Глобальное потепление


Глобальное потепление является одним из наиболее значимых последствий антропогенного загрязнения биосферы. Оно проявляется как в изменении климата, так и биоты: продукционного процесса в экосистемах, сдвига границ растительных формаций, изменения урожайности сельскохозяйственных культур. Особенно сильные изменения могут коснуться высоких и средних широт. По прогнозам именно здесь наиболее заметно повысится температура атмосферы. Природа этих регионов особенно восприимчива к различным воздействиям и крайне медленно восстанавливается.
В результате потепления зона тайги сдвинется к северу примерно на 100-200 км. Подъем уровня океана за счет потепления (таяния льдов и ледников) может составить до 0,2 м, что приведет к затоплению устьев крупных, особенно сибирских рек.
На проходившей в Риме в 1996 г. очередной конференции стран — участниц Конвенции по предотвращению климатических изменений ешс раз была подтверждена необходимость скоординированных международных действий для решения этой проблемы. В соответствии с Конвенцией индустриально развитые страны и страны с переходной экономикой приняли на себя обязательства стабилизировать производство парниковых газов. Страны, входящие в Европейский союз, включили в свои национальные программы положения о сокращении выбросов углекислого газа на 20% к 2005 г.
В 1997 г. было подписано Киотское (Япония) соглашение, по которому развитые страны обязались к 2000 г. стабилизировать выбросы парниковых газов на уровне 1990 г.
Однако после этого выбросы парниковых газов даже возросли. Этому способствовал выход США из Киотского соглашения 2001 г. Тем самым реализация этого соглашения была поставлена под угрозу срыва, так как нарушалась квота, необходимая для вступления в силу этого соглашения.
В России, в связи с общим падением производства, выброс парниковых газов в 2000 г. составлял 80% от уровня 1990 г. Поэтому Россия в 2004 г. ратифицировала Киотское соглашение, придав ему юридический статус. Сейчас (2012 г.) это соглашение действует, к нему присоединяются и другие государства (например, Австралия), но все же решения Киотского соглашения остаются невыполненными. Однако борьба за выполнение Киотского соглашения продолжается.
Одним из самых известных борцов с глобальным потеплением климата является бывший вице-президент США А. Гор. После поражения на президентских выборах 2000 года он посвящает себя бою с глобальным потеплением. «Спасайте мир, пока не поздно!» — вот его лозунг. Вооруженный набором слайдов он объездил весь мир, разъясняя научную и политическую стороны глобального потепления, возможные серьезные последствия в ближайшем будущем, если не ограничить рост выброса в атмосферу углекислого газа, вызванного деятельностью человека.



Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными.
Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоем меняют их кислотность.
Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае — с РН = 2,25. Автором учебного пособия на экспериментальной базе Экологического центра РАН в Подмосковье в 1990 г. был зарегистрирован дождь с рН = 2,15.
Подкисление природной среды отрицательно отражается на состоянии экосистем. В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например свинец, алюминий и др.
В подкисленной воде увеличивается растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона и водорослей. Кислотные дожди разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно снижают срок службы железобетонных конструкций.
Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.
Атмосферные осадки, характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рН<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные последствия кислотных дождей: обесцвечивание тканей, коррозию металлических поверхностей, разрушение строительных материалов и гибель растительности.

Специалисты утверждают, что термин «кислотные дожди» недостаточно точен. Для такого типа загрязнителей лучше подходит выражение «кислотные осадки». Действительно, загрязняющие вещества могут выпадать не только в виде дождя, но и в виде снега, облаков, тумана («влажные осадки»), в виде газа и пыли («сухие осадки») в засушливый период.
Несмотря на то что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.
По состоянию на 1985 г. в Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и радужной форели и гольца.
Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы менее восприимчивы к подкислению, нежели водоемы, произрастающая на них растительность крайне негативно реагирует на увеличение кислотности. Кислые осадки в виде аэрозолей обволакивают хвою и листву деревьев, проникают в крону, стекают по стволу, накапливаются в почве. Прямой ущерб выражается в химическом ожоге растений, снижении прироста, изменении состава подпологовой растительности.
Кислотные осадки разрушают здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут способствовать просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.
Разрушительному действию кислотных осадков подвергаются многие памятники мировой культуры. Так, за 25 веков мраморные статуи всемирно известного памятника архитектуры Древней Греции Акрополя постоянно подвергались воздействию ветровой эрозии и дождей. В последнее время действие кислотных осадков ускорило этот процесс. Кроме того, это сопровождается и осаждением на памятниках корки сажи в виде двуокиси серы, выделяемой промышленными предприятиями. Для соединения отдельных архитектурных элементов древние греки использовали небольшие стержни и скобы из железа, покрытые тонким слоем свинца. Тем самым они были защищены от ржавчины. Во время реставрационных работ (1896-1933) были использованы стальные детали без всяких мер предосторожности, и вследствие окисления железа под действием раствора кислот в мраморных структурах образуются обширные трещины. Ржавчина вызывает увеличение объема, и мрамор раскалывается.

Результаты исследований, проведенных по инициативе одной из комиссий ООН, свидетельствуют, что кислотные осадки оказывают губительное воздействие и на старинные витражные стекла в некоторых городах Западной Европы, что может окончательно их разрушить. Под угрозой находится более 100 000 образцов цветного стекла. Старинные витражи находились в хорошем состоянии до начала XX в. Однако за последние 30 лет процесс разрушения ускорился, и если не будут проведены необходимые реставрационные работы, через несколько десятков лет витражи могут погибнуть. Особой опасности подвергается цветное стекло, изготовленное в VIII-XVII вв. Это объясняется особенностями технологии производства.

Живые организмы на Земле защищены от коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, которое губительно для всего живого, озоновым экраном (озоновым слоем).
Озоновый экран — это воздушный слой в верхних слоях атмосферы (стратосфере), состоящий из особой формы кислорода — озона.
Толщина озонового слоя в масштабе атмосферы — не больше листа бумаги в объеме домашней библиотеки.
Озон имеет существенное эколого-биологическое значение и является важнейшим компонентом атмосферы, несмотря на то что процентное содержание его невелико — менее 0,0001 %. Связано это с тем, что именно озон активно поглощает УФ-излучение.
Озон — форма молекулярного кислорода (03). Основное его количество сосредоточено в стратосфере на высоте 15-25 км (верхняя граница — 45-50 км). Парадокс, но те же самые молекулы озона в тропосфере (нижний слой атмосферы) представляют собой опасные элементы, разрушающие живую ткань, включая легкие человека. Однако здесь озона весьма мало, и образуется он лишь во время грозовых разрядов.
Начало образования озона в стратосфере связано с реакцией расщепления молекулярного кислорода коротковолновым (X < 242 нм) УФ-излучением Солнца:
02 + hv -> О + О
Рис. 1. Озоновый экран: а — озон (03) в стратосфере поглощает УФ-лучи Солнца; б — озон формируется в стратосфере, когда под действием УФ-лучей молекулы 02 распадаются на свободные атомы, способные присоединяться к другим его молекулам
Далее происходит взаимодействие атомов кислорода (в присутствии третьего тела — М) с его же молекулами. В результате образуется молекула озона:
О + О2 + м -> О3 + М
Специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической службы в 1985 г. сообщили о неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось с 1977 по 1984 г. на 40 %! Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, также показавшие, что область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Фактически это означает, что в полярной атмосфере имеется озоновая «дыра». В начале 80-х гг. XX в. спутник «Нимбус-7» обнаружил аналогичную дыру в Арктике, правда, она охватывала значительно меньшую площадь и падение уровня озона в ней было не так велико — около 9 %. В среднем с 1979 по 1990 г. содержание озона снизилось на 5 %.
Так что же представляет собой слой озона в атмосфере? Теоретически, если весь озон «сжать» до плотности воды и разместить на поверхности Земли, то он образовал бы пленку всего 2-4 мм толщиной, причем минимум пришелся бы на экватор, а максимум оказался бы у полюсов. Высотное же распределение озона таково, что максимум концентрации отмечается на высоте 25 км. Но она повышается также и на высоте 70 км. Большая часть озона находится в стратосфере, и этот слой в Арктике обычно расположен низко, тогда как в тропической зоне — высоко. Что касается тропосферы, то здесь озона меньше, к тому же он в большей мере подвержен как сезонным, так и другим изменениям, в частности вызванным загрязнениями.
Утончение слоя озона может привести к серьезным последствиям для человечества. Уменьшение концентрации озона на 1 % вызывает увеличение интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности Земли в среднем на 2 %. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако из-за большей, чем у у-излучения, длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, поэтому поражает только поверхностные органы. Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул.
Жесткие ультрафиолетовые лучи способны вызвать у человека рак кожи, в частности быстротекущую злокачественную мела- ному, а также катаракту и иммунную недостаточность, не говоря уже об обычных ожогах кожи и роговицы. Они наносят вред животным и растениям, в частности морским экосистемам, поскольку плохо поглощаются водой.
Впервые мысль об опасности разрушения озонового слоя была высказана в конце 1960-х гг. Большую тревогу со стороны экологов вызвало негативное влияние водяного пара и оксидов азота (NOx), которые выбрасываются реактивными двигателями сверхзвуковых самолетов и ракет на высоте 20-25 км. Именно на этой высоте находится защитный слой озона, задерживающий жесткое ультрафиолетовое излучение космоса. Такие опасения основаны на свойстве оксида азота разрушать озон:
2NO + 03 = N20 +202
В 1974 г. ученые установили, что вызывать разрушение озонового экрана могут хлорфторуглероды (ХФУ). Начиная с этого времени так называемая «хлорфторуглеродная проблема» стала одной из основных в исследованиях по загрязнению атмосферы. К хлорфторуглеродам относятся, в частности, фреоны — химически инертные на поверхности Земли вещества. Они уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей (в бытовых аэрозольных баллончиках), иенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, при химической чистке одежды, при производстве пенопластиков.

Совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к разрушению равновесия в экосистемах и к деградации всех форм органической жизни на конкретной территории называется опустыниванием.
Главная причина современного роста опустынивания в различных странах мира — экологический кризис, вызванный несоответствием сложившейся структуры хозяйственного использования природных ресурсов с потенциальными природными возможностями данного ландшафта, ростом народонаселения, увеличением антропогенных нагрузок, несовершенством социально-экономического устройства ряда стран. Способствуют росту опустынивания территорий и рассмотренные выше кислотные дожди.
Опустынивание происходит во всех природных зонах мира. Сейчас пустынями антропогенного происхождения занято более 9 млн км", а из продуктивного использования земель ежегодно выбывает до 7 млн га. Примером современного опустынивания территорий антропогенного происхождения может служить солончаковая равнина осушенной части дна Аральского моря.

Процессы опустынивания в настоящее время угрожают обширной территории, охватывающей некоторые регионы на юге России и в Азиатских странах СНГ.

В России этому процессу подвержена территория в 50 млн га. Нерациональное использование земель, в частности бесконтрольный выпас скота, привело к появлению единственной в Европе пустыни «Черные земли» в Калмыкии. При норме выпаса не более 750 тыс. овец здесь постоянно выпасалось 1 млн 650 тыс. Кроме того, на этой территории постоянно обитало свыше 200 тыс. сайгаков. Перегрузка пастбищ превышала норму в 2,5-3 раза. В результате более трети площади пастбищ (650 тыс. га) превращено в подвижные пески. Постепенно калмыцкая степь становится бесплодной пустыней.
Специалисты подсчитали, что если процесс будет продолжаться теми же темпами, то через 15-20 лег площадь опустыненных земель в этой республике достигнет 1 млн га.
Опустыниванию подвергаются также земли на вырубках в Республике Коми.
Ежегодно в южном регионе России пески занимают 40-50 тыс. га. Только в Прикаспии песками занято около 800 тыс. га. Отмечается увеличение площади сбитых пастбищ. За пять лет с 1985 г. в Дагестане, Саратовской и Астраханской областях эти площади возросли на 14,260 и 394,2 тыс. га соответственно.
Процесс опустынивания — важная проблема для Узбекистана. По последним данным, пустыни и полупустыни занимают около 4/5 территории республики. В результате высыхания Аральского моря образовались дополнительно 33 400 км2 сухого морского дна и вторичные пустыни (Арал-Кум). Около 70 % пустынь Приаралья возникло вследствие деградации растительного покрова, поэтому необходим научно обоснованный подбор засухоустойчивых растений и их районирование. Важное значение имеет выявление перспективных жаро-, засухо-, соле- и газоустойчивых видов, приспособленных к условиям аридной зоны. Необходимо учитывать, что для Центральной Азии характерен теплый климат и малое количество осадков, здесь нередки длительные периоды засухи, обусловливающие высокий риск опустынивания.

ЧИСТАЯ ВОДА
Воду человек загрязняет с незапамятных времен. Наверное, одним из первых крупных загрязнителей водоемов стал легендарный греческий герой
Геракл, который с помощью отведенной в новое русло реки очистил Авгиевы конюшни. За многие тысячелетия все свыклись с загрязнением воды, но все же есть что-то кощунственное и противоестественное в том, что человек сбрасывает все нечистоты и грязь в те источники, откуда он берет воду для питья. Как это ни парадоксально, но и вредные выбросы в атмосферу, в конце концов, оказываются в воде, а территории городских свалок твердых отходов и отбросов после каждого дождя и после снеготаяния вкладывают свою лепту в загрязнение поверхностных и подземных вод.

Итак, дефицитом становится и чистая вода, причем водный дефицит может сказаться быстрее, чем последствия "парникового эффекта": 1,2 миллиарда людей живут без чистой питьевой воды, 2,3 миллиарда – без очистных сооружений для использования загрязненной воды. Растут расходы воды на орошение, сейчас это – 3300 кубических километра в год, в 6 раз больше стока одной из самых многоводных рек мира – Миссисипи. Широкое использование грунтовых вод ведет к снижению их уровня. В Пекине, например, за последние годы он упал на 4 метра…
Вода может стать и предметом междоусобных конфликтов, так как 200 крупнейших рек мира протекают через территорию двух или более стран. ВодойНигера, например, пользуются 10 стран, Нила – 9, а Амазонки – 7 стран.
Нашу цивилизацию называют уже "цивилизацией отходов" или Эрой одноразовых вещей. Расточительность индустриальных стран проявляется в огромном и растущем количестве сырьевых отходов; горы мусора – характерная черта всех промышленных стран мира. США, где на душу населения приходится
600 килограмм мусора в год, - крупнейший производитель бытовых отходов в мире, в Западной Европе и Японии их производится вдвое меньше, но темпы роста бытовых отходов растут везде. В нашей стране это увеличение составляет 2 –5 % в год.
Многие новые товары содержат токсичные вещества – свинец, ртуть и кадмий – в аккумуляторных батареях, ядовитые химические соединения в бытовых моющих средствах, растворителях и красителях. Поэтому свалки мусора у крупнейших городов представляет собой серьезную экологическую угрозу – угрозу загрязнения грунтовых вод, угрозу здоровью населения. Вывоз на эти свалки промышленных отходов создаст еще большие опасности.
Мусороперерабатывающие заводы не являются радикальным решением проблемы отходов – в атмосферу выбрасываются окислы серы и азоты, окись углерода, а в золе содержаться токсичные вещества, зола попадает, в конечном счете, на эти же свалки.
Такая обычная субстанция, как вода, нечасто привлекает наше внимание, хотя сталкиваемся мы с ней повседневно, скорее даже ежечасно: во время утреннего туалета, за завтраком, когда пьем чай или кофе, при выходе из дома в дождь или снег, во время приготовления обеда и мытья посуды, во время стирки... В общем, очень и очень часто. Задумайтесь на минуту о воде..., представьте, что ее вдруг не стало..., ну, например, произошла авария водопроводной сети.


Важнейшей составляющей среды обитания человека являются природные ресурсы. Это растения, животные, грибы, водоросли, бактерии, а также их совокупности — сообщества и экосистемы (леса, луга, водные экосистемы, болота и др.). К биологическим ресурсам относятся также организмы, окультуренные человеком: культурные растения, домашние животные, использующиеся в промышленности и сельском хозяйстве штаммы бактерий и грибов.
Таким образом, биологические ресурсы — это природные источники получения необходимых человеку материальных благ (пищи, сырья для промышленности, материала для селекции культурных растений, сельскохозяйственных животных, микроорганизмов, для рекреационного использования).

За счет способности организмов размножаться все биологические ресурсы являются возобновимыми, однако человек должен поддерживать условия, при которых возобновимость этих ресурсов будет осуществляться. При современной системе использования биологических ресурсов значительной их части угрожает уничтожение.
Главнейшими биологическими ресурсами являются ресурсы растительного и животного мира. Человек неразрывно связан с живой природой. Кажущаяся его нынешняя самостоятельность, изолированность от природы на самом деле лишь следствие того, что человек в процессе эволюции вышел за пределы ее ресурсного цикла. Однако природа проживет и без человека, человек же без природы погибнет. Именно в этом значение природных биологических ресурсов.
Биологические ресурсы — основа жизни человечества. Это его пища, жилище, одежда, источник дыхания, среда отдыха и восстановления сил. Истощение биологических ресурсов может привести к массовому голоду и другим непредсказуемым последствиям. Для поддержания стабильности биологических ресурсов необходима достаточно высокоразвитая база их воспроизводства. Численность человечества растет, а количество пахотной земли, на которой выращивается необходимая сельскохозяйственная продукция, в расчете надушу населения уменьшается. Даже если предположить, что общая площадь сельскохозяйственных земель не будет уменьшаться, то и в этом случае количество плодородной земли на душу населения будет снижаться в связи с ростом численности людей.
Сегодня на каждого жителя планеты, включая детей, приходится по 0,28 га плодородной земли (табл. 2). К 2030 г. посевные площади предположительно вырастут на 5 % (всего!), в то время как население Земли, по прогнозам, увеличится до 8 млрд. Это приведет к сокращению количества земли надушу населения до 0,19 га. Практически вся Азия, в частности Китай, будут пытаться прокормить себя из гораздо меньшего расчета площади плодородной почвы надушу населения.


Еще ранние христиане предсказывали конец света, конец цивилизации, гибель человечества. Окружающий мир обойдется и без человека, а вот человек без природной среды существовать не сможет.
На переломе XX-XXI вв. перед цивилизацией встала реальная угроза глобального экологического кризиса.
Под экологическим кризисом понимается прежде всего груз разнообразных экологических проблем, который навис в настоящее время над человечеством.
Вмешательство в природный цикл началось человеком в тот момент, когда он впервые бросил в землю зерно. Так началась эпоха завоевания человеком своей планеты.

Но что побудило первобытного человека заняться земледелием, а затем и скотоводством? Прежде всего то, что на заре своего развития жители Северного полушария уничтожили почти всех копытных животных, используя их в качестве пищи (один из примеров — мамонты в Сибири). Недостаток пищевых ресурсов привел к тому, что большинство особей тогдашней человеческой популяции вымерли. Это был один из первых природных кризисов, обрушившихся на людей. Следует подчеркнуть, что истребление тех или иных крупных млекопитающих могло быть не поголовным. Резкое снижение численности в результате охоты ведет к расчленению ареала вида на отдельные островки. Судьба малых изолированных популяций плачевна: если вид не в состоянии быстро восстановить целостность ареала, происходит неизбежное его вымирание из-за эпизоотий или нехватки особей одного пола при переизбытке другого.
Первые кризисы (не только недостаток пищи) заставили наших предков искать пути сохранения численности своей популяции. Постепенно человек стал на путь прогресса (а как же иначе?). Началась эпоха великого противостояния человека и природы.
Человек все больше и больше отдалялся от естественного природного цикла, в основе которого лежит замещенность природных частей и безотходность природных процессов.
Со временем противостояние оказалось настолько серьезным, что возврат к естественной природной среде для человека стал уже невозможен.
Во второй половине XX в. человечество оказалось перед лицом экологического кризиса.
Теоретик современной экологии Н.Ф. Реймерс определил экологический кризис как напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Одна из характеристик экологического кризиса — увеличение влияния измененной людьми природы на общественное развитие. В отличие от катастрофы кризис — обратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной.
Другими словами, экологический кризис — нарушение равновесия между природными условиями и воздействием человека на окружающую природную среду.
Иногда под экологическим кризисом подразумевается ситуация, возникшая в природных экосистемах под воздействием стихийных естественных явлений (наводнение, извержение вулканов, засуха, ураган и др.) или в результате антропогенных факторов (загрязнение окружающей среды, вырубка лесов).



Глобальные экологические проблемы человечества.

Приложенные файлы


Добавить комментарий