НТР и проблемы экологии

    Несколько развитых стран заявили о своем  желании идти в одиночку по пути полного прекращения производства хлорфторуглеродов, предлагая уже к 1997 (а не к 2000) году прекратить их производство. Но вряд ли одиночные инициативы могут помочь делу. Глобальные проблемы требуют и глобальных решений.

    Учёные  всего мира ищут и предлагают альтернативные решения, иногда фантастические. Т. Стокс из Принстонского университета (США) работает над планом, который позволил бы с помощью лазерных лучей устранить загрязняющие вещества в атмосфере. Л. Фадлер из Алабамского университета подсчитал, что весь озоновый слой содержит 3 миллиарда тонн чистого озона. Если в ближайшие сто лет он уменьшится на 6%, то нужно будет добавлять 5, 4 миллиона тонн озона в день. Кто сделает это? “Мощные генераторы озона на гражданских и военных самолётах”, - отвечает Л. Фадлер. Но кто оплатит всё это? И реально ли оказать помощь в налаживании новых технологий Индии и Китаю? Эти вопросы остаются пока без ответов, но их придётся найти...

    От  решительного наступления НТР страдает экология городов и сельских местностей, т.е. мест проживания и жизнедеятельности человека. Состояние каждого крупного региона, определяет проблемы экологии страны, континента, где расположен этот регион, и всей планеты с человечеством в целом.

    Так экологические проблемы городов, главным  образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

    Темпы роста населения мира в 1.5-2 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 – 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза.

    Круговорот  вещества и энергии в городах  значительно превосходит таковой  в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли – 180 Вт/м², доля антропогенной энергии в нем – 0.1 Вт/м². В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м² (Манхэттен).

    Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

    При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты  температуры могут достигать 5-6^°С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

    Города  потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м² в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

    Водоносные  горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек  скважинами и колодцами, а кроме  того загрязнены на значительную глубину.

    Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

    Растительный  покров городов обычно практически  полностью представлен “культурными насаждениями” – парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

    На  примере Москвы можно представить  себе последствия НТР на крупные города. Экологическое состояние Москвы сложное. Город стремительно растет, переходит за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность населения 8.9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огромное количество вредных веществ, т. к. частичная очистка внедрена только на 60% предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры которых не соответствуют требованиям и качеству воздуха. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин – цинк, дизельные моторы – кадмий. Эти тяжелые металлы относятся к сильным токсинам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окисдов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50% больше туманов, на 10% больше осадков, на 30% сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.

    Тепловое  воздействие увеличивает температуру  в городе на 3-5^°С, безморозный период на 10-12 дней и бесснежный – на 5-10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его с окраины – как из лесопаркового пояса, так и из промышленных зон.

    Расход  воды в Москве на 1 жителя – около 700 л/сутки. При огромных расходах на очистку даже водопроводная вода содержит некоторое количество вредных соединений, главным образом удобрений и ядохимикатов. Водные ресурсы используются нерационально – более 20% воды уходит неиспользованной. Например, только для бритья москвич за один раз использует до 100 литров.

    Сточные воды города на 98,6% подвергаются биологической  очистке, однако в водоемы все  же попадает очень много песка, соли, подкисленной и теплой воды. Дефицит воды – один из факторов сдерживания жилищного строительства. Из 1650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160.

    В пределах города почвы значительно  отличаются от своих аналогов в данной природной зоне – кислых дерново-подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов кальция и магния. Почвы обогащены также органическими веществами, главным образом сажей – до 5% вместо 2-3%. Содержание тяжелых металлов в 4-6 раз превышает фоновое.

    Зеленые насаждения занимают 30% площади города, что дает 25-30 кв. м на человека (Париж  – 6, Лондон – 7.5, Нью-Йорк – 8.6). Вместе с тем насаждения внутри города мало связаны с лесопарковым поясом, да и последний слишком узкий  – 15-20 км. Только с севера Москва относительно защищена зеленым поясом. До 30-40% насаждений затронуто болезнями, угнетено и потеряло способность к самовозобновлению. Лесопарковый пояс в дни отдыха ежедневно принимает до 4 млн. человек. Эти нагрузки выше допустимых.

    Заболеваемость  москвичей в среднем выше, чем  по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 крупнейших городов мира Москва по рождаемости находится на 62-м, по смертности – на 70-м, по естественному приросту – на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2-3 раза выше, чем в Москве.

    Экология  Москвы тесно связана с фоном, природными условиями Подмосковья и климатом европейской территории России. Важнейшее значение имеет так называемый “западный перенос” – преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязненный над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго-восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, поскольку юго-восток области залесен на 25-30%, значительно распахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет более чистые водоемы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обуславливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжелые, глинистые и суглинистые почвы. Это способствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения, его концентрации в водоемах и малому проникновению в грунты. На юго-востоке большее распространение имеют песчаные равнинные поверхности с малыми уклонами. Здесь лучшие условия для вертикальной миграции загрязнения, заражения грунтовых вод.

    Москва  заметно влияет на прилегающую местность: атмосферное загрязнение распространяется на восток на 70-100 км, депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют радиусы 100-120 км, тепловое загрязнение и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90-100 км, а угнетение лесных массивов – на 30-40 км.

    Сельскохозяйственные  районы различны по природным условиям, типам землепользования и степени освоения. Тем не менее, экологические проблемы в них имеют много общего.

    Экологические условия сельскохозяйственных угодий наиболее изменчивы на площадях богарного, неполивного земледелия. Более стабильны они в зонах орошения, где мероприятия по мелиорации ослабляют влияние внешних условий.

    Если  раньше эти условия зависели от погоды – морозы, заморозки, засухи, переувлажнение, то сейчас всё определяется по степени устойчивости экосистем к антропогенным нагрузкам.

    Устойчивость  повышается от песчаных грунтов к  глинистым, от щелочных почв к кислым, при снижении континентальности  климата, нарастании годового увлажнения и увеличении биологической продуктивности фитоценозов – как естественных, так и культурных.

    Большая устойчивость угодий западных и северо-западных районов России к антропогенным  нагрузкам не всегда имеет решающее значение для экологического состояния. Дело в том, что этим районам характерны более интенсивные типы землепользования, большие дозы вносимых удобрений. Максимальная интенсификация хозяйства характерна для территорий, прилегающих к крупным городам и промышленным зонам (Москва, Санкт-Петербург), которых также больше в западных районах. Очевидно, объективная оценка экологического состояния возможна лишь при равном учете природных и экономических факторов.

    Кардинальные  изменения природной среды сельскохозяйственных районов обусловлены тем, что  на площадях угодий меняются потоки вещества, нарушается твердый, жидкий и растворенный сток. Сведение лесов увеличивает смыв почвы, твердый сток рек, приводит к заилению русел, водохранилищ, пойменных массивов. Расходы водотоков при сокращении лесных площадей на 10% снижаются в среднем на 5%. Активная миграция элементов по склонам, их быстрое поступление в водоемы с одновременным сокращением стока приводит к сильному загрязнению поверхностных вод. Это загрязнение может быть токсичным, поскольку такие опасные элементы, как кадмий, ртуть, стронций, свинец, цинк, относятся к наиболее подвижным в большинстве видов почв.

    Прилегающие к крупным населенным пунктам  сельскохозяйственные районы на площадях в сотни кв. км испытывают на себе влияние промышленного загрязнения. Наибольшую роль здесь играет загрязнение серой, которая в виде сернистых соединений легко разносится воздушными потоками. В нормально увлажненных нейтральных почвах влияние этого вида загрязнения невелико, но в кислых оно усиливает подкисление. На переувлажненных почвах, особенно на поймах, это может привести к резкому закислению после осушения.

    Основные  изменения почв в земледелии связаны  с механическим воздействием на нее  и с внесением удобрений. Вспашка  меняет профиль почвы, разрушает  структуру, приводит к обеднению  верхних горизонтов, способствует усилению водной эрозии и дефляции. Наряду с  рыхлением идет и уплотнение почвы.

    Велико  также значение органических и минеральных  удобрений, мировое потребление  которых – около 90 млн. т в год. Удобрения не только компенсируют вынос  из почвы азота, фосфора и калия, но нередко оказываются избыточными, заражают подземные и поверхностные воды. Это имеет место главным образом в развитых странах, где вносится более 100 кг/га. В развивающихся странах этот показатель в 5 раз ниже.

    Получение высоких урожаев в настоящее  время невозможно без использования  различных ядохимикатов для защиты растений – пестицидов, потребление которых превышает 4 млн. т/год. Однако сейчас их использование сокращается в связи с приспособлением к ним многих вредителей, гибелью почвенных микроорганизмов, заражением овощных культур и накоплением ядовитых веществ в поверхностных водах, донных осадках водоемов, организмах животных и человека.

    Чрезмерные  антропогенные нагрузки приводят к  напряженной экологической обстановке во многих районах сельскохозяйственного  освоения. НТР нанесло вред и растительному и животному миру земли. В природе всё взаимосвязано, а человек имея в руках такое оружие, как НТР всё разрушил. В природе имеются различные экосистемы, в которых могут сосуществовать определённые виды растений и животных. Например, в Китае стали вырубать бамбук, для создания рисовых полей, оказался на грани вымирания медведь-панда, т.к. его пища состоит на 99% из побегов бамбука. Если сейчас растопить льды, то погибнут белые медведи, пингвины и другие животные, которые могут существовать только при наличии низкой температуры.