Длинная череда веков истории человеческого общества – это не только хроника отношений между людьми, но и летопись отношений между человеком и природой.

Экологические проблемы в той или иной мере всегда сопутствовали становлению и развитию цивилизации. О необходимости внимания к окружающей среде люди знали давно. Уже в античную эпоху они обладали знаниями и пониманием тех проблем, которые мы теперь называем экологическими. Однако, то, что было в прошлом, не может идти ни в какое сравнение с противоречиями, возникающими при взаимодействии общества и природы в современную эпоху.

Многие тысячелетия человек потреблял природные ресурсы, не осознавая, что возможности природы ограничены, многие тысячелетия человек жил, не подозревая, что настанет день, когда станет трудно дышать, пить воду, выращивать что-либо на земле, так как воз- дух – загрязнен, вода – отравлена, почва – заражена.

Конец ХХ века, именуемого ядерным, космическим, веком информации, веком электроники, вместе со своими величайшими техническими достижениями принес людям Земли угрозу глобального экологического кризиса, способного уничтожить не только человеческую цивилизацию, но и саму жизнь на планете. Экологический кризис – напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Первый экологический кризис был около 3 млн. лет назад – доантропогенный – кризис аридизации (от лат. аridus – сухой). В то время произошло изменение среды обитания живых существ, что привело к возникновению предков человека.

Второй кризис связан с относительным обеднением ресурсов промысла и собирательства и прошел 35–50 тыс. лет назад.

Третий экологический кризис – первый антропогенный – связан с массовым уничтожением крупных животных (“кризис консументов”) и с общим похолоданием климата.

Четвертый кризис (2 тыс. лет назад) связан с засолением почв и деградацией примитивного поливного земледелия и привел к развитию неполивного земледелия.

Пятый экологический кризис (“кризис продуцентов”) связан со сведением лесов и общим истощением ресурсов растительного мира. Кризис привел к развитию производительных сил, к широкому применению минеральных ресурсов и к промышленной революции, переросшей в научно-техническую революцию того времени.

Современный экологический кризис (“кризис редуцентов”) характеризуется опасным загрязнением биосферы и резким нарушением экологического равновесия. Редуценты не успевают очищать биосферу от загрязняющих ее веществ.

Вмешательство человека в естественные природные процессы зашло так далеко, что связанные с этим изменения окружающей среды могут оказаться необратимыми, а разрушительные последствия не могут быть преодолены лишь природоохранными мероприятиями.

Устойчивое развитие общества все более сдерживается глобальными экологическими проблемами.

И сегодня актуальны слова английского философа Ф. Бекона (1561–1626 гг.) о том, что необходимо постигать истинные причины явлений и что суть основного принципа взаимодействия природы и общества состоит в том, что “человек над природой не властвует, если он не подчиняется”.

Настала пора формирования нового мышления, позволяющего перейти к объединению усилий для решения глобальных проблем. Человечество должно готовить себя к мирной жизни, сознавая, что численность людей будет расти, а природные ресурсы истощаться и что, развивая производство, строительство, человек неизбежно обостряет экологические проблемы.

На рубеже 60–70-х годов, после того как были опубликованы первые доклады Римского клуба, в научный обиход вошел термин “глобалистика”.

Глобалистика – это наука, занимающаяся исследованием глобальных проблем человечества. В нашем государстве глобалистика начала развиваться в 80-х годах, в начале периода перестройки и перехода к приоритету общечеловеческих ценностей. К этому времени были сформулированы критерии, позволяющие считать глобальными те проблемы, которые:

– касаются всего человечества, затрагивая интересы и судьбы всех стран, народов и социальных слоев;

– приводят к значительным экономическим и социальным потерям, а в случае обострения могут угрожать самому существованию человеческой цивилизации;

– требуют для своего решения совместных действий всех государств и народов;

– являются объективным фактором мирового развития и не могут быть проигнорированы кем бы то ни было.

Глобальные проблемы человечества стали важным объектом междисциплинарных исследований, в которых участвуют общественные, естественные и гуманитарные науки.

В ряду глобальных проблем человечества, где стоят такие проблемы, как необходимость сохранения мира, предотвращения новой мировой войны и обеспечения разоружения, энергетические, сырьевые и продовольственные и демографические проблемы, проблемы мирного использования Космоса и Мирового океана, особое место занимают проблемы экологические.

По степени риска ученые разделили экологические проблемы следующим образом:

Глобальные экологические проблемы:

– глобальное потепление климата (парниковый эффект);

– истощение озонового слоя;

– загрязнение воздуха (в т. ч. проблема кислотных осадков);

– загрязнение Мирового океана;

– сокращение биоразнообразия (в т. ч. истребление лесных массивов).

Проблемы высокой степени медицинского риска:

– загрязнение воздуха токсичными веществами;

– загрязнение воздуха радоном;

– качество питьевой воды;

– действие свалок опасных отходов;

– аварийные разливы нефти;

– организмы с измененной генетической структурой.

Парниковый эффект и изменения климата. С конца ХIХ в. по настоящее время наблюдается отчетливая тенденция повышения общей температуры атмосферы. За последние 100 лет она повысилась на 0,6 0 С. Причина – уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности земли, т. е. усиление парникового эффекта. Парниковый эффект создается увеличением концентрации газов – СО, СО 2 , СН 4 , NО х, ХФУ (хлорфторуглеводороды) и других, названных парниковыми газами.

По оценкам Всемирной метеорологической службы, при существующем уровне выбросов парниковых газов средняя глобальная температура в текущем столетии будет повышаться со скоростью 0,25 0 С за 10 лет. К концу столетия по разным сценариям (в зависимости от принятия тех или иных мер) она может составить от 1,5 до 4 0 С. В северных и средних широтах потепление скажется сильнее, чем на экваторе. Произойдет существенное перераспределение осадков на планете. Уровень Мирового океана за счет таяния льдов повысится к 2050 году на 30–40 см, а к концу столетия – от 60 до100 см. Это создаст угрозу затопления.

Различная температура на полюсах и экваторе – основная движущая сила циркуляции атмосферы. Более сильное потепление на полюсах приведет к ее ослаблению. Это изменит всю картину циркуляции и связанный с ней перенос теплоты и влаги, что повлечет за собой глобальные изменения климата.

Истощение озонового слоя. В 70-х гг. ХХ в. появилось сообщение о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой площадью более 10 млн. км 2 , где содержание озона за 80-е гг. уменьшилось почти на 50%. Другие, “блуждающие” озоновые дыры, правда, меньшие по размеру и не с таким значительным снижением, стали наблюдаться в зимнее время и в северном полушарии, в зонах антициклонов – над Гренландией, Северной Канадой и Якутией. Средняя скорость уменьшения концентрации озона за период с 1980 по 1995 гг. оценена в 0,5–0,7% в год.

Ослабление озонового экрана чрезвычайно опасно для всей наземной биоты, в том числе и для здоровья людей, поскольку озоновый слой, расположенный в стратосфере на высоте около 25 км, защищает Землю от агрессивного воздействия жесткого, коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, поглощая его на 99%.

Большинство ученых склоняется к мнению о техногенном происхождении озоновых дыр. Основным разрушителем озонового щита считают синтезируемые людьми соединения – фторхлоруглеводороды (фреоны), используемые в холодильниках, в средствах пожаротушения, в аэрозольных упаковках. Фреоны летучи, они поднимаются в стратосферу, где разлагаются, высвобождая атомарный хлор, который разрушает озон. Возможны и другие пути заноса разрушителей озона в стратосферу: атомные взрывы, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и пр. Не исключено, что частично разрушение озонового слоя связано с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата.

В 1985 г. мировое сообщество ввело ограничение на выбросы фреонов (Венская конвенция об охране озонового слоя).

Кислотные осадки. Кислотные осадки – это дождь, туман, снег, водный раствор которых имеет значение водородного показателя рН менее 5,6.

В составе кислотных осадков обнаруживается серная и азотная кислоты, которые образуются в результате соединения оксидов азота и диоксида серы с атмосферной влагой. Оксиды азота и диоксид серы попадают в атмосферу при сжигании топлива (угля, нефти, газа), при работе промышленных предприятий, транспорта.

Значение рН среды чрезвычайно важно с экологической точки зрения, так как от него зависит деятельность многих ферментов и гормонов в организме, обмен веществ, рост и развитие. В пресноводных водоемах рН обычно составляет 6–7, и организмы адаптированы к этому уровню. В более кислой среде яйцеклетки, сперма и молодь погибают. Нарушаются пищевые цепи, ибо сокращается популяция птиц, питающихся рыбой, насекомыми, личинками.

Кислотные дожди вызывают деградацию лесов, почв, разрушают исторические памятники, находящиеся под открытым небом, усиливают коррозионные процессы в металлоконструкциях.

Загрязнение Мирового океана. Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками являются:

– сточные воды промышленных предприятий, транспортных средств;

– сточные воды коммунального хозяйства и других населенных пунктов;

– стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и сельскохозяйственных объектов;

– атмосферные осадки, ливневые стоки и пр.

К наиболее опасным загрязнителям относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические

поверхностно-активные вещества (СПАВ) и другие моющие средства, минеральные удобрения.

Масштабы и темпы загрязнения гидросферы намного выше, чем других природных сред. Океаны представляют собой огромные впадины в рельефе Земли. В эти впадины устремляются практически все стоки с поверхностных вод суши. Мировому океану отведена роль гигантской мусорной свалки.

Истребление лесных массивов . Леса покрывают около 1/3 поверхности суши. Большая часть лесов приходится на тропики; тайга и лесотундра составляют 32%, смешанные и лиственные леса умеренного пояса – 17%. На планете 30% хвойных и 70% лиственных лесов.

Леса играют огромную средообразующую роль. Они влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, подземный и поверхностный сток, формируют и сохраняют почвенный покров, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров связан и с климатом, стабилизирует динамическое равновесие в биосфере.

Леса – это продуктивная растительная формация, это источник технического и лекарственного сырья, пищевых продуктов.

Радиационное загрязнение планеты . Естественный радиационный фон, к которому адаптированы все живые организмы, составлял в недавнем прошлом 8–9 мкР/ч, что соответствует среднегодовой эффективной эквивалентной дозе (ЭЭД) для жителей Земли в 2 миллизиверта (мЗв). Этот фон обусловлен рассеянной радиоактивностью земной коры, проникающим космическим излучением, потреблением с пищей биогенных радионуклидов. Газ радон дает в среднем 30–50% естественного фона облучения наземной биоты. В настоящее время уровень фона повысился до 11–12 мкР/ч при среднегодовой ЭЭД в 2,5 мЗв. В России – 10–20 мкР/ч

Эту прибавку обусловили:

– технические источники проникающей радиации, в том числе медицинская диагностическая и терапевтическая аппаратура;

– извлекаемые из недр минералы, топливо и вода;

– ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле;

– испытания и применение ядерного оружия.

В мире накоплены десятки тысяч тонн расщепляющихся материалов, обладающих колоссальной суммарной активностью.

Глобальные экологические проблемы

Введение

В настоящее время человечество столкнулось с острейшими глобальными экологическими проблемами. Решение этих проблем требует неотложных совместных усилий международных организаций, государств, регионов, общественности.

На протяжении своего существования, а в особенности в XX и начале XXI веков, человечество уничтожило около 70 процентов всех естественных экологических систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их уничтожение и по сей день. Объем допустимого воздействия на биосферу в целом превышен сейчас в несколько раз. Более того, человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или слабо поддаются естественной переработке. И это ппривело к тому, что биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, уже не способны выполнять свои функции.

По утверждениям специалистов, через 30 - 50 лет начнется необратимый процесс, который в начале XXII века может привести к глобальной экологической катастрофе. Особо тревожное положение сложилось в Европе.

В европейских странах почти не осталось нетронутых биосистем. Исключение составляет территория Норвегии, Финляндии и, конечно, европейская часть России.

На территории России имеется 9 млн. кв. км нетронутых, а значит, работающих экологических систем. Значительная часть этой территории - тундра, которая биологически малопродуктивна. Зато российская лесотундра, тайга, торфяные болота - это экосистемы, без которых невозможно представить нормально действующую биосферу всего Земного шара.

В России тяжелая экологическая обстановка усугубляется затянувшимся общим кризисным состоянием. Государственное руководство мало, что делает для ее исправления. Медленно развивается правовой инструментарий для защиты окружающей среды - экологическое право. В 90-е годы, правда, было принято несколько экологических законов, основным из которых стал закон Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды", действующий с марта 1992 года. Однако правоприменительная практика выявила серьезные пробелы, как и в самом законе, так и в механизме его реализации.

Проблема перенаселения

Число землян растет стремительно. А ведь каждый человек потребляет большое количество различных природных ресурсов. Мало того, этот рост приходится, прежде всего, на слабо или недостаточно развитые страны. В развитых же странах уровень благосостояния очень высок, а количество потребляемых каждым жителем ресурсов огромно. Если представить, что все население Земли (основная часть которого сегодня живет бедно, а то и голодает) будет иметь уровень жизни как в Западной Европе или США, наша планета просто не выдержит. Но и полагать, что большинство землян всегда будет прозябать в нищете, невежестве и убожестве негуманно и несправедливо. Быстрое экономическое развитие Китая, Индии, Мексики и ряда других многонаселенных стран опровергает такое предположение.

Следовательно, выход один - ограничение рождаемости с одновременным уменьшением смертности и повышением качества жизни.

Однако ограничение рождаемости наталкивается на множество препятствий. В их числе реакционные общественные отношения, огромная роль религии, поощряющей многодетность, примитивные общинные формы хозяйствования, при которых многодетные семьи выигрывают и т. п. Отсталые страны имеют перед собой тугой узел сложнейших проблем. Однако сплошь и рядом в отсталых странах правят те, кто собственные или интересы ставит выше государственных, невежество масс использует для своих корыстных целей (в том числе войн, репрессий и прочего), роста вооружений и т. п.

Проблемы экологии, перенаселения и отсталости напрямую связаны и с угрозой возможной нехватки продовольствия в недалеком будущем. Уже сегодня в некорогых странах из-за быстрого роста населения и недостаточного развития сельского хозяйства и промышленнности существует проблема нехватки продуктов питания и товаров перввой необходимости. Однако возможности повышения продуктивности сельского хозяйства не безграничны. Ведь увеличение использования минеральных удобрений, ядохимикатов, и др. ведет к ухудшению экологической обстановки и все большей концентрации вредных для человека веществ в пище. С другой стороны, развитие городов и техники выводит из оборота много плодородных земель. Особенно вреден недостаток хорошей питьевой воды.

Проблемы энергетических ресурсов

Данная проблема теснейшим образом связана с экологической проблемой. От разумного развития энергетики Земли в сильнейшей степени зависит и экологическое благополучие, ибо половина всех газов, обуславливающих "парниковый эффект", создается в энергетике.

Топливно-энергетический баланс планеты складывается в основном из "загрязнителей" – нефти (40,3 %), угля (31,2 %), газа (23,7 %). В сумме на них приходится подавляющая часть использования энергоресурсов – 95,2 %. "Чистые" виды – гидроэнергия и атомная энергия – дают в сумме менее 5 %, а на самые "мягкие" (не загрязняющие атмосферу) – ветровую, солнечную, геотермическую – приходятся доли процента
Понятно, что глобальная задача заключается в увеличении доли "чистых" и особенно "мягких" видов энергии.

Кроме гигантской площади, которая необходима для развития солнечной и ветровой энергии, надо учитывать и то, что их экологическая "чистота" берется без учета металла, стекла и других материалов, необходимых для создания таких "чистых" установок, да еще в огромном количестве.

Условно "чистой" является и гидроэнергетика, что видно хотя бы из показателей таблицы – больших потерь площади затопления в поймах рек, которые обычно являются ценными сельскохозяйственными землями. Гидростанции ныне дают 17 % всей электроэнергии в развитых странах и 31 % - в развивающихся, где в последние годы построены крупнейшие в мире ГЭС.

Однако, кроме больших отчуждаемых площадей, развитие гидроэнергетики тормозилось тем, что удельные капиталовложения здесь в 2 - 3 раза выше, чем при сооружении станций АЭС. Кроме того, период строительства ГЭС гораздо дольше, чем тепловых станций. По всем этим причинам гидроэнергетика не может обеспечить быстрого снижения давления на окружающую среду.

Видимо, в этих условиях только атомная энергетика может быть выходом, способна резко и в довольно короткие сроки ослабить "парниковый эффект".
Замена угля, нефти и газа атомной энергетикой уже дала некоторые снижения выбросов СО 2 и других "парниковых газов". Если бы те 16 % мирового производства электроэнергии, которые дают сейчас АЭС, производили угольные ТЭС, даже оборудованные самыми современными газоочистителями, то в атмосферу поступило бы дополнительно 1,6 миллиардов тонн углекислого газа, 1 миллион тонн окислов азота, 2 миллиона тонн окислов серы и 150 тысяч тонн тяжелых металлов(свинец, мышьяк, ртуть).

Сначала рассмотрим возможность увеличения доли "мягких" видов энергии.
В ближайшие годы "мягкие" виды энергии не смогут существенно изменить топливно-энергетический баланс Земли. Пройдет некоторое время, пока их экономические показатели станут близкими к "традиционным" видам энергии. Кроме того, их экологическая емкость измеряется не только снижением выбросов СО 2 , есть и другие факторы, в частности отчужденная для их развития территория.

Глобальное загрязнение планеты

Загрязнение атмосферы

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями. Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют 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 загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксилы 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. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
оксид углерода, сернистый ангидрид, серный ангидрид, сероводород и сероуглерод, соединения хлора, соединения фтора, оксилы азота.

Также атмосфера подвергается аэрозольному загрязнению. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения находятся в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует перемещению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщеппляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной спосбностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Загрязнение почвы

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га земли наносится 300 кг химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйствем медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. C общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.

Загрязнение воды

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжёлые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые привогдят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Радиактивное загрязнение

Радиоактивное загрязнение представляет особую опасность для человека и среды его обитания. Это связано с тем, что ионизирующая радиация оказывает интенсивное и постоянное пагубное воздействие на живые организмы, а источники этой радиации широко распро­странены в окружающей среде. Радиоактивность - самопроизволь­ный распад атомных ядер, приводящий к изменению их атомного номера или массового числа и сопровождающийся альфа-, бета- и гамма-излучениями. Альфа-излучение - поток тяжелых частиц, со­стоящий из протонов и нейтронов. Он задерживается листом бумаги и не способен проникнуть сквозь кожу человека. Однако он стано­вится чрезвычайно опасным, если попадает внутрь организма. Бета-излучение обладает более высокой проникающей способностью и проходит в ткани человека на 1 - 2 см. Гамма-излучение может за­держиваться лишь толстой свинцовой или бетонной плитой.

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах и зави­сят от концентрации радионуклидов вблизи поверхности. Аномаль­ные радиационные поля природного происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых типов гранитов, других маг­матических образований с повышенным коэффициентом эманирования, на месторождениях радиоактивных элементов в различных по­родах, при современном привносе урана, радия, радона в подземные и поверхностные воды, геологическую среду. Высокой радиоактив­ностью часто характеризуются угли, фосфориты, горючие сланцы, некоторые глины и пески, в том числе пляжные. Зоны повышенной радиоактивности распределены на территории России неравномерно. Они известны как в европейской части, так и в Зауралье, на Поляр­ном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке. В большинстве геохимически специализи­рованных на радиоактивные элементы комплексах пород значитель­ная часть урана находится в подвижном состоянии, легко извлекается и попадает в поверхностные, подземные воды, затем в пищевую цепь. Именно природные источники ионизирующего излучения в зонах аномальной радиоактивности вносят основной вклад (до 70 %) в суммарную дозу облучения населения, равную 420 мбэр/год. При этом эти источники могут создавать высокие уровни радиации, влияющие в течение длительного времени на жизнедеятельность человека и вызывающие различные заболевания вплоть до генетических изменений в организме. Если на урановых рудниках ведется санитарно-гигиеническое обследование и принимаются соответствующие меры по охране здоровья сотрудников, то воздействие естественной радиации за счет радионуклидов в горных породах и при­родных водах изучено крайне слабо. В урановой провинции Атабаска (Канада) выявлена Уолластоунская биогеохимическая аномалия площадью около 3 000 км 2 , выраженная высокими концентрациями урана в хвое черной канадской ели и связанная с поступлением его аэрозолей по активным глубинным разломам. На территории России такие аномалии известны в Забайкалье.

Среди естественных радионуклидов наибольшее радиационно-генетическое значение имеют радон и его дочерние продукты распа­да (радий и др.). Их вклад в суммарную дозу облучения на душу на­селения составляет более 50 %. Радоновая проблема в настоящее вре­мя считается приоритетной в развитых странах и ей уделяется повы­шенное внимание со стороны МКРЗ и МКДАР при ООН. Опасность радона заключается в его широ­ком распространении, высокой проникающей способности и мигра­ционной подвижности, распаде с образованием радия и других высо­корадиоактивных продуктов. Радон не имеет цвета, запаха и счита­ется "невидимым врагом", угрозой для миллионов жителей Западной Европы, Северной Америки.

В России радоновой проблеме начали уделять внимание лишь в последние годы. Территория нашей страны в отношении радона сла­бо изучена. Полученная в предыдущие десятилетия информация по­зволяет утверждать, что и в Российской Федерации радон широко распространен как в приземном слое атмосферы, подпочвенном воз­духе, так и в подземных водах, включая источники питьевого водо­снабжения.

По данным Санкт-Петербургского научно-исследовательского института радиационной гигиены, наибольшая концентрация радо­на и его дочерних продуктов распада в воздухе жилых помещений, зафиксированная в нашей стране, соответствует дозе воздействия на легкие человека 3 - 4 тысячи бэр в год, что превышает ПДК на 2 - 3 порядка. Предполагается, что вследствие слабой изученности радо­новой проблемы в России возможно выявление высоких концентра­ций радона в жилых и производственных помещениях целого ряда регионов.

К ним прежде всего относятся радоновое "пятно", захватывающее Онежское и Ладожское озера и Финский залив, широкая зона, про­слеживающаяся от Среднего Урала в западном направлении, южная часть Западного Приуралья, Полярный Урал, Енисейский кряж, За­падное Прибайкалье, Амурская область, северная часть Хабаровско­го края, Чукотский полуостров.

Особенно актуальна радоновая проблема для мегаполисов и крупных городов, в которых имеются данные о поступлении радона в подземные воды и геологическую среду по активным глубинным разломам (Санкт-Петербург, Москва).

Каждый житель Земли в последние 50 лет подвергся облучению от радиоактивных осадков, вызванных ядерными взрывами в атмосфере в связи с испытаниями ядерного оружия. Максимальное количество этих испытаний имело место в 1954 - 1958 г.г. и в 1961 - 1962 г.г.

Существенная часть радионуклидов при этом выбрасывалась в атмосферу, быстро разносилась в ней на большие расстояния и в течение многих месяцев медленно опускалась на поверхность Земли.

При процессах деления атомных ядер образуется более 20 радионуклидов с периодами полураспада от долей секунды до нескольких миллиардов лет.

Второй антропогенный источник ионизирующего облучения населения – продукты функционирования объектов атомной энергетики.

Хотя при нормальной работе АЭС выбросы радионуклидов в ок­ружающую среду незначительны, Чернобыльская авария 1986 года показала чрезвычайно высокую потенциальную опасность атомной энергетики.

Глобальный эффект радиоактивного загрязнения Чернобыля обу­словлен тем, что при аварии радионуклиды были выброшены в стра­тосферу и уже в течение нескольких суток были зафиксированы в Западной Европе, затем в Японии, США и других странах.

При первом неконтролируемом взрыве на Чернобыльской АЭС в окружающую среду поступали очень опасные при попадании в орга­низм человека сильно радиоактивные "горячие частицы", представ­ляющие собой тонкодисперсные фрагменты графитовых стержней и других конструкций атомного реактора.

Образовавшееся радиоактивное облако накрыло огромную тер­риторию. Общая площадь загрязнения в результате Чернобыльской аварии цезием-137 плотностью 1 -5Ки/км 2 только на территории России в 1995 году составила около 50 000 км 2 .

Из продуктов деятельности АЭС особую опасность представляет тритий, накапливающийся в оборотной воде станции и поступаю­щий затем в водоем-охладитель и гидрографическую сеть, бессточ­ные водоемы, подземные воды, приземную атмосферу.

В настоящее время радиационная обстановка в России определя­ется глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий вследствие Чернобыльской (1986 г.) и Кыштымской (1957 г.) аварий, эксплуатацией урановых месторождений, ядерного топ­ливного цикла, судовых ядерно-энергетических установок, регио­нальных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными зонами ионизирующих излучений, связанных с земными (природными) источниками радионуклидов.

Гибель и вырубка лесов

Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира – кислотные дожди, главными виновниками которых являются электростанции. Выбросы двуокиси серы и перенос их на большие расстояния приводят к выпадению таких дождей далеко от источников выбросов. В Австрии, на востоке Канады, в Нидерландах и Швеции более 60 % серы, выпадающей на их территории, приходятся на внешние источники, а в Норвегии даже 75 %. Другими примерами переноса кислот на большие расстояния являются выпадение кислотных дождей на таких отдаленных островах в Атлантическом океане, как Бермудские, и кислотного снега в Арктике.

За последние 20 лет (1970 – 1990) мир потерял почти 200 миллионов гектаров лесных массивов, что равно площади США восточнее Миссисипи. Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов – "легких планеты" и основного источника биологического разнообразия планеты. Там ежегодно вырубается или сжигается примерно 200 тысяч квадратных километров, а значит, исчезает 100 тысяч (!) видов растений и животных. Особо быстро этот процесс идет в самых богатых тропическими лесами регионах – Амазонии и Индонезии.

Британский эколог Н. Мейерс пришел к выводу, что десять небольших областей в тропиках содержат по крайней мере 27 % всего видового состава этого класса растительных формаций, позднее этот список был расширен до 15 "горячих точек" тропических лесов, которые должны быть сохранены во что бы то ни стало.

В развитых странах кислотные дожди вызывали повреждение значительной части леса: в Чехословакии – 71 %, в Греции и Великобритании – 64 %, в ФРГ– 52 %.

Современная ситуация с лесами очень различна по континентам. Если в Европе и Азии лесопокрытые площади за 1974 – 1989 годы несколько увеличились, то в Австралии за один год они сократились на 2,6 %. Еще большая деградация лесов идет в отдельных странах: в Кот-д’ Ивуар за год лесные площади уменьшились на 5,4 %, в Таиланде – на 4,3%, в Парагвае на 3,4 %.

Опустынивание

Под воздействием живых организмов, воды и воздуха на поверхностных слоях литосферы постепенно образуется важнейшая экосистема, тонкая и хрупкая, - почва, которую называют "кожей Земли". Это хранительница плодородия и жизни. Горсть хорошей почвы содержит миллионы микроорганизмов, поддерживающих плодородие. Чтобы образовался слой почвы мощностью (толщиной) в 1 сантиметр, требуется столетие. Он может быть потерян за один полевой сезон. По оценкам геологов, до того как люди начали заниматься сельскохозяйственной деятельностью, пасти скот и распахивать земли, реки ежегодно сносили в Мировой океан около 9 миллиардов тонн почвы. Ныне это количество оценивают примерно в 25 миллиардов тонн.

Почвенная эрозия – сугубо местное явление – ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса (органического вещества, определяющего плодородие почвы) в 14 –16 %, которые называли цитаделью русского земледелия. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 12 % сократились почти в 5 раз.

Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная (то есть созданная человеком) пустыня.
Один из самых грозных, глобальных и быстротечных процессов современности – расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни.

Естественные пустыни и полупустыни занимают более 1/3 земной поверхности. На этих землях проживает около 15 % населения мира. Пустыни – естественные образования, играющие определенную роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты.

В результате деятельности человека к последней четверти ХХ века появилось еще свыше 9 миллионов квадратных километров пустынь, и всего они охватили уже 43 % общей площади суши.

В 90-х годах опустынивание стало угрожать 3,6 миллионам гектаров засушливых земель. Это составляет 70 % потенциально продуктивных засушливых земель, или ¼ общей площади поверхности суши, причем эти данные не включают площадь естественных пустынь. Около 1/6 населения мира страдает от этого процесса.
Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель приведут к тому, что к концу столетия мир может лишиться почти 1/3 своих пахотных земель. Такая потеря в период беспрецедентного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной.

Причины деградации земель в различных регионах мира:

	Обезлесение	Сверхэксплуатация	Перевыпас скота	С/х деятельность	Индустриализация
Весь мир
Северная Америка
Южная Америка
Центральная Америка

Глобальное потепление

Начавшееся во второй половине века резкое потепление климата является достоверным фактом. Мы его чувствуем по более мягким, чем раньше, зимам. Средняя температура приземного слоя воздуха по сравнению с 1956-1957годами, когда проводился Первый международный геофизический год, возрослана 0,7°С. На экваторе потепления нет, но чем ближе к полюсам, тем онозаметнее. За Полярным кругом оно достигает 2°С. На Северном полюсеподледная вода потеплела на 1°С и ледяной покров начал подтаивать снизу.

В чем причина этого явления? Одни ученые считают, что это - результатсжигания огромной массы органического топлива и выделение в атмосфере больших количеств углекислого газа, который является парниковым, то естьзатрудняет отдачу тепла от поверхности Земли.

Так что же такое тепличный эффект? Миллиарды тонн углекислого газаежечасно поступают в атмосферу в результате сжигания угля и нефти,природного газа и дров, миллионы тонн метана поднимаются в атмосферу отразработок газа, с рисовых полей Азии, выбрасываются туда водяной пар,фторхлоруглероды. Все это - "парниковые газы". Как в парнике стекляннаякрыша и стены пропускают солнечную радиацию, но не дают уходить теплу, таки углекислый газ и другие "парниковые газы" практически прозрачны длясолнечных лучей, но задерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, недают ему уходить в космос.

Выдающийся русский ученый В.И. Вернадский говорил, что воздействиечеловечества уже сравнимо с геологическими процессами.

"Энергетический бум" уходящего столетия увеличил концентрацию СО 2 ватмосфере на 25 % и метана на 100 %. За это время на Земле произошлореальное потепление. Большинство ученых считает это следствием "парниковогоэффекта".

Другие ученые, ссылаясь на изменение климата в историческое время,считают антропогенный фактор потепления климата ничтожным и связывают этоявление с усилением солнечной активности.

Прогноз на будущее (2030 - 2050 годов) предполагает возможное повышение температуры на 1,5 - 4,5°С. К таким выводам пришла Международнаяконференция климатологов в Австрии в 1988 году.

В связи с потеплением климата возникает ряд сопутствующих вопросов.Каковы перспективы его дальнейшего развития? Как потепление повлияет наувеличение испарения с поверхности Мирового океана и как это отразится наколичестве осадков? Как будут распределяться по площади эти осадки? И рядболее конкретных вопросов, касающихся территории России: в связи спотеплением и общим увлажнением климата можно ли ожидать смягчения засух ив Нижнем Поволжье, и на Северном Кавказе(следует ли ждать увеличения стокаВолги и дальнейшего подъема уровня Каспия; начнется ли отступление вечноймерзлоты в Якутии и Магаданской области; станет ли легче мореплавание вдольсеверных берегов Сибири?

На все эти вопросы можно дать точный ответ. Однако для этого должныбыть проведены различные научные исследования.

Список литературы

Монин А.С., Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. М.: Знание, 1991.

Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. М.: Мысль, 1988.

Новиков Ю.В. Природа и человек. М.: Просвещение, 1991.

Григорьев А.А. Исторические уроки взаимодействия человека с природой. Л.: Знание, 1986.

Ерофеев Б.В. Экологическое право России: Учебник. М.: Юристъ, 1996.

С. Гиголяна. Экологический кризис: шанс на спасение. М. 1998 г.

Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник. М.: Просвещение, 1992.

П. Ревелль, Ч. Ревелль. Среда нашего обитания. В четырех книгах. М.: Мир, 1994.

Экологическая проблема — одна из глобальных проблем современности. Она тесно связана с вопросами ресурсодефицитности. экологической безопасности и экологического кризиса. Одним из путей разрешения экологической проблемы является путь «устойчивого развития», предложенный в качестве основной альтернативы развития человеческой цивилизации.

Глобальные экологические проблемы

Научно-технический прогресс поставил перед человечеством ряд новых, весьма сложных проблем, с которыми оно до этого не сталкивалось вовсе, или проблемы не были столь масштабными. Среди них особое место занимают отношения между человеком и окружающей средой. В XX столетии на природу легла нагрузка, вызванная 4-кратным ростом численности населения и 18-кратным увеличением объема мирового производства. Ученые утверждают, что примерно с 1960-70-х гг. изменения окружающей среды под воздействием человека стали всемирными, т.е. затрагивающими все без исключения страны мира, поэтому их стали называть глобальными. Среди них наиболее актуальны:

• изменение климата Земли;
• загрязнение воздушного бассейна;
• разрушение озонового слоя;
• истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана;
• загрязнение земель, разрушение почвенного покрова;
• оскудение биологического разнообразия и др.

Изменения окружающей среды в 1970-90-е гг. и прогноз на

2030 г. отражены в табл. 1. Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан на встрече глав государств и правительств стран-членов ООН (сентябрь 2000 г.) представил доклад «Мы, народы: роль Организации Объединенных наций в XXI веке». В докладе рассмотрены приоритетные стратегические области, которые встают перед человечеством в новом тысячелетии, и подчеркивается, что «задача обеспечить для последующих поколений экологически устойчивое будущее станет одной из самых сложных».

Таблица 1. Изменения окружающей среды и ожидаемые тенденции до 2030 г.

Характеристика	Тенденция 1970-1990 гг.	Сценарий 2030 г.
Сокращение плошали естественных экосистем	Сокращение со скоростью 0,5- 1,0% в год на суше; к началу 1990-х гг. их сохранилось около 40%	Сохранение тенденции, приближение к почти полной ликвидации на суше
Потребление первичной биологической продукции	Рост потребления: 40% на суше, 25% — глобальный (оценка 1985 г.)	Рост потребления: 80- 85% на суше, 50-60%- глобальный
Изменение концентрации парниковых газов в атмосфере	Рост концентрации парниковых газов от десятых процента до первых процентов ежегодно	Рост концентрации, ускорение роста концентрации СО, и СН 4 за счет ускорения разрушения биоты
Истощение озонового слоя,рост озоновой дыры над Антарктидой	Истощение на 1-2% в год озонового слоя, рост площади озоновых дыр	Сохранение тенденции даже при прекращении выбросов ХФУ к 2000 г.
Сокращение площади лесов, особенно тропических	Сокращение со скоростью от 117 (1980 г.) до 180 ± 20 тыс. км 2 (1989 г.) в год; лесовосстановление относится к сведению лесов как 1: 10	Сохранение тенденции, сокращение плошали лесов в тропиках с 18 (1990 г.) до 9-11 млн км 2 , сокращение площади лесов умеренного пояса
Опустынивание	Расширение площади пустынь (60 тыс. км 2 в год), рост техногенного опустынивания. токсичных пустынь	Сохранение тенденции, возможен рост темпов за счет уменьшения влагооборота на суше и накопления поллютан- тов в почвах
Деградация земель	Рост эрозии (24 млрд т ежегодно), снижение плодородия, накопление загрязнителей, закисление, засоление	Сохранение тенденции, рост эрозии и загрязнения, сокращение сел ьс к охо зя й сг ве н н ы х земель надушу населения
Повышение уровня океана	Подъем уровня океана на 1-2 мм в год	Сохранение тенденции, возможно ускорение подъема уровня до 7 мм в год
Стихийные бедствия, техногенные аварии	Рост числа на 5-7%, рост ущерба на 5-10%, рост числа жертв на 6- 12% в год	Сохранение и усиление тенденций
Исчезновение биологических видов	Быстрое исчезновение биологических видов	Усиление тенденции по мерс разрушения биосферы
Качественное истощение вод суши	Рост объема сточных вод, точечных и площадных источников загрязнения, числа поллютантов и их концентрации	Сохранение и нарастание тенденций
Накопление поллютантов в средах и организмах, миграция в трофических цепочках	Рост массы и числа пол- лютантов, накопленных в средах и организмах, рост радиоактивности среды, «химические бомбы»	Сохранение тенденций и возможное их усиление
Ухудшение качества жизни, рост заболеваний, связанных с загрязнением окружающей среды (в том числе генетических), появление новых болезней	Рост бедности, нехватка продовольствия, высокая детская смертность, высокий уровень заболеваемости, необеспеченность чистой питьевой водой в развивающихся странах; рост генетических заболевай и й, высокий уровень аварийности, рост потребления лекарств, рост аллергических заболеваний в развитых странах; пандемия СПИД в мире, понижение иммунного статуса	Сохранение тенденций, рост нехватки продовольствия, рост заболеваний, связанных с экологическими нарушениями (в том числе генетических), расширение территории инфекционных заболеваний, появление новых болезней

Проблема окружающей среды

Окружающей средой (окружающей природной средой, природной средой) называется та часть природы, с которой человеческое общество непосредственно взаимодействует в своей жизни и хозяйственной деятельности.

Хотя вторая половина XX в. — это время невиданных ранее темпов экономического роста, однако он во все большей мере стат осуществляться без надлежащего учета возможностей окружающей природной среды, допустимых хозяйственных нагрузок на нее. В результате происходит деградация окружающей природной среды.

Нерациональное природопользование

В качестве примера деградации окружающей природной среды в результате нерационального природопользования можно привести обезлесение и истощение земельных ресурсов. Процесс обезлесения выражается в сокращении площади под естественной растительностью, и прежде всего лесной. По некоторым оценкам, во время возникновения земледелия и скотоводства лесами было покрыто 62 млн км 2 суши, ас учетом кустарников и перелесков — 75 млн км 2 , или 56% всей ее поверхности. В результате продолжающегося уже 10 тыс. лет сведения лесов их площадь сократилась до 40 млн км 2 , а средняя лесистость — до 30%. В наши дни сведение лесов продолжается все более быстрыми темпами: ежегодно уничтожается около 100тыс. км 2 . Лесные массивы исчезают по мере расширения запашки земли и пастбищ, роста заготовки древесины. Особенно угрожающее положение сложилось в зоне тропических лесов, прежде всего в таких странах, как Бразилия, Филиппины. Индонезия, Таиланд.

В результате процессов деградации почвы ежегодно из мирового сельскохозяйственного оборота выбывает около 7 млн га плодородных земель. Главными причинами этого процесса являются растущая урбанизация, водная и ветровая эрозия, а также химическая (засорение тяжелыми металлами, химическими соединениями) и физическая (разрушение почвенного покрова при горных, строительных и других работах) деградация. Процесс деградации почв особенно интенсивно протекает на засушливых землях, которые занимают около 6 млн км 2 и в наибольшей мере присущи Азии и Африке. В пределах засушливых земель расположены и главные районы опустынивания, где вследствие высоких темпов роста сельского населении перевыпас скота, сведение лесов и нерациональное орошаемое земледелие приводят к антропогенному опустыниванию (60 тыс. км 2 ежегодно).

Загрязнение природной среды отходами

Другая причина деградации природной среды — загрязнение ее отходами производственной и непроизводственной деятельности человека. Эти отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные.

Показательны следующие расчеты. В настоящее время на одного жителя Земли в среднем ежегодно добывается и выращивается около 20 т. сырья. При этом только из недр извлекается 50 км 3 ископаемых пород (более 1000 млрд т), которые с использованием энергетической мощности в 2500 Вт и 800 т воды превращаются в 2 т конечного продукта, из которого 50% выбрасывается сразу, остальное идет в отложенные отходы.

В структуре твердых отходов преобладают промышленные и горно-промышленные отходы. В целом и надушу населения они особенно велики в России, США. Японии. Подушевому показателю твердых бытовых отходов лидерство принадлежит США, где на каждого жителя в год приходится 800 кг мусора (на одного жителя Москвы — 400 кг).

Жидкими отходами загрязняется прежде всего гидросфера, причем главными загрязнителями здесь выступают сточные воды и нефть. Общий объем сточных вод в начале XXI в. составил около 1860 км 3 . Для разбавления единицы объема загрязненных сточных вод до приемлемого к использованию уровня требуется в среднем от 10 до 100 и даже 200 единиц чистой воды. На Азию, Северную Америку и Европу приходится около 90% всего мирового сброса сточных вод.

В итоге деградация водной среды в наши дни приняла глобальный характер. Примерно 1,3 млрд человек пользуется в быту только загрязненной водой, а 2,5 млрд испытывают хронический недостаток пресной воды, что служит причиной многих эпидемических заболеваний. В силу загрязнения рек и морей снижаются возможности рыболовства.

Большую тревогу вызывает загрязнение атмосферы пылевидными и газообразными отходами, выбросы которых непосредственно связаны со сгоранием минерального топлива и биомассы, а также с горными, строительными и другими земляными работами (2 /з всех выбросов приходится на развитые страны Запада, в том числе на США — 120 млн т). Примерами главных загрязнителей обычно служат твердые частицы, диоксид серы, окислы азота и оксид углерода. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 60 млн т твердых частиц, которые способствуют образованию смога и понижают прозрачность атмосферы. Диоксид серы (100 млн т) и оксиды азота (около 70 млн т) являются главными источниками образования кислотных дождей. Масштабным и опасным аспектом экологического кризиса является воздействие на нижние слои атмосферы парниковых газов, прежде всего диоксида углерода и метана. Диоксид углерода поступает в атмосферу в основном в результате сгорания минерального топлива (2 /з всех поступлений). Источниками поступления в атмосферу метана служат сжигание биомассы, некоторые виды сельскохозяйственного производства, утечка газа из нефтяных и газовых скважин. Международное сообщество решило снизить выбросы углекислого газа на 20% к 2005 г. и на 50% к середине XXI в. В развитых странах мира для этого были приняты соответствующие законы и постановления (например, специальный налог на выброс углекислого газа).

Оскудение генофонда

Одним из аспектов проблемы окружающей среды является уменьшение биологического разнообразия. Биологическое разнообразие Земли оценивается в 10-20 млн видов, в том числе на территории бывшего СССР -10-12% общего количества. Урон в данной сфере уже достаточно ощутим. Это происходит из-за разрушения среды обитания растений и животных, чрезмерной эксплуатации сельскохозяйственных ресурсов, загрязнения окружающей среды. По подсчетам американских ученых, за последние 200 лет на Земле исчезло около 900 тыс. видов растений и животных. Во второй половине XX в. процесс сокращения генофонда резко ускорился, и при сохранении существующих тенденций за последнюю четверть века возможно исчезновение 1 / 5 всех видов, населяющих ныне нашу планету.

Экологическая ситуация в России в начале XXI в.

Экологическая обстановка в нашей стране определяется двумя факторами: уменьшением расходов на охрану окружающей среды, с одной стороны, и меньшими, чем ранее, масштабами хозяйственной деятельности — с другой.

Так, например, в 2000 г. в России действовала почти 21 тыс. предприятий, имеющих выбросы в атмосферу. Эти выбросы составили (включая автомобили) более 85 млн т, из них почти 16 млн — без всякой очистки. Для сравнения — в СССР выбросы от стационарных источников и автомобильного транспорта составляли в середине 80-х гг. 95 млн т, в России начала 90-х -около 60 млн т. Наибольшими загрязнителями воздушного бассейна в современных условиях являются Сибирский и Уральский федеральные округа. На них приходилось около 54% общего объема выбросов по стационарным источникам.

Поданным Государственного водного кадастра, в 2000 г. суммарный забор воды из природных объектов составит 86 км 3 (из них более 67 км 3 было использовано на хозяйственно-питьевые, производственные нужды, орошение и сельскохозяйственное водоснабжение). Суммарный объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные превысил 20 км\ из них 25% приходится на Центральный ФО. В СССР этот показатель равнялся 160 км 3 , в России 90-х гг. — 70 км 3 (40% из них неочищенные или недостаточно очищенные).

В 2000 г. в целом по России образовалось более 130 млн т токсичных отходов. Были полностью использованы и обезврежены только 38% отходов. Наибольшее их количество образовалось в Сибирском ФО (31% всей РФ). Если говорить о твердых отходах в целом, то в СССР их образовывалось ежегодно около 15 млрд т, в России начала 90-х гг. — 7 млрд т.

Таким образом, хотя в России 90-х гг. из-за экономического кризиса происходило резкое снижение выбросов всех видов отходов, последующий экономический рост приводит к увеличению объема отходов, загрязняющих окружающую среду.

Представляющих серьезную опасность существованию всего человечества, сложился не сразу. Только к началу 80-х гг. эта тема стала предметом серьезных исследований различных специалистов.

Экологическая опасность – одна из тех проблем, на которую обратили внимание задолго до того, как она стала вполне осязаемой реальностью. Большая заслуга в том принадлежит видному русскому ученому В.И. Вернадскому, который более 80 лет назад предупреждал, что если мы хотим и дальше идти по пути общественного прогресса, то должны серьезно подумать о взаимодействии природы и общества. Если общество не будет развиваться на разумных началах, согласуясь с естественными законами природы, отмечал он, то гибель всего живого на Земле неизбежна. В.И. Вернадский создал концепцию эволюции биосферы в ноосферу – сферу разума на Земле. Ноосферу он рассматривал как определенную ступень, этап в развитии биосферы, когда сознательная, преобразующая деятельность людей становится реальной движущей силой этого развития. Тогда же идею ноосферы развивали французские ученые Э.Леруа, П. Тейер де Шарден. Они пытались обосновать уникальность человека в качестве составной части биосферы, они понимали ноосферу как идеальное образование, как особую внебиосферную «оболочку мысли» планеты. На основе этих представлений они строили концепцию гармонизации отношений человека с природой, призывая при этом к отказу от эгоистических устремлений во имя объединения всего человечества. Уже тогда формировалось понимание того, что наступает новая эпоха – эпоха планетарных явлений, и того, что в этих в новых условиях люди смогут противостоять природной и социальной стихии только сообща.

На современном этапе развития системы «человек-общество» наблюдается динамика глобальных экологических проблем: замена одних проблем происходит не потому, что снижается острота реальной угрозы жизни, а потому что все время возникают новые, не менее важные экологические проблемы, такие как потепление климата, истончение озонового слоя, выпадение кислотных дождей. Под динамикой глобальных экологических проблем понимается появление новых глобальных экологических проблем, в то время как уже существующие не утрачивают своей актуальности, но и не решаются, речь идет об эффекте так называемого «снежного кома»экологических проблем.
Изменилось содержание понятия «глобальные экологические проблемы» как от неразрешимых, существование которых неизбежно ведет к гибели человека, до сведения их к метафоре, как некой языковой ловушки. Последний подход вызван кризисом мышления человека.

Какие существуют глобальные экологические проблемы в ХХI веке? Какова вероятность их решения? Какую роль играет в их решении? Весь излагаемый далее материал содержит ответы на поставленные вопросы.

Динамическое развитие экологических проблем в начале нового тысячелетия на первое место выдвигает проблему глобального изменения климата, связанную с «парниковым эффектом». Источниками парниковых газов являются антропогенные выбросы углекислого газа, метана, фреона и некоторых других газов. Воздействие антропогенных выбросов усугубляется рядом косвенных причин, к которым относят уничтожение лесов, изменения ландшафтов и землепользования. К 2000 г. повышение среднегодовой температуры северного полушария составило на 1,3 градусов Цельсия выше по сравнению со середины ХХ века. Особенно опасны промышленные выбросы двуокиси углерода фабриками, заводами, автомобилями, самолетами. Прогнозируется увеличение выбросов этого вещества в в течение всего ХХI века, что обусловлено сжиганием ископаемых источников энергии (нефти, газа, угля). К 2100 году средняя глобальная температура максимально повысится до 5,8 градусов Цельсия. Наибольшее влияние на потепление климата, исходя из выбросов диоксида углерода, оказывают индустриально развитые страны, такие как , США, . Оценка негативного влияния выбросов двуокиси углерода в пределах ЕТР оценивается учеными неоднозначно. Существует мнение, что рост концентрации углекислого газа в атмосфере должен замедлиться, а к 2100 г. стабилизироваться.

Вторая глобальная экологическая проблема – это разрушение озонового слоя, требует своего кардинального решения. Как известно, озоновый слой, находящийся на высоте свыше 20 км, защищает земную поверхность от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца, среди которых наибольшую опасность представляют коротковолновые излучения. Особенно отрицательно они воздействуют на здоровье населения, на его иммунную и генную системы. Разрушение озонового слоя ведет к росту показателя инфекционных заболеваний. Причиной истончения озонового слоя и образования «дыр» являются выбросы в атмосферу фторированных и хлорированных углеводородов (ФХУ) и галогенные соединения (галоны). Ультрафиолетовые лучи уничтожаются планктонами, которые представляют основу цепи питания в море, океане. Из-за потепления вод, в которых обитают планктоны, происходит изменение его количества и видового состава, а в целом, отразится на снабжении продуктами питания. Учеными обнаружено влияние истощения озонового слоя (на 25%) на снижение урожая сои так же на 20-25 %. В 1987 г. был принят Монреальский протокол, существенно ограничивающий хлорфторуглерода-12, или фреона, которые оказывают наиболее разрушительное воздействие на озоновый слой. Россия так же относится к числу крупнейших производителей и потребителей озоноразрушающих веществ. Программы ООН по окружающей среде предусматривают увеличение содержания хлора в течение нескольких десятилетий даже в том случае, если все страны снизят выбросы его в атмосферу на 50%. Согласно Венской конвенции по защите атмосферы (1985г.) и Монреальского протокола (1987г.), начиная с 1993 г. годовое потребление озоноразрушающих веществ должно быть снижено до 80% от уровня 1986г. Налагается запрет на ввоз химических веществ из стран, не подписавших протокол, а также на ввоз товаров, содержащих ФХУ (фторированных и хлорированных углеводородов) и галогены. Предусмотрено создание международного климатического фонда, из которого страны могут получать помощь для капиталовложений в технологию, способствующую сохранению озонового слоя.

К третьей проблеме относят выпадение кислотных дождей и трансграничное загрязнение воздуха. Диоксид серы и оксид азота, получившиеся в результате сгорания органического топлива, могут относиться ветром на значительные расстояния от источника выброса и возвращаются на землю с дождем, снегом и . Кислотные дожди меняют кислотность озер, рек, почвы в местах выпадания, приводят к гибели многих животных и растений, к значительным потерям и затратам в коммунальной сфере. Кислотные осадки приводят к гибели лесные массивы, к мору рыбы во внутренних водоемах, которые находятся в отдалении от источника загрязнения на сотни километров. Также происходит коррозия открытых металлических конструкций, повреждаются памятники культуры и истории. Основной вклад в трансграничное подкисление европейских территорий России вносят , и Германия. Россия в большей степени является «потребителем» трансграничного загрязнения воздуха, чем его экспортером.

Четвертая проблема, сокращение площади лесов. В ХХ в. были уничтожены обширные лесные массивы, около половины тропических лесов. При сохранении существующих темпов вырубки лесов их площадь сократится в начале ХХI в. на 40%. Значение лесов очень велико, они вырабатывают основную массу кислорода, играющего важную роль в обеспечении замкнутого круговорота веществ в , вырубка лесов приводит к эрозии почв, сокращению разнообразия животного и растительного мира, к деградации водных бассейнов, сокращению поглощения диоксида углерода, снижение количества топливной и промышленной древесины. На долю России приходится 22% лесов планеты. В наибольшей мере процессы деградации сокращения площадей лесов характерны для южной Америки, Азии и стран Тихоокеанского бассейна.

Следующая глобальная проблема – сокращение биологического разнообразия. По прогнозам специалистов планета может потерять до половины своего биологического разнообразия. Возможные пути решения – увеличение площадей особо охраняемых природных территорий национального уровня, это в , Германии, . В России этот показатель очень низкий. Красная книга РФ включает перечень редких животных и растений, исчезновение которых за последние годы возросло в 1,6 раза.

Существуют также другие глобальные экологические проблемы, к числу которых относится снижение плодородия земли, исчерпание минеральных ресурсов, проблемы воды, демографическая проблема, обеспечение населения продовольствием и другие. Проблемы деградации сельскохозяйственной ресурсной базы исчисляются существованием самого . Всего за время существования земледелия потеряно 2 млрд. га биологически продуктивных почв. Основные причины утраты земельных ресурсов – это эрозия почв в основном из-за неконтролируемой подачи воды, машинной деградации почв (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя и др.), также снижение естественного плодородия земли. Одним из наиболее серьезных проявлений деградации земли является «техногенное опустынивание». Проблема деградации земли тесно связана производством монокультур в развивающихся странах. Как правило, монокультуры быстро истощают почвы, возникают экологические проблемы в связи с использованием химических удобрений. Особенно это характерно для стран Африки ( , и др.). В России наблюдается устойчивая тенденция сокращения площадей продуктивных .

Что касается проблемы исчерпаемости минеральных ресурсов, то запасов нефти хватит на 40 лет, газа – на 60, угля – немногим более 100 лет, ртути – на 21 год т.д. Мировому сообществу рекомендуется провести тотальную реконструкцию глобальной экономической системы без ущерба экономического роста по трем направлениям: стабилизировать увеличение численности населения, перейти на альтернативные источники получения энергии, а также путем применения промышленных материалов, подающихся утилизации.

С точки зрения глобальных запасов, на Земле имеется огромный избыток водных ресурсов, однако количество воды, не пригодной к использованию из-за загрязнений почти равно количеству, потребляемому всем хозяйством. На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды, объем которых составляет немного больше 2% , причем распределение природных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе, Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает во всех регионах мира. Недостаток воды усугубляется ухудшением ее качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоемы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков. В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки — Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр, и др. В России воды очищаются максимально до 80%, хотя существуют современные технологии, которые позволяют очищать воду до 100%. Загрязнение пресных вод продолжает прогрессировать и у нас в стране, за последние годы возрастает загрязнение не только поверхностных, но и подземных вод. За последние 50 лет уловы ценных видов промысловых рыб снизились в почти в 20 раз, а в бассейне – в 6 раз. В России резервуаром пресной воды являются реки, озера Иркутской области, Кемеровская область занимает второе место.

Абсолютно все тенденции ухудшения экологической ситуации распространяются на территорию России. Более того, Россия выступает как один из регионов, вносящих существенный вклад в развитие, сохранение и усиление отрицательных глобальных экологических тенденций. Ресурсо и энергопотребление в стране на единицу валового национального продукта в 2-3 раза выше, чем в странах , в 5-6 раз выше, чем в . Существуют две полярные точки зрения на природные особенности России. По одной оценки, большие площади заболоченных земель, способствуют усилению некоторых антропогенных воздействий. Исходя из другого подхода, Север России, Западная и Восточная Сибирь и Дальний Восток, подобно Скандинавии, являются центрами стабилизации окружающей среды первого порядка, которые в совокупности со Скандинавией представляют 13 млн. кв. км тайги и лесотундры.

Известный американский историк, профессор Аризонского университета Дуглас Вайнер очень высоко оценивал научный экологический потенциал России 20-30 годов, так как в нашей стране впервые в мире стали выделять в качестве специально охраняемых территории для изучения экологических сообществ. Советское правительство было первым, кто воплотил эту идею. Кроме того, в нашей стране впервые было осознано значение планирования регионального землепользования и восстановление разрушенных ландшафтов, которые необходимо производить на основе экологических исследований. В настоящее время этими идеями и концепциями руководствуются, разрабатывая политику в области охраняемых территорий не только в России, но и во многих других странах. Эти же идеи получили международное признание в программе биосферных заповедников ЮНЭП.

Концепция устойчивого развития, с момента ее возникновения была подвергнута критике, но тем не мене она остается пока единственной реальной концепцией выживания человечества. Решение глобальных проблем связывают с формированием нового человека, по словам В.И.Вернадского, человека ноосферы, то есть с сформированным экологическим мировоззрением. Инструментом формирования такой личности должна стат этика, а именно экологическая этика.

ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Деятельность современного человека существенно изменила природную среду на всей нашей планете.

Суть современного экологического кризиса составляет противоречие между почти безграничными возможностями человеческой деятельности, преобразующей природу, и ограниченными возможностями биосферы в ресурсном обеспечении этой деятельности.

Глобальный характер современного экологического кризиса отличает его от предшествующих кризисов. В этой связи традиционные методы выхода из кризиса посредством перемещения на новые территории практически неосуществимы. Реальным остается изменение способов производства, норм потребления и объемов использования природных ресурсов.

На протяжении последних двух-трех веков технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технического прогресса. Однако выяснилось, что рост могущества человека чаще всего приводил к увеличению отрицательных для природы и в конечном счете опасных для существования самого человека последствий его деятельности.

К числу наиболее острых для человечества и до сих пор нерешенных экологических проблем можно отнести следующие:

· демографический кризис (резкое увеличение населения Земли);

· урбанизация;

· уменьшение площади лесов;

· эрозия и снижение плодородия почв;

· дефицит пресной воды;

· негативные последствия производства энергии;

· загрязнение природной среды;

· разрушение озонового слоя стратосферы;

· антропогенное изменение климата;

· снижение биологического разнообразия (уменьшение численности видов организмов);

· снижение устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию;

· влияние негативных изменений в природной среде на здоровье населения.

Увеличение численности населения Земли. Для человеческой популяции характерен невиданный по масштабам «демографический взрыв», т. е. резкое увеличение темпов роста населения, продолжающееся с середины XX в. Оно особенно выражено в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Наиболее высокий прирост населения приходится на последние десятилетия. В конце 1990-х годов население Земли составило уже 6 млрд. человек, тогда как в 30-х годах XX в. население Земли составляло 2 млрд. человек. Считается, что плотность населения Земли приближается к критическому уровню. Однако, по мнению многих ученых, его численность со временем стабилизируется на уровне 10-12 млрд. человек.

Рост населения наряду с развитием промышленности - второй основной фактор негативного влияния на биосферу, поскольку возрастание численности человечества сопровождается увеличением потребностей в продукции сельского хозяйства и промышленного производства и объема вовлекаемых природных ресурсов. Указанные процессы приводят к росту загрязнения окружающей среды и негативному воздействию на биосферу.

Увеличение производства продуктов питания, создание новых рабочих мест, расширение промышленного производства сопровождаются расходованием невозобновляемых природных ресурсов, но главная причина противоречий между человеком и природой - быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на нее.

Специфика демографических процессов в разных странах связана с целым комплексом факторов, среди которых наибольшее значение имеют социально-экономические и экологические. Если в промышленно развитых странах воздействие на природу связано в основном с техногенным загрязнением то в развивающихся странах основное воздействие связано с прямым уничтожением природы в результате непомерно высоких нагрузок на экосистемы: сведение лесов, исчерпание доступных ресурсов и т. д.

Несмотря на то, что общая численность населения Земли возрастает, в отдельных странах прироста населения нет или даже наблюдается его убыль. Так, показатели рождаемости в России на протяжении всего XX в. снижались и в середине 60-х годов впервые опустились ниже уровня простого возобновления. В конце 90-х годов прошлого века эти негативные тенденции значительно усилились, и в 1991-1992 гг. в России сложилась уникальная демографическая ситуация, графическое отображение которой получило название «русский крест» (рис. 16.1).

Суть этого явления, наблюдаемого в мирное время и в отсутствие каких-либо глобальных катастроф, состоит в том, что показатели смертности в различных субъектах и в целом по России стали устойчиво превышать показатели рождаемости, что приводит к вымиранию населения (рис. 16.1).

Урбанизация (от лат. urbanus - городской) - процесс сосредоточения населения и экономической жизни в крупных городах. Если до 1900г. в городах жило всего около 14 % населения Земли, то в наши дни в городах живет примерно половина населения Земли. В городах требуется высочайшая концентрация продовольствия, воды, топлива и других ресурсов жизнеобеспечения. Природные экосистемы также не в состоянии переработать то количество отходов, которое образуется в процессе жизнедеятельности людей в городах. Главные следствия урбанизации: истощение энергетических ресурсов, загрязнение окружающей среды, деградация водных, лесных и почвенных ресурсов, потеря сельскохозяйственных угодий. Кроме того, имеются данные, что в городах заболеваемость людей в среднем в два раза выше, чем в сельской местности.

Глобальное загрязнение биосферы . Загрязнение представляет собой одну из самых древних проблем. Она возникла с появлением первых поселений с их ручьями из сточных вод и различными отходами домашнего хозяйства. Но до развития промышленной цивилизации загрязнения были сильно ограничены по своей природе и распространению. Все отходы разлагались под действием микроорганизмов и включались в круговороты веществ. Начиная со второй половины XX в. в процессе производственной деятельности человек создает синтетические вещества, которые, в виде отходов поступают в окружающую среду (в атмосферу гидросферу, почву) и почти не вовлекаются в биосферный круговорот веществ. Важно и то, что синтетические материалы часто являются ядовитыми для живых организмов.

В большинстве случаев загрязняющие вещества, широко распространяясь в атмосфере, гидросфере и почве, постепенно рассеиваются по всей биосфере. Основную роль играют атмосферные переносы. Восходящие потоки воздуха и ветры переносят загрязняющие вещества на разные расстояния и обеспечивают их циркуляцию в атмосфере. Антропогенные выбросы углекислого газа, оксидов азота, сернистого газа или ртути увеличивают фоновые концентрации этих примесей в атмосфере. Разбавление загрязнителей в среде (в воде или воздухе), уменьшая концентрацию на данном участке биосферы, не снижает их опасности для природы и человека, а только отдаляет негативные последствия.

Загрязнение атмосферы . Основная причина загрязнения атмосферы - сжигание ископаемого топлива. К другим причинам относятся выбросы побочных продуктов химической промышленности, выбросы пыли, радиоактивные газы атомных электростанций, выхлопы автомобилей. Основными веществами, загрязняющими атмосферу, являются газы (90%) и твердые частицы (пыль). Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают пыль, углекислый газ (СО 2), угарный газ (СО), диоксид серы (SO 2), метан (СН 4), оксиды азота (NO 2 , NO, N 2 O).

Загрязнение почв . Повышение плодородия почв часто достигается путем внесения большого количества удобрений, использования средств химической защиты от вредителей, что позволяет интенсифицировать сельскохозяйственное производство. Широкое применение искусственных химических веществ приводит к загрязнению почв и живых организмов. Кроме того, атмосферные осадки, несущие загрязняющие вещества, выпадают на поверхность почвы и также являются источником ее загрязнения. Поверхностные и грунтовые воды смывают загрязняющие вещества в водную среду (реки, озера, моря).

Удобрения, безусловно, необходимы для пополнения в почве запасов питательных веществ, изъятых с урожаем. Стремление повысить продуктивность сельскохозяйственных растений приводит к перенасыщению почв удобрениями. Однако, согласно закону о предельной урожайности, продуктивность растений не увеличивается прямо пропорционально количеству внесенных удобрений. Излишек удобрений в почве приводит к избытку азота и фосфора в продуктах и ухудшает структуру почв.

Загрязнение континентальных и океанических вод . Многочисленные загрязняющие вещества могут растворяться в воде или же во взвешенном состоянии переноситься на огромные расстояния от мест сброса. Большинство токсикантов, в какой бы фазе они ни находились - в газообразной, жидкой или твердой, - способны загрязнять гидросферу.

Биологическое загрязнение в виде сточных вод приводит к сильному бактериологическому заражению и ведет к распространению инфекционных заболеваний, что создает дополнительные проблемы в области эпидемиологии.

Химическое загрязнение вод происходит в результате выброса различных химических соединений, используемых в сельском хозяйстве (пестициды и минеральные удобрения), а также отходов промышленных предприятий. Очень часто промышленные стоки несут в себе губительные для гидробионтов вещества, такие, как свинец, ртуть, медь и др. Загрязнение углеводородами (нефтью и нефтепродуктами) в последние десятилетия стало одним из основных видов загрязнения гидросферы.

Экологические последствия загрязнения природных вод проявляются в нарушении биогеохимических циклов веществ, снижении биологической продуктивности, деградации отдельных водных экосистем.

Загрязнение вод органическими веществами влияет на абиотические и биотические факторы, действующие как в проточных водах (реки), так и в больших стоячих водоемах (озера, замкнутые моря). В проточных водах слив отходов, насыщенных органическими веществами, вызывает полное нарушение функционирования экосистемы. При этом образуются четыре зоны, которые следуют одна за другой вниз по течению: 1) зона деградации, где воды реки смешиваются с загрязнителем; 2) зона активного разложения, где грибы и бактерии, аэробные, а затем и анаэробные размножаются и разрушают органическое вещество; 3) зона восстановления, где вода постепенно очищается, и восстанавливаются ее начальные характеристики; 4) зона чистой воды.

В результате активного развития микроорганизмов в зоне разложения резко падает концентрация растворенного кислорода и снижается численность водорослей. Вспышка автотрофов (микроскопические водоросли - фитопланктон) происходит в третьей зоне в результате появления нитратов и фосфатов, извлекаемых микроорганизмами-деструкторами из загрязняющих органических веществ. Когда удаление растворенного и взвешенного загрязняющего вещества заканчивается, и восстанавливаются начальные условия, вновь появляются организмы, живущие в чистой воде. Нарушения состава сообществ животных, обитающих в реках, выражены гораздо резче, так как никакие животные, обитающие в чистой воде, не могут выжить в зараженной зоне.

Загрязнение вод токсичными соединениями приводит к подавлению жизнедеятельности и гибели чувствительных к данному токсиканту организмов. Например, хлорсодержащие инсектициды, в частности ДДТ, тормозят фотосинтез у фитопланктона и оказывают сильное отрицательное воздействие на биоценозы вследствие способности к концентрации в пищевых цепях - биоаккумуляции.

Один из главных факторов негативных изменений в биосфере сверхинтенсивная эксплуатация природных ресурсов, которая приводит к таким последствиям, как разрушение растительного покрова и ухудшение свойств почвы.

Разрушение растительного покрова . В первую очередь оно связано с вырубкой лесов. Сведение лесов - одна из острейших глобальных экологических проблем. В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферные загрязнения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д. Кроме того, леса играют большую роль в процессе связывания свободной углекислоты воздуха в процессе фотосинтеза (снижение парникового эффекта).

Уменьшение площади лесов вызывает нарушение круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожение продолжается. Площадь лесов на планете ежегодно уменьшается почти на 2%.

В результате интенсивного животноводства луговые экосистемы вырождаются в пустоши.

Ухудшение физико-химических свойств почвы . Чрезмерная эксплуатация земель под сельскохозяйственные культуры - мощный фактор разрушения природных ресурсов. Обычно выделяют четыре главные причины порчи и уничтожения земель: ветровая и водная - эрозия; засоление при неправильной ирригации; снижение плодородия; загрязнение почв.

Эрозия - разрушение почв в результате действия воды или ветра. Эрозионные процессы в природе резко усилились под влиянием человека. Эрозия начинается, прежде всего, там, где уничтожается естественный растительный покров, который скрепляет почву корнями и снижает интенсивность воздушных и водных потоков. За свою историю человечество потеряло около 2 млрд. га плодородных земель.

Орошаемое земледелие вызывает ирригационную эрозию и вторичное засоление. Излишек влаги на полях обусловливает повышение уровня грунтовых вод до поверхности почвы и их интенсивное испарение. Растворенные в воде соли накапливаются в верхнем горизонте почвы, снижая ее плодородие. Некоторые ученые считают, что цивилизация Древнего Вавилона погибла от вторичного засоления почв.

Истощение земель вызывается также: отчуждением питательных веществ с урожаем и неполным последующим их возвратом; потерей гумуса - ухудшением водного режима. В результате истощения почва теряет плодородие и опустынивается.

Разрушение озонового слоя Земли . С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение озонового слоя, который служит защитным экраном от ультрафиолетового излучения, губительного для живых организмов. Особенно быстро процесс разрушения озонового слоя происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. В 1987г. зарегистрированы расширяющаяся год от года (темпы расширения - 4 % в год) озоновая дыра над Антарктикой (выходящая за контуры материка) и менее значительное аналогичное образование в Арктике.

Опасность истощения озонового слоя заключается в том, что может увеличиться интенсивность губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения. Ученые считают, что основной причиной истощения озонового слоя (экрана) является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в быту и в производстве (аэрозоли, пенообразователи, растворители и т. д.). В 1990г. мировое производство озоноразрушающих веществ составляло более 1300 тыс. т. Хлорфторуглероды, попадая в атмосферу, разлагаются в стратосфере с выделением атомов хлора, которые катализируют превращение озона в кислород. В нижних слоях атмосферы фреоны могут сохраняться в течение десятилетий. Отсюда они поступают в стратосферу, где их содержание по оценкам ежегодно увеличивается примерно на 5%. Предполагается, что одной из причин истощения озонового слоя может быть и сведение лесов как продуцентов кислорода на Земле.

Глобальное изменение климата . В настоящее время основными причинами изменения климатической системы Земли считается антропогенная эмиссия (выбросы) газов (двуокиси углерода, метана, закиси азота, гидрофторуглеродов, перфторуглеродов и гексафторида серы), увеличивающих естественный парниковый эффект. Эти газы пропускают солнечный свет, но частично задерживают инфракрасное тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли. В последние десятилетия происходит интенсификация парникового эффекта, которая приводит к нагреванию нижних частей атмосферы, что, в свою очередь, обусловливает изменение климатических и метеорологических параметров.

Парниковый эффект. Под парниковым эффектом понимают повышение средней температуры приземной части атмосферы Земли в результате изменения теплового баланса, вызванного парниковыми газами. Основные парниковые газы - углекислый газ и водяной пар. Вклад углекислого газа в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относят метан (20%), оксиды азота (5%) и пр. Повышение концентрации парниковых газов приводит к тому, что солнечная радиация продолжает беспрепятственно проникать к земной поверхности, а длинноволновое (инфракрасное) излучение, идущее от Земли, поглощается парниковыми газами. В результате нижняя часть тропосферы нагревается выше обычного уровня и общий тепловой баланс Земли изменяется. По имеющимся данным, за счет парниковых газов среднегодовое значение температуры воздуха на Земле за прошлое столетие повысилось на 0,3...0,6 °С.

Считается, что до наступления индустриальной эры (конец XIX в.) потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сбалансированы. Но за последние 100 лет содержание углекислого газа в атмосфере значительно увеличилось в результате антропогенных поступлений (рис. 16.2). Одним из их основных источников считается сжигание горючих ископаемых, однако этот процесс ускоряется и в результате развития сельского хозяйства и сведения лесов.

Интенсивное ведение сельского хозяйства приводит к потере углерода почвой. Фиксация углекислого газа сельскохозяйственными растениями в процессе фотосинтеза не компенсирует его количества, высвобождающегося из почвы в результате вспашки. Сведение лесов приводит к дополнительному выделению углекислого газа в атмосферу при сжигании древесины. Леса - важные накопители углерода, так как в биомассе лесов содержится в 1,5 раза, а в лесном гумусе - в 4 раза больше углерода, чем во всей атмосфере.

Фотосинтезирующий зеленый пояс Земли и карбонатная система океана поддерживают постоянный уровень содержания углекислого газа в атмосфере. Но стремительно возрастающие темпы сжигания горючих ископаемых и образования большого количества углекислого газа в ходе развития цивилизации на Земле начинают превышать возможность растений полностью ассимилировать углекислый газ в процессе фотосинтеза.

Большая часть атмосферных запасов углерода попадает в океан, который содержит в 50 раз больше углекислого газа, чем атмосфера, или в растения и почву. Скорость, с которой образуются запасы углерода в этих наземных или океанических резервуарах, зависит от многих факторов. Океан и атмосфера формируют глобальную климатическую систему, и изменения в одном из этих блоков могут повлиять на другой. Для того чтобы иметь возможность предсказывать направление климатических изменений, нужно досконально знать процессы трансформации различных форм углерода в океане, переноса углерода в глубокие слои водной толщи и накопления его в донных осадках.

Большая часть углерода в океане долгое время сохраняется в глубинных водах и в осадках морского дна. Один из путей возможного поступления углерода из поверхностных продуктивных слоев океана в глубины океана - через биологический насос . Этот путь начинается с фитопланктона - одноклеточных организмов, которые создают основу океанической пищевой цепи, поглощая углекислый газ и биогенные элементы и в процессе фотосинтеза создавая органическое вещество. Фитопланктон и питающийся им зоопланктон продуцируют частицы органического вещества в виде отмерших организмов и продуктов жизнедеятельности.

В процессе дыхания водных организмов часть связанного в органическом веществе углерода окисляется до минеральных форм (углекислого газа) в верхних слоях океана, который в свою очередь может улетучиваться в атмосферу. Зафиксированный органический углерод в виде органических частиц (тела водных организмов, продукты их выделений в виде слипшихся комочков) под действием силы тяжести оседает в глубины океана, где он либо окисляется, либо становится частью осадочного органического материала. Как быстро и в каком объеме углекислый газ из атмосферы поступает в глубины океана, где задерживается на долгое время и где выключается из биогеохимического цикла углерода, зависит от интенсивности функционирования морских экосистем. Переход углерода неорганической формы (углекислый газ) в органическую (биомасса и детрит), трансформация и перенос углерода в глубины называется «биологическим насосом», т. е. процессом, в результате которого углерод как бы откачивается из атмосферы и накапливается в океане (в воде и донных отложениях).

Как показали исследования, за последние 100 лет концентрация углекислого газа в атмосфере выросла на 25%, а метана – на 100%. Быстрые темпы роста содержания в атмосфере углекислого газа и метана сопровождались глобальным повышением температуры. Так, в 1980-е годы средняя температура воздуха в Северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5...0,6°С (рис. 16.3). По имеющимся прогнозам, средняя температура на Земле к 2020-2050 гг. может повыситься на 1,2...2,5°С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Потепление может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана на 0,5... 1,5м за указанный период. В результате окажутся затопленными многие густонаселенные прибрежные районы. Однако при общем увеличении количества осадков в центральных районах материков климат может стать более засушливым. Например, в 80-90-х годах XX в. в Африке и Северной Америке участились катастрофические засухи, которые связывают с глобальным потеплением.

В последние десятилетия потепление климата и рост количества атмосферных осадков на территории России оказали существенное влияние на гидрологические характеристики водных ресурсов. Так, в бассейнах рек Волги, Дона и Днепра наблюдалось увеличение стоков на 20...40 %. Увеличение стока Волги стало основным фактором повышения в 1978-1995 гг. уровня Каспийского моря почти на 2,5м. В районах Прикаспия было затоплено и выведено из землепользования более 320 тыс. га земли.

При потеплении климата ожидается увеличение риска опасных паводков во многих регионах России, где прогнозируется увеличение стоков рек. Прогнозируемые изменения уровней воды приведут к изменению процессов эрозии на водосборах и в руслах рек повышению мутности и ухудшению качества воды.

Климат на Земле менялся всегда, и не было сколько-нибудь длительных периодов, в течение которых он оставался стабильным. Но никогда еще климат не менялся с такой скоростью, как в настоящее время.

Помимо содержания парниковых газов существуют и такие важные параметры, активно влияющие на климат Земли, как содержание водяного пара в атмосфере и влагооборот над сушей. В результате повышения средней приземной температуры воздуха содержание водяного пара в атмосфере Земли возрастает, что приводит к усилению парникового эффекта. Влагооборот над сушей, который на 99% определяется растительностью, нарушается из-за ускоряющегося исчезновения лесов на планете.

В то же время глобальное потепление может привести и к обратной тенденции - к региональному похолоданию в результате изменения направлений морских течений. Уже в первые десятилетия XXI в. теплые воды Гольфстрима могут перестать быть барьером для холодных течений, идущих из Северного Ледовитого океана (от п-ва Лабрадор). Таким образом, на фоне общего планетарного потепления весьма вероятно локальное похолодание на севере Европы. Эффект исчезновения океанического обогрева может проявиться очень быстро, и, главное, он будет внезапным и резким. Последствия возможного локального похолодания на фоне общего потепления могут затронуть Исландию, Ирландию, Великобританию, страны Скандинавии, Мурманскую и Архангельскую области, республики Карелия и Коми, другие прилегающие районы России.

Результаты влияния человека на биосферу. В современную эпоху деятельность человека оказывает громадное влияние на природные условия всей планеты. Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных и растений полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится под угрозой исчезновения. Предполагается, что за последнее время исчезло свыше 120 видов и подвидов млекопитающих и около 150 видов птиц.

Громадные изменения произошли с растительным покровом на большей части поверхности континентов. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями. Сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно измененными в результате воздействия человека по сравнению с естественным растительным покровом. Большие изменения произошли также в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.

Воздействие человека на естественный растительный покров оказало заметное влияние на процесс почвообразования в соответствующих районах и привело к изменению физических и химических свойств почв. Ещё больше изменились почвы на сельскохозяйственных полях вследствие систематического применения искусственных химических удобрений и изъятия значительной части биомассы произрастающих растений. Во многих районах экологически не обоснованная обработка почвы привела к усилению эрозии, в результате которой почвенный покров на больших площадях оказался разрушенным.

Быстро возрастает влияние деятельности человека на гидрологический режим суши. Сток не только малых, но и многих крупных рек существенно изменился в результате создания гидротехнических сооружений, изъятия воды для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошения сельскохозяйственных полей. Создание крупных водохранилищ, площадь которых во многих случаях сравнима с площадью больших естественных озер, резко изменило режим испарения и стока на обширных территориях.

Период в истории взаимоотношений человека и природы с начала XX в. и до настоящего времени характеризуется расширением его экспансии: заселением всех доступных для проживания территорий, интенсивным развитием промышленного и сельскохозяйственного производства, открытием и началом эксплуатации новых способов высвобождения и преобразования энергии (в том числе энергии атомного ядра), началом освоения околоземного космического пространства и Солнечной системы в целом, а также невиданным ранее ростом численности населения.

История влияния человека на биосферу показывает, что технический прогресс постоянно увеличивает возможности воздействия на окружающую среду, создавая предпосылки для возникновения крупных экологических кризисов. С другой стороны, тот же технический прогресс расширяет возможности устранения создаваемых человеком ухудшений природной среды. Наиболее отчетливо эти две противоположные тенденции проявились во второй половине XX в. и продолжаются в настоящее время.

Контрольные вопросы и задания

1. Охарактеризуйте основные направления влияния человека на биосферу.

2. В чем заключается суть современного экологического кризиса?

3. Перечислите важнейшие экологические проблемы современности.

4. Какие факторы влияют на глобальное изменение климата?