Екологічна криза

Зміст

1. Екологічна криза: умови виникнення і дороги виходу

1.1 Поняття екологічної кризи

1.2 Причини забруднення довкілля

2. Найважливіші екологічні проблеми сучасності і їх тенденції

2.1 Екологічні проблеми

2.2 Потепління клімату

2.3 Парниковий ефект

2.4 Озонові діри

2.5 Загибель і вирубка лісів

2.6 Запустинювання

2.7 Чиста вода

1. Екологічна криза: умови виникнення і дороги виходу

1.1 Поняття екологічної кризи

Екологічна криза — оборотний критичний стан довкілля, загрозливий існуванню людини і невідповідність розвитку продуктивних сил і виробничих стосунків, що відображає.

Господарська діяльність людства протягом останнього століття привела до серйозного забруднення нашої планети всілякими відходами виробництва. Повітряний басейн, води і грунт в районах крупних промислових центрів часто містять токсичні речовини, концентрація яких перевищує гранично допустиму (ГДК). Оскільки випадки значного перевищення ГДК достатньо часті і спостерігається зростання захворюваності, пов'язаної із забрудненням природного середовища, в останні десятиліття фахівці і засоби масової інформації, а услід за ними і населення стали вживати термін "екологічна криза" (ЕК).

Перш за все, слід розділити поняття "Локальний ЕК" і "глобальний ЕК". Локальний ЕК виражається в місцевому підвищенні рівня забруднень - хімічних, теплових, шумових, електромагнітних - за рахунок одного або декількох близько розташованих джерел. Як правило, локальний ЕК може бути більш менш легко здоланий адміністративними і економічними заходами, наприклад, за рахунок вдосконалення технологічного процесу на підприємстві-забруднику або за рахунок його перепрофілювання або навіть закриття. Багато серйознішу небезпеку представляє глобальний ЕК. Він є наслідком всієї сукупності господарської діяльності нашої цивілізації і виявляється в зміні характеристик природного середовища в масштабах планети і, таким чином, небезпечний для всього населення Землі. Боротися з глобальним ЕК набагато важче, ніж з локальним, і ця проблема вважатиметься вирішеною лише в разі мінімізації забруднень, вироблених людством, до рівня, з яким природа Землі буде в змозі впоратися самостійно. В даний час глобальний ЕК включає чотири основні компоненти: кислотні дощі, парниковий ефект, забруднення планети суперекотоксикантами і так звані озонові діри.

Кислотні дощі — це атмосферні осідання, pH яких нижче чим 5,5. Закисляння опадів відбувається унаслідок попадання в атмосферу оксидів сірки і азоту. Джерела SO₂ в основному пов'язані з процесами згорання кам'яного вугілля, нафти і природного газу, що містять в своєму складі сіроорганічні з'єднання. Частина SO₂ в результаті фотохімічного окислення в атмосфері перетворюється на сірчаний ангідрид, створюючи з атмосферною вологою сірчану кислоту. Важливим джерелом SO₂ є кольорова металургія: виробництво міді, нікелю, кобальту, цинку і інших металів включає стадію випалення сульфідів. Оксиди азоту - попередники азотної кислоти - потрапляють в атмосферу головним чином у складі димових газів казанів теплових електростанцій і вихлопів двигунів внутрішнього згорання. При високих температурах, що розвиваються в цих пристроях, азот повітря частково окислюється, даючи суміш моно- і діоксиду азоту.

Кислотні осідання (їх pH інколи досягає 2,5) згубно діють на біоту, технічні споруди, витвори мистецтва. Твердо встановлено, що під дією кислотних дощів і снігів за 1955-1985 роки сильно знизився водневий показник тисяч озер Європи і Північної Америки, а це, у свою чергу, привело до різкого збіднення їх фауни і загибелі багатьох видів організмів. Кислотні осідання викликають деградацію лісів: у Північній Європі від них сильно постраждало приблизно 50% дерев. При пониженні pH різко посилюється ерозія ґрунту і збільшується рухливість токсичних металів.

Парниковий ефект обумовлений нагрівом внутрішніх шарів атмосфери за рахунок поглинання "парниковими газами" (перш за все CO₂) основної інфрачервоної (ГИК) частини теплового випромінювання поверхні Землі, що нагрівається Сонцем. Цей ефект може привести до істотної зміни клімату, яка багата непередбачуваними наслідками, наприклад до підвищення рівня Світового океану і затоплення низовинних ділянок суші із-за танення арктичних і антарктичних льодів. Зростання концентрації CO₂ в атмосфері на 20% протягом останніх 100 років - строго доведений факт. Основні джерела "додаткового" вуглекислого газу - це топки теплових електростанцій, автомобільні двигуни, лісові пожежі, тобто джерела, так або інакше пов'язані з техногенною діяльністю людини.

Наступний компонент глобального ЕК — забруднення поверхні Землі суперекотоксикантами, до яких відносяться хлордіоксини, поліхлоровані біфеніли, поліциклічні ароматичні вуглеводні, деякі важкі метали (в першу чергу свинець, ртуть і кадмій) і, нарешті, довгоживучі радіонукліди. Всі ці забрудники є ксенобіотиками і потрапляють в довкілля в результаті аварій на хімічних виробництвах, неповного згорання палива в автомобільних двигунах, неефективного очищення стічних вод, катастроф на ядерних реакторах і навіть згорання полімерних виробів у вогнищах на садових ділянках. Суперекотоксиканти відповідальні за багаточисельні хвороби, алергії, підвищену смертність, порушення генетичного апарату людини і тварин.

Озоновий шар, розташований на висоті 25 км., як відомо, поглинає небезпечне для всіх живих істот біологічно активне ультрафіолетове випромінювання Сонця (довжина хвилі 240-260 нм). Спостереження за концентрацією озону в цьому шарі, що ведуться лише в останні два десятиліття, фіксують її істотне локальне пониження (до 50% від початкової). Такі місця, що отримали назву "Озонові діри", в основному виявляються над Антарктидою. Для пояснення утворення озонових дір необхідне глибоке розуміння комплексу фізичних, фізико-хімічних і хімічних процесів, що протікають в тропо- і стратосфері, необхідно також враховувати сонячно-земні зв'язки, процеси дегазації Землі, потоки техногенних і ендогенних газів в атмосферу і багато інших чинників. В даний час їх кількісний облік неможливий, тому однозначного пояснення причин виникнення і затягування озонових дір не існує. Проте, засоби масової інформації і багаточисельна навчально-методична література активно поширюють фреонову теорію руйнування озонового шару. Суть її полягає в наступному. Фреони (хлорфторвуглеці) широко використовуються як хладоагентів, вспінювачів пластмас, газів-носіїв в аерозольних балончиках, засобів пожежогасінні і тому подібне Виконавши свою робочу функцію, велика частина фреонів потрапляє у верхню частину атмосфери, де під дією світла руйнується з утворенням вільних атомів хлору по реакції.

Далі атоми хлору інтенсивно взаємодіють з озоном по реакції:

O₃ + CLJ CLOJ + O₂

і регенеруються по реакції:

CLOJ + OJ CLJ + O₂

В такий спосіб один атом хлору може зруйнувати не менше 10 тис. молекул озону. Слідує, проте, відзначити, що уявлення про роль фреонів в руйнуванні озонового екрану нашої планети є всього лише гіпотезою. З її допомогою важко пояснити причини періодичного убування концентрації озону над Антарктикою, тоді як не менше 90% фреонів потрапляють в атмосферу в Європі і США.

Відома ще одна гіпотеза появи озонових дір, заснована на взаємодії озону з потоками водню і метану, що поступають в тропосферу через розломи в земній корі, тим більше що географічні координати озонових дір дуже близькі до координат зон розломів в земній корі. Якщо це дійсно так, то коливання концентрації озону слід віднести до природних чинників. Це припущення, проте, не означає можливості неконтрольованого і всеосяжного вживання фреонів в побуті і техніці, оскільки, як і будь-яка штучно синтезована речовина, у великих кількостях воно, безумовно, несе екологічну загрозу.

Отже, глобальний ЕК, обумовлений антропогенним втручанням в природні процеси, представляє небезпека для життя на Землі. Виникає питання: чи може він бути здоланий? Більшість фахівців сьогодні відповідають на це питання позитивно, відзначаючи, проте, що рішення цієї задачі зажадає від людства грандіозних зусиль. Основна складність проблеми полягає в тому, що розвиток цивілізації неминуче спричиняє за собою забруднення місця існування. Розглянемо цю проблему детальніше.

Розвиток цивілізації передбачає зростання промислового і сільськогосподарського виробництва, розширення транспортних мереж і засобів пересування і, отже, значне зростання енергоозброєності людства. Розрахунки показують, що приріст народного господарства на нашій планеті повинен скласти сотні відсотків, оскільки в даний час з 6 млрд. землян лише один мільярд живе в гідних умовах. Відмітимо також, що населення Землі постійно зростає і, по найскромніших оцінках, до середини XXI століття досягне 12 млрд. чоловік. В той же час потрібний взяти до уваги і той факт, що організація повністю безвідходних процесів неможлива. Повна ліквідація яких би то не було відходів наводить до збільшення вартості продукції до безкінечності. Ця закономірність справедлива для всіх видів промислової продукції.

Розвиток електроенергетики настільки ж неминуче веде до складних екологічних проблем. Ясно, що виробництво електроенергії на основі викопного палива, особливо вугілля, наводить до найважчих забруднень повітряного басейну і поверхні Землі. Тому часто розглядають альтернативні і на перший погляд екологічно чисті джерела енергії: вітрову, сонячну, геотермальну, енергію морських приливів і тому подібне На жаль, великомасштабне виробництво будь-якого вигляду енергії зв'язане з виникненням не менш крупних екологічних проблем. Наприклад, при значному вкладі електростанцій в паливно-енергетичний баланс промислово розвиненої держави (сотні мільйонів тонн умовного палива в рік) для виготовлення тисяч вітряних "коліс" і башт для їх установки припаде приблизно удвічі збільшити виробництво алюмінію, здобуття якого є одним з найбільш екологічно брудних процесів, виділити під станції, що будуються, величезні площі землі і, що найбільш важливе, належить сильно уповільнити, а в межі зупинити вітри, що тисячоліттями переносили тепло і вологу, тобто порушити кліматичну рівновагу планети. Аналогічні або близькі до них проблеми виникнуть при великомасштабному використанні сонячною і інших джерел "дешевої" енергії.

Ілюзією є і уявлення про можливість створення екологічно чистого транспорту. Електромотори, якими пропонують замінити двигуни внутрішнього згорання, дійсно відносно чисті екологічно. Проте як джерела струму розглядаються кислотні (свинцеві) або лужні (нікель-кадмієві) акумулятори, що зажадає збільшення виробництва цих зовсім не безпечних металів і виробництв, пов'язаних з їх утилізацією, а також електростанцій для їх зарядки і виробництва тих же металів. Таким чином, в даному випадку відбувається всього лише перенесення екологічних проблем з одного регіону в іншій.

Для забезпечення живленням півтора десятків мільярдів населення Землі XXI століття необхідне введення в практику методів інтенсивного сільського господарства, яке забезпечувало б урожаї зернових на рівні 100 ц/га. Такі урожаї можливі лише при великомасштабному використанні хімічних добрив і синтетичних засобів захисту рослин в кількостях приблизно 1 млрд. т зв'язаного азоту і з'єднань фосфору. Отже, йдеться про створенні крупної хімічної промисловості, яка, як відомо, не може бути повністю екологічно чистою.

В умовах мешкання значної частини землян в мегаполісах неможливий і екологічно чистий побут. Відходи (а це тонни сміття на одну людину в рік) для своєї утилізації вимагають будівництва сміттєпереробних заводів. Такі заводи екологічно вельми небезпечні, оскільки їх газові викиди, зокрема, містять і хлордіоксини. Отже, ми прийшли до виводу, що розвиток цивілізації неминуче наводить до появи складних екологічних проблем. Проблеми ці настільки важкі і багатопланові, що деякі учені і мислителі серйозно ставлять питання про згортання промислового виробництва і повернення людини до патріархального побуту, характерного для середини або другої половини XIX століття. Але не забуватимемо, що чисельність населення Землі в ті роки була в три рази менше, а середня тривалість життя складала 30 років. Чи захочуть земляни повернутися в минуле? Навряд чи.

Який рівень забруднення природи сьогодні? Дані по нашій країні такі. Газові викиди складають близько 50 млн. т в рік, рідкі - приблизно 15 млрд. м³ в рік.

Досвід показує, що широко існуюча думка про хімічну промисловість як головне джерело всіх екологічних бід невірно. За загальним обсягом основними забрудниками природи є енергетика і транспорт, причому доля транспорту неухильно зростатиме, про що свідчить досвід США. Зрозуміло, не можна скидати з рахунків ту обставину, що букет забруднень, що поставляється хімічною промисловістю, виключно великий і серед них знаходяться вельми токсичні речовини.

Неправильно думати, що в нашій країні питанням охорони природи не приділяється уваги. Нижче представлені дані про долю капітальних вкладень, що витрачаються на захист місця існування при будівництві промислових підприємств різних галузей промисловості.