примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные вещества распространялись в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность земли. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не вносили вклада в загрязнение прилегающих к станции регионов. Загрязнение было очень неравномерным, оно зависело от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, в которых в это время прошёл дождь. Большая часть стронция и плутония выпала в пределах 100 километров от станции, так как они содержались в основном в более крупных частицах. Иод и цезий распространились на более широкую территорию. Затем радионуклиды вместе с дождём или опавшими листьями попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, в основном, через корневую систему. В результате того, что из атмосферы радиоактивные вещества попали в почву и воду, среди населения зараженных местностей увеличилось число онкологических заболеваний. Щитовидная железа — один из органов, наиболее подверженных риску возникновения рака в результате радиоактивного загрязнения, потому что она накапливает иод-131, особенно высок риск для детей. В 1990—1998 годах было зарегистрировано около 1800 случаев заболевания раком щитовидной железы среди тех, кому в момент аварии было менее 18 лет. Учитывая низкую вероятность заболевания в таком возрасте, часть из этих случаев считают прямым следствием облучения. Эксперты считают, что количество заболеваний раком щитовидной железы будет расти ещё в течение многих лет.