2.3. Изменение состава атмосферы и климата.
Наиболее разрушительно из воздействий
деятельности человека на сообщества
— выделение загрязнителей. Напомним,
что загрязнителем является любое вещество, попадающее в атмосферу, почву
или природные воды и нарушающее идущие
там биологические, иногда и физические
или химические процессы. К загрязнителям нередко
относят радиоактивное излучение и тепло. Загрязнение среды —
одна из самых острых проблем. Вследствие деятельности человека, в атмосферу
поступают углекислый газ СО 2 и угарный газ СО,
диоксид серы SO2, метан СН4, оксиды азота NO2, NO, N2O. Основные
источники их поступления —это сжигание ископаемого
топлива, выжигание лесов и выбросы промышленных предприятий.
При использовании аэрозолей в атмосферу
поступают хлор - фторуглероды, в результате работы транспорта —углеводороды
(бензапирен и др.).
За счет газов антропогенного происхождения
образуются кислотные осадки и смог. Кислотные осадки —серная
и азотная кислоты, образующиеся при растворении в воде диоксидов
серы и азота, и выпадающие на поверхность
Земли вместе с дождем, туманом,
снегом или пылью. Попадая в озера, кислотные осадки
нередко вызывают гибель рыб или всего животного населения.
Они также могут вызывать повреждения
листвы, а часто гибель растений, ускорять
коррозию металлов и разрушение зданий.
Опустошительное действие кислотного
дождя на европейской территории России.
Кислотные дожди большей частью наблюдаются в районах с
развитой промышленностью. Хотя капельки воды и быстро удаляются
из атмосферы, они все же распространяются на сотни километров
от производящих выбросы теплостанций, промышленных
предприятий и т.д.
В результате сложных химических реакций смеси газов (главным
образом окислов азота и углеводородов, содержащихся в
выхлопных газах автомобилей), протекающих
в нижних слоях атмосферы под действием
солнечного света, образуются различные
вещества, снижающие видимость, которые
получили название смога. Смог крайне
вреден для живых организмов. Одним из вредных компонентов смога является и озон.
В крупных городах при образовании смога его естественная концентрация
повышается в 10 и более раз. Озон здесь начинает оказывать вредное
воздействие на легкие, слизистые оболочки человека и на
растительность.
С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение
озонового слоя, который является защитным экраном от
ультрафиолетового излучения. Особенно
быстро процесс разрушения озонового слоя
происходит над полюсами планеты, где
появились так называемые озоновые дыры. В
1987 году зарегистрирована 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 снизиться
поглощение губительного для живых организмов
ультрафиолетового излучения. Ученые
считают, что одной из причин истощения
озонового слоя (экрана) является применение
людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются
в быту и производстве в виде аэрозолей,
дореагентов, пенообразователей, растворителей
и т. д. В 1990 году мировое производство озоно-
разрушающих веществ составляло более
1300 тыс. тонн. Хлорфторуглероды (CFC13 и CF2C12), 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 в настоящее время их
содержание ежегодно увеличивается на 5 процентов.
Предполагается, что причиной истощения
озонового слоя может быть и сведение лесов
как продуцентов кислорода на Земле.
Быстрыми темпами растет в атмосфере содержание углекислого газа и метана.
Эти газы обусловливают «парниковый эффект»
Они пропускают солнечный свет, но частично задерживают
тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли.
За последние 100 лет концентрация в атмосфере углекислого газа выросла
на 25%, а метана — на 100%. Это сопровождалось
глобальным повышением температуры. Так,
за 80-е гг. XX в. средняя температура воздуха
в северном полушарии повысилась по сравнению с
концом XIX столетия на 0,5-0,6°С. На Земле, по
прогнозам, средняя температура к 2000 году
повысится на 1,2°С, а в ближайшие 50 лет — на
2-5°С по сравнению с доиндустриальной
эпохой. Потепление может привести к интенсивному
таянию ледников и повышению на
0,5 - 1,5 м уровня Мирового океана, при этом окажутся
затопленными многие густонаселенные
прибрежные районы. Однако при общем увеличении
количества осадков в центральных районах
материков климат может стать более засушливым. Например, в 80-90х годах
XX столетия в Африке и Северной Америке
участились катастрофические засухи,
которые связывают с глобальным потеплением.
На примере загрязнения атмосферы
видно, что даже слабые воздействия могут
приводить к крупным неблагоприятным.
2.4. Загрязнение природных вод.
Человечество практически полностью зависит от поверхностных вод суши — рек и озер. Эта
ничтожная часть водных ресурсов (0,016%)
подвергается наиболее интенсивному воздействию. Вода
рек и озер покрывает потребности человечества
в питьевой воде, используется на орошении
в сельском хозяйстве, в промышленности, служит для охлаждения
атомных и тепловых электростанций. На все виды водопользования
тратится 2200 км³ воды в год. Потребление воды
постоянно растет, и одна из опасностей — исчерпание ее запасов.
К примеру, забор воды на орошение
из рек Средней Азии привел к обмелению
Аральского моря, которое практически перестало
существовать. Со дна высохшего моря соль
разносится ветром на сотни километров,
вызывая засоление почв. Не менее грозное
явление — загрязнение пресных водоемов.
В 1991 году в
Российской Федерации со сточными водами было сброшено в водоемы
(в тыс. тонн): 1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного
азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2,1
цинка, 0,8 меди, 0,3 фенолов и т. д. Соли тяжелых металлов (ртути,
свинца, цинка, меди и др.) накапливаются в иле на дне водоемов
и в тканях организмов, составляющих пищевые цепи. При
попадании в организм человека соли тяжелых
металлов вызывают тяжелейшие отравления.
Уникальным по запасам пресной воды является озеро Байкал.
Это 1/3 мировых запасов пресной воды (исключая льды)
и более 4/5 запасов России. При объеме 23 тыс. км³
в озере ежегодно воспроизводится около 60 км³
чистейшей пресной воды. Неповторимое качество
обеспечивается жизнедеятельностью уникального,
тонко настроенного биоценоза Байкала, которое содержит в
своем составе самое большое в мире количество эндемических
фор м организмов. Однако тревогу вызывает
все возрастающее количество хозяйственных стоков.
В 1990 году объем хозяйственных стоков, поступающих в Байкал,
достиг 200 млн. м³. Нередко стоки несут губительные для гидробионтов
вещества такие, как ртуть, цинк, вольфрам, молибден.
Загрязнение водоемов происходит не только отходами промышленного
производства, но и попаданием с полей в водоемы
органики, минеральных удобрений, пестицидов,
применяемых в сельском хозяйстве.
При разложении органики затрачивается
кислород, в связи с этим его содержание
в воде снижается, и многие животные гибнут.
Минеральные удобрения вызывают бурное
развитие водорослей, приводящее зачастую
к ухудшению качества воды и исчезновению
наиболее ценных видов рыб. Многие пестициды
обладают высокой устойчивостью и
накапливаются в тканях организмов. При
этом в организмах каждого следующего
трофического уровня их содержание повышается в несколько раз, а иногда в
десятки раз.
Научные открытия и развитие физико-химических технологий
в XX столетии привели к появлению искусственных
источников радиации, представляющих
потенциальную опасность для человечества
и всей биосферы. Так, по Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину (1994),
многолетняя деятельность ПО «Маяк» (Челябинская
область) привела к накоплению чрезвычайно
больших количеств радионуклидов и загрязнений
Уральского региона (районов Челябинской,
Свердловской, Курганской и Тюменской
областей). Сброс отходов радиохимического
производства в 1949-1951 гг. в открытую гидрологическую
систему Обского бассейна через реку Теча,
а также в результате аварий 1957 и 1967 гг.
в окружающую среду было выброшено 23 млн.
кюри. Радиационное загрязнение охватило
территорию 25 тыс. км³ с населением более
500 тыс. человек.
Морские воды также подвергаются загрязнению. С реками и
со стоками прибрежных промышленных и сельскохозяйственных
предприятий ежегодно выносятся в моря
миллионы тонн химических отходов, а с коммунальными
стоками и органических соединений. Из-за
аварий танкеров и нефтедобывающих установок
в океан попадает по разным источникам
не менее 5 млн. тонн нефти в год, вызывая
гибель многих водных животных, морских
птиц. Опасения вызывают захоронения ядерных
отходов на дне морей, затонувшие корабли с ядерными
реакторами и ядерным оружием на борту. Наиболее значительные скопления таких источников
находятся в Баренцевом, Карском и Японском
морях. Более 20 лет военными использовались
акватории вблизи Новой Земли и Кольского
полуострова в качестве ядерной свалки.
2.5.Производство энергии.
Потребность в энергии является одной из основных жизненных потребностей
человека. Энергия нужна как для нормальной деятельности
современного человеческого общества,
так и для простого физического
существования каждого человека. В конце XX начале XXI столетия
электроэнергию главным образом получают
на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях. С получением энергии на теплоэлектроэнер-гетических
предприятиях связаны сложные экологические
проблемы. Например, многие десятилетия считали, что гидроэлектростанции
являются экологически чистыми предприятиями,
не наносящими вреда природе. В России
построили крупнейшие ГЭС на основных,
великих реках. Этим строительством, как теперь
стало ясно, нанесен большой урон не только
природе, но и человеку. Во-первых, строительство
плотин на равнинных реках вызывает затопление
больших территорий под водохранилища, что
связано с переселением людей и потерей пахотных земель, лугов
и пастбищ.
Во-вторых, плотина, перегораживая реку, создает
непреодолимые препятствия для миграции
проходных и полупроходных рыб, которые
поднимаются на нерест в верховья рек.
В-третьих, в хранилищах вода застаивается, проточность
ее замедляется. Это сказывается на жизни всех организмов, обитающих
в реке и у реки.
В-четвертых, местное повышение воды оказывает влияние на
грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, а также
к эрозии берегов и оползням.
В-пятых, крупные высотные плотины на горных реках представляют
собой источники опасности, особенно в районах с высокой
сейсмичностью. Известны в мировой практике несколько
случаев, когда прорыв таких плотин приводил к большим разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.
Опаснейшими загрязнителями природной среды являются
ТЭЦ, на которых сжигаются огромные объемы топлива. Миллионы
кубометров вредных и опасных отходов от работы тепловых
электростанций практически целиком поступают в природную
среду.
Долгие годы считалось, что атомные электростанции (АЭС)
являются более чистыми, чем ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ. Однако они таят
в себе большую потенциальную опасность
в случае серьезных аварий реактора. Так, взрывы, пожар и извержение продуктов
деления при аварии в 1986 году на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС стали катастрофой
глобального масштаба. Было выброшено
из разрушенного реактора около 7,5 тонны ядерного
топлива и продуктов деления с суммарной
активностью не менее 50 млн. кюри. Чернобыльским
выбросом в разной степени загрязнены
80 % территории Белоруссии, северная часть
Правобережной Украины, 17 областей Российской
Федерации.
Таким образом, энергетика
ставит сложнейшие экологические
проблемы.
2.6. Сведение лесов - одна из важнейших глобальных экологических
проблем современности.
В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферное загрязнение антропогенного
происхождения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных
вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д.
Уменьшение площади лесов вызывает нарушение круговоротов
кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия
сведения лесов широко известны, их уничтожение продолжается. Леса
на нашей планете занимают площадь около 42 млн. км³, но их площадь
ежегодно уменьшается на 2%. Несмотря на то, что
Россия имеет самую большую в мире площадь
лесов (на каждого жителя приходится около
5 га лесных угодий), используется это богатство не эффективно. По
мнению академика М. Я.Лемешева, массовые
экстенсивные лесозаготовки, базирующиеся
на сплошных вырубках, к концу XX столетия
охватили по существу весь гослесофонд
страны. Эти рубки зачастую подрывают основы лесного
воспроизводства, особенно в европейской части
России и на Урале.