Экологические проблемы

1.2 Экологические проблемы

В процессе взаимодействия человека с природой происходят значительные изменения в структуре и функционировании природных комплексов и отдельных компонентов. Нарушается экологический баланс. Под экологическим балансом биосферы подразумевается взаимодействие радиационного и гидротермического режимов, минерального и биологического циклов, круговорота веществ, возникших в процессе эволюции нашей планеты. Функционирование биосферы связано с малым и большим круговоротами веществ, воды, процессами газообмена (С02, 02, N2). Основой всех этих процессов является фотосинтез. Человек участвует в этих циклах как непосредственно, так и косвенно, приводя к перестройке структуры биосферы и отдельных компонентов, их функционирования. Антропогенные изменения в природе в большинстве случаев носят позитивный характер, они необходимы обществу: строятся города, развивается промышленность и сельское хозяйство, улучшаются ландшафты. Однако антропогенные изменения могут иметь и негативный характер. В связи с этим одна из основных задач, которая стоит перед человечеством, – это поддержание благоприятного для человека и всего живого экологического баланса.

Некоторые антропогенные изменения носят противоречивый характер. Так, расширение орошаемых земель приводит к уменьшению стока в озера и моря, строительство гидроэлектростанций на равнинных реках ведет к затоплению значительных площадей плодородных земель и подтапливанию прилегающих территорий. Как правило, ухудшение состояния природной среды связано с ошибками в экологической политике, недостаточным уровнем технического развития, слабой изученностью эффектов антропогенных воздействий, использованием природной среды в качестве рассеивания вредных веществ и др.

Проблема охраны природной среды и целенаправленное использование природных ресурсов нашей планеты приобрели большую актуальность, но прогресс человечества невозможен без воздействия на природу, без употребления природных ресурсов.

По оценке ООН, главной экологической проблемой в мире является потеря продуктивности земли, что приводит к опустыниванию, особенно засушливых регионов (см. рис.). Основные причины этого явления – уничтожение лесов и кустарников, применение неправильных форм земледелия, чрезмерный выпас скота и др. Процессы опустынивания очень активно проявляются в Африке (Сахара и Сахель), Средиземноморье, на Ближнем Востоке, в Центральной Азии, аридных районах Америки и Австралии, а также в Средней Азии и Прикаспийской низменности. В настоящее время опустынивание охватило более 100 стран мира с населением около 1 млрд человек. Особенно значительных размеров оно достигло в Африке. Так, площадь Сахары за время использования ее человеком увеличилась в 2 раза, и теперь она движется на юг со скоростью до 1 км в год. Общий годовой прирост пустынь в мире составляет около 50 тыс. км2. В засушливые климатические периоды явления опустынивания принимают катастрофический характер. Так, в результате Сахельской засухи (1968–1973 гг.), которая охватила огромную территорию между Сахарой и бассейнами Сенегала и Верхнего Нигера, за это время от нехватки воды погибло 250 тыс. человек и больше чем 70 % всего количества домашних животных. Животноводство вместе с вырубкой лесов привело к опустошению земель в Средиземноморье. Общая площадь пустынь составляет до 10 % площади суши, причем значительные территории занимают антропогенные пустыни. За исторический период человечество потеряло в результате ветровой, водной эрозии и других разрушительных процессов почти 2 млрд га продуктивных земель – больше, чем теперь находится под пашней и пастбищами.

Борьба с опустыниванием включает целый комплекс мероприятий, при которых учитываются региональные особенности каждой территории. Важное значение имеет сохранение в естественном виде растительности, регулирование нагрузок домашних и диких животных на пастбищах, создание искусственных полеохранных насаждений, проведение орошения и обводнения территорий. Так, на севере Сахары по программе, которая выполняется Алжиром, создается «зеленый пояс». Посадка деревьев проводится полосой в 20–25 км на расстояние 1500 км. Она должна заслонить земледельческие территории от сухих ветров пустыни. На юге Сахары, на р. Сенегал, создаются два гидроузла, которые позволят на площади 1,2 млн га создать оазисы земледелия.

В Туркменистане один только Каракумский канал дает возможность оросить более чем 400 тыс. га пашни и более 5 млн га пастбища.

Под влиянием хозяйственной деятельности человека наблюдается изменение климата Земли. Экспериментально доказано накопление в атмосфере углекислого газа по 0,4 % за год, метана – по 1 %, закиси азота – по 0,2 %. Повышение концентрации этих газов в атмосфере усиливает парниковый эффект. Суть парникового эффекта заключается в том, что С02 препятствует уходу в космическое пространство значительной доли радиации, излучаемой Землей. Чем выше концентрация этого газа в атмосфере, тем меньше тепла излучает Земля в космос, тем выше средняя температура воздуха у земной поверхности. За последние 100 лет в связи с накоплением углекислого газа температура воздуха повысилась на 0,4–0,6 °С. По прогнозам межправительственной группы экспертов по изменению климата к 2100 г., концентрация диоксида углерода возрастет с 370 до 540–970 частиц на миллион, климат потеплеет на 1,4–5,8 "С.

Угрожающие масштабы принимает разрушение озонового экрана. Озоновая дыра (площадь 5 млн км2) образовалась в пределах Антарктиды, и границы ее постоянно расширяются в направлении Австралии, Южной Америки и Африки. Уменьшается количество азона и в пределах Арктики. Уже сейчас озоновые аномалии в Южном полушарии отрицательно сказываются на здоровье людей – активно стали проявляться заболевания рака кожи в Новой Зеландии и Австралии. Подсчитано, что каждый процент уменьшения озонового слоя приводит к увеличению количества заболеваний рака кожи на 5–7 %.

Развитие атомной энергетики получило теперь в мире массовый характер. На долю атомной энергетики приходится около 1/6 мирового производства электроэнергии. АЭС построены в 31 стране мира. Общее производство электроэнергии на АЭС составляет более 2 трлн кВт ч, что позволяет сэкономить большое количество традиционного топлива. Наиболее «безопасными» радиоактивными элементами являются изотопы с коротким периодом распада (йод-131, барий-140 и др.). Они создают наименьшую опасность, так как не успевают далеко распространиться. К числу наиболее долгоживущих изотопов относятся стронций-90 и цезий-137, которые образуются в качестве отходов атомной промышленности и при выпадении радиоактивных осадков после ядерного взрыва. Современные АЭС с реакторами на тепловых нейтронах расходуют ядерное горючее весьма расточительно. Они используют 0,5–1 % природного урана, остальные 99 % идут в отвал. Развитие ядерной энергетики, наряду с решением большого числа проблем охраны природы, ставит перед человечеством и качественно новые экологические задачи. К их числу относится задача длительного и безопасного хранения высокоактивных отходов ядерной энергетики. По решению Лондонской конференции (1972 г.) высокоактивные радиоактивные отходы должны консервироваться стеклом и помещаться в специальные хранилища под постоянным контролем.

Одной из важнейших проблем поддержания экологического равновесия биосферы является охрана Мирового океана и морей от загрязнений. Долгое время считалось, что размеры океана настолько большие, что он может без вреда и ограничения поглощать все виды загрязнений, в том числе и радиоактивные. Но это оказалось ошибкой. Сейчас его загрязнение достигло огромных размеров, особенно это характерно для материковой отмели, которая занимает до 9 % общей площади океана. Она отличается наибольшей насыщенностью жизни (тут находятся бурые и красные водоросли, 2/3 из всех известных видов рыбы, вырабатывается значительная доля кислорода). Однако эти сильно насыщенные жизнью водные пространства испытывают наибольшее влияние со стороны человека (с суши с речным стоком поступают различные виды загрязнений, ведется добыча нефти, осуществляются самые интенсивные морские перевозки и др.). Сейчас в Мировой океан каждый год сбрасывается несколько миллиардов тонн жидких и твердых отходов. Все больше и больше участков Мирового океана становятся безжизненными.

Одним из самых распространенных загрязнителей океанических вод являются нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает до 6– 10 млнт нефтепродуктов (1 т нефти покрывает поверхность воды на площади 12 км2). Сохраняется нефть на поверхности воды многие десятилетия. В результате загрязнения нарушается газообмен между водой и атмосферой, оказывающий отрицательное влияние на органическую жизнь океанов и морей.

Наиболее концентрированной формой влияния человека на природные ландшафты являются города и городские агломерации. Города занимают всего около 1 % площади земной поверхности, однако здесь живет более 50 % населения Земли и сосредоточена основная часть производства. В городах изменены гравитационные, термические, магнитные и другие физические поля Земли. Влияние города на недра распространяется на глубину 4 и более километров. Города получают на 15 % меньше солнечной радиации и на 30 % меньше ультрафиолетовых лучей в зимнее время. В связи с ростом городского населения и концентрацией производственной и непроизводственной деятельности окружающая среда многих городов мира уже не имеет возможности удовлетворять полностью биологические и социальные потребности человека.

Одним из самых неблагоприятных факторов влияния города на климат является загрязнение атмосферы. Загрязнение воздуха приводит к изменениям поступления солнечной радиации (уменьшается доля ультрафиолетовых лучей) и повышению температуры воздуха. Во многих крупных городах наблюдаются токсические туманы – «смоги» (Лондон, Лос-Анджелес, Мехико, Анкара). Большим загрязнителем атмосферного воздуха в городах является транспорт. Немалые изменения в городах претерпевают и природные водные объекты – происходит загрязнение не только поверхностных, но и подземных вод. В пределах городов сокращаются гидрографическая сеть и площади болот, что приводит к ухудшению микроклиматических и санитарно-гигиенических условий.

В последние десятилетия во всех регионах мира проводятся комплексные мероприятия по оздоровлению экологической ситуации в городах: совершенствуются технологические процессы с переводом на малоотходные и безотходные производства, перепрофилируются или выносятся за пределы города вредные в санитарном отношении предприятия. Однако в городах развивающихся стран, где нет достаточного количества средств, вопросы оздоровления окружающей среды решаются медленно и неэффективно.

В связи с разными видами загрязнений в городах растут показатели многих заболеваний.

Все более планетарные масштабы приобретает внутриматериковый и межматериковый перенос загрязнений. Значительную угрозу представляют выбросы сернистых соединений. Она связана прежде всего с их количеством (каждый год выбрасывается 100–120 млн т серы), а также токсичностью и сравнительно длительным периодом жизни. Агрессивность выбросов сернистого газа возрастает, когда он растворяется в капельках влаги и превращается в серную кислоту. Перенос сернистых соединений происходит на высоте 750–1500 м на расстояния до 1500 км. Вследствие выпадения кислотных дождей в различных районах Земли погибают леса на площади 31 млн га (Германия, Швеция, Норвегия, Великобритания и др.).

Выпадение кислотных дождей не дает возможности выращивать многие огородные культуры в открытом грунте (огурцы, томаты и др.). Отрицательное влияние кислотные дожди оказывают на растительный и животный мир внутренних водоемов. Во многих озерах юга Швеции и Норвегии исчезла рыба.

Одна из серьезных экологических проблем – сбережение лесов; особенно тропических, которые интенсивно вырубаются для экспорта древесины и сельскохозяйственного использования земель. Общая площадь лесов в мире более 40 млн км2, запасы древесины составляют около 350 млрд м3 (половина лесов расположена в умеренном поясе). Ежегодно площадь лесов сокращается на 25 млн га, а заготавливается древесины 5 млрд м3, что равно годовому приросту. К настоящему времени почти половина покрытых в прошлом лесом территорий уже вырублено. Лесоразведение и вырубка лесов в среднем в мире соотносятся как 1:10. Влажные тропические леса являются «легкими планеты», и в отличие от лесов умеренного пояса они усваивают углекислый газ и обогащают атмосферу кислородом в течение всего года. Они поглощают около 25 % углерода, поступающего в атмосферу в результате сгорания органического топлива. Уменьшение площади тропических лесов вызывает увеличение концентрации С02 в атмосфере, что содействует росту парникового эффекта. Если в 1960 г. площадь влажных тропических лесов составляла 1,6 млрд га, то к настоящему времени их площадь уменьшилась до 0,8 млрд га, т. е. на 40 %. Ежегодно влажные тропические леса в странах Южной Америки, Африки, Юго-Западной Азии сокращаются на 11 –16 млн га. Так, еще 20 лет тому назад 60 % площади Таиланда занимали влажные леса, а сейчас только 18 %. На Мадагаскаре вечнозеленые леса занимали 200 тыс. км2, а сейчас не более 50 тыс. км2. Бразилия с начала колонизации потеряла 40 % своих лесов. Уничтожение лесов приводит к серьезным нарушениям окружающей среды: эрозии почв, наступлениям песков, нарушению водного режима. По оценкам ученых, на леса бассейна Амазонки приходится половина ежегодного мирового «производства» кислорода. Но эти «легкие планеты» весьма уязвимы. Земледелие здесь истощает почву за два года, скотоводство – за 10–15 лет.

Важной мировой проблемой является сохранение разнообразия видов растений и животных. Человек стал причиной гибели многих млекопитающих и птиц. За последние три столетия истреблено 280 видов птиц и млекопитающих, а 450 видам непосредственно грозит уничтожение. В последние годы отрицательно сказывается на животном мире планеты чрезмерное применение минеральных удобрений и пестицидов. В европейских странах, где широко используются в сельскохозяйственном производстве пестициды, гибнут многие птицы (сапсан, пустельга, филин, серая куропатка, фазан и др.) и рыбы. Сейчас каждый день в мире исчезают несколько видов животных и растений. Характерным является то, что охрана того или иного вида растений или животных начинается лишь тогда, когда им начинает угрожать полное исчезновение.

Задача человека одна – ни один вид растений и животных не должен исчезнуть по его вине. Все живое имеет право на жизнь. И человеку нужно об этом постоянно помнить.