Основные проблемы экологии и роль среды для жизни

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Астраханский государственный университет

Факультет: Филологии и журналистики

РЕФЕРАТ

Основные проблемы экологии и роль среды для жизни

Выполнил:

Дектярева Виктория Викторовна

Студент 1 курса ЗЖР-11 группа

Заочной формы обучения

Проверил:

Доцент, к.б.н. Смирнова Н.В.

АСТРАХАНЬ 2012



Содержание

Введение. Что такое экология

Основные проблемы экологии

Примеры

Экологический кризис и пути его разрешения

Используемая литература



Введение. Что такое экология

Термин "экология" (от греческого oikos-- жилище) предложен в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем для обозначения специальной биологической науки об организмах "у себя дома", т. е. о взаимоотношениях организмов, в первую очередь диких, и среды их обитания. Примерно с 60-х гг. XX в. под экологией (наукой об окружающей среде) стали понимать науку о различных аспектах взаимодействия организмов между собой и с окружающей средой. Экология изучает организацию и функционирование над организменных систем различных уровней: популяций, сообществ, экосистем.

Экология изучает взаимодействие организмов с окружающей средой, создавая целостную картину на основе всей доступной информации. При этом термодинамический подход играет одну из ведущих ролей. Экология сформировалась в принципиально новую интегрированную дисциплину, связывающую физические и биологические явления и образующую мост между естественными и общественными науками.

Если учение о биосфере подняло биологию с уровня отдельных видов к целостности высшего порядка, то экология изучает различные уровни целостности, промежуточные между организменным и глобальным. Экология показала, что живой мир -- не совокупность живых существ, а единая система, связанная c множеством цепочек обитания и иных взаимоотношений. Если даже небольшая часть его погибнет, погибнет и все остальное.

К важным выводам экологии, отмечавшимся еще Вернадским, можно отнести следующие:

каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи со средой, т. е. с другими организмами и неживой природой;

жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и веществ;

размеры популяций возрастают до тех пор, пока среда может выдерживать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность их колеблется вблизи равновесного уровня.

Принцип равновесия играет в живой природе огромную роль. Равновесие существует между видами, и смещение его в одну сторону, скажем уничтожение хищников, может привести к исчезновению жертв, которым не будет хватать пищи. Естественное равновесие существует также между организмом и окружающей его неживой средой. Великое множество равновесий поддерживают общее равновесие в природе.

В экосистемах необходим период эволюционного приспособления к условиям среды, который называется адаптацией.

В экологии наибольшее значение для изучения структуры ее систем приобретает анализ тех трофических, или пищевых связей, которые соединяют различные популяции друг с другом. В экосистеме можно выделить два уровня:

- на верхнем, автотрофномуровне, который называют также зеленым поясом, мы встречаемся с растениями, содержащими хлорофилл и перерабатывающими солнечную энергию и простые неорганические вещества в сложные органические соединения. Автотрофными называют организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в биосфере из окружающей их материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма

- на нижнем, гетеротрофномуровне происходит преобразование и разложение этих органических соединений в простые.

Таким образом, в механизме трофических связей можно выделить следующие элементы:

продуцентыавтотрофных организмов, главным образом зеленых растений, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ;

фагототрофы,к которым принадлежат гетеротрофные животные, питающиеся другими живыми организмами, растительными и животными;

сапротрофы, которые получают энергию путем разложения мертвых тканей или растворенного органического вещества.

Одна из характерных черт всех экосистем состоит в том, что в них происходит постоянное взаимодействие автотрофных и гетеротрофных подсистем организмов. Такое взаимодействие приводит к круговороту вещества в природе, несмотря на то что иногда организмы разделены в пространстве. Автотрофные процессы наиболее интенсивно протекают в зеленом ярусе системы, где растениям доступен солнечный свет, в то время как на нижнем ярусе усиленно протекают гетеротрофные процессы.

Экологическая проблема с точки зрения ее генезиса воспроизводит ступени развития противоречия между природой и обществом как развития любого противоречия: от единства и равновесия к дисгармонии и конфронтации. Исходя из характера взаимоотношений общества с природой и специфики формирующейся при этом социокультурной сферы, а также на основе анализа факторов ее функционирования и развития, выделяют три периода в генезисе экологической проблемы:

I период -- биогенный (адаптационный, собирательский, присваивающий);

II период -- техногенный (частично преобразовательный): 1-й этап -- аграрный; 2-й этап -- индустриальный;

III период -- ноосферный.

В экологическом отношении мы живем в условиях перехода от IIпериода к III, некоторые авторы именуют нынешнее состояние взаимоотношений природы и общества «второй научно-технический» или экологической революцией.



Основные проблемы экологии

Загрязнение природной среды различными отходами производства выше предельно допустимой концентрации приводит к росту заболеваемости, и это принято считать современным экологическим кризисом. Его разделяют на локальный и глобальный. Локальный экологический кризис выражается в местном повышении уровня загрязнений -- химических, тепловых, шумовых, электромагнитных -- за счет одного или нескольких близко расположенных источников. Глобальный экологический кризис является следствием всей совокупности хозяйственной деятельности нашей цивилизации и проявляется в изменении характеристик природной среды в масштабах планеты и, таким образом, опасен для всего населения. Земли. Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным. В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и озоновые дыры.

Кислотные дожди -- это атмосферные осадки, рН которых ниже, чем 5,5. Закисление осадков происходит вследствие попадания в атмосферу оксидов серы и азота. Источники S0₂ в основном связаны с процессами сгорания каменного угля, нефти и природного газа, содержащих в своем составе сераорганические соединения. Часть S0₂ в результате фотохимического окисления в атмосфере превращается в серный ангидрид, образующий с атмосферной влагой серную кислоту. Важным источником SO₂ является цветная металлургия: производство меди, никеля, кобальта, цинка и других металлов включает стадию обжига сульфидов. Оксиды азота -- предшественники азотной кислоты -- попадают в атмосферу главным образом в составе дымовых газов котлов тепловых электростанций и выхлопов двигателей внутреннего сгорания. При высоких температурах, развивающихся в этих устройствах, азот воздуха частично окисляется, давая смесь моно- и диоксида азота.

Кислотные осадки (их рН иногда достигает 2,5) губительно действуют на биоту, технические сооружения, произведения искусства. Под действием кислотных дождей и снегов за 1955-1985 годы сильно понизился водородный показатель тысяч озер Европы и Северной Америки, а это в свою очередь привело к резкому обеднению их фауны и гибели многих видов организмов. Кислотные осадки вызывают деградацию лесов: в Северной Европе от них сильно пострадало примерно 50% деревьев. При понижении рН резко усиливается эрозия почвы и увеличивается подвижность токсических металлов.

Парниковый эффект обусловлен нагревом внутренних слоев атмосферы за счет поглощения "парниковыми газами" (прежде всего С0₂) основной инфракрасной части излучения поверхности Земли, нагреваемой Солнцем. Этот эффект может привести к существенному изменению климата, которое чревато непредсказуемыми последствиями, например к повышению уровня Мирового океана и затоплению низменных участков суши из-за таяния арктических и антарктических льдов. За последние 100 лет концентрация С0₂ в атмосфере выросла на 20%. Основными источниками увеличения углекислого газа являются топки тепловых электростанций, автомобильные двигатели, лесные пожары и др.

Загрязнение суперэкотоксикатами поверхности Земли, к которым относятся хлордиоксины, полихлорированные бифенилы, полициклические ароматические углеводороды, некоторые тяжелые металлы (в первую очередь свинец, ртуть и кадмий); долгоживущие радионуклиды попадают в окружающую среду в результате аварий на химических производствах, неполного сгорания топлива в автомобильных двигателях, неэффективной очистки сточных вод, катастроф на ядерных реакторах и даже сгорания полимерных изделий в кострах на садовых участках. Суперэкотоксикаты ответственны за многочисленные болезни, аллергии, повышенную смертность, нарушения генетического аппарата человека и животных.

Озоновый слой, расположенный на высоте 25 ± 5 км, как известно, поглощает опасное для всех живых существ биологически активное ультрафиолетовое излучение Солнца (длина волны 240^_260 нм). Наблюдения за концентрацией озона в этом слое, ведущиеся только в последние годы, фиксируют ее существенное локальное понижение (до 50% от исходной). Такие места, получившие название озоновых дыр, обнаружены над Антарктидой (1985) и Арктикой (1992). Для объяснения образования озоновых дыр необходимо глубокое понимание комплекса физических, физико-химических и химических процессов, протекающих в тропосфере и стратосфере Земли, необходимо также учитывать солнечно-земные связи, процессы дегазации Земли, потоки техногенных и эндогенных газов в атмосферу и многие другие факторы. В настоящее время их количественный учет невозможен, поэтому однозначного объяснения причин возникновения и затягивания озоновых дыр не существует. Тем не менее, средства массовой информации и многочисленная учебно-методическая литература активно распространяют фреоновую теорию разрушения озонового слоя:

Суть ее заключается в следующем. Фреоны (хлорфторуглероды) широко используются в качестве хладагентов, вспенивателей пластмасс, газов в аэрозольных баллончиках, средств пожаротушения и т. п. Выполнив свою рабочую функцию, большая часть фреонов попадает в верхнюю часть атмосферы, где под действием света разрушается с образованием свободных атомов хлора. Далее атомы хлора интенсивно взаимодействуют с озоном и регенерируются. Таким способом один атом хлора может разрушить не менее 10 тыс. молекул озона. Следует, однако, отметить, что представления о роли фреонов в разрушении озонового экрана нашей планеты являются всего лишь гипотезой. С ее помощью трудно объяснить причины периодического убывания концентрации озона над Антарктикой, тогда как не менее 90% фреонов попадают в атмосферу в Европе и США.

Известна еще одна гипотеза появления озоновых дыр, основанная на взаимодействии озона с потоками водорода и метана, поступающего в атмосферу через разломы в земной коре, тем более что географические координаты озоновых дыр очень близки к координатам зон разломов в земной коре. Если это так, то колебания концентрации озона следует отнести к природным факторам.

Итак, глобальный экологический кризис, обусловленный антропогенным вмешательством в природные процессы, представляет опасность для жизни на Земле. Возникает вопрос: может ли он быть преодолен? Большинство специалистов сегодня отвечают на этот вопрос положительно, отмечая, однако, что решение этой задачи потребует от человечества грандиозных усилий. Однако сложность проблемы заключается в том, что развитие цивилизации неминуемо влечет за собой загрязнение среды обитания и приводит к появлению сложных экологических проблем. Проблемы эти столь трудны и многоплановы, что некоторые ученые и мыслители всерьез ставят вопрос о свертывании промышленного производства и возвращения человека к патриархальному быту, характерному для середины или второй половины XIX столетия. Но не будем забывать, что численность населения Земли в те годы была в три раза меньше, а средняя продолжительность жизни составляла 30 лет. Захотят ли земляне вернуться в прошлое? Вряд ли.

Теперь попытаемся разобраться в причинах загрязнения окружающей среды. Таких основных причин четыре.

Экономические причины. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственников экономить на очистных сооружениях при строительстве новых производств.

Научно-технические причины. Основная часть потока загрязнений обусловлена объективно существующими научно-техническими трудностями. Для их преодоления необходимо иметь в виду приоритетное значение развития науки, современной техники и технологии.

Низкий уровень знаний. В наше время люди, принимающие ответственные технические решения и не владеющие при этом основами естественных наук, становятся социально опасными для общества.

Низкий уровень культуры и нравственности. Каждый современный человек должен быть не только экологически грамотным, но и осознавать свою ответственность за действия, которые приносят природе явный вред.

Для преодоления глобального экологического кризиса необходимо, чтобы каждый житель нашей планеты осознал, что экологическая угроза исходит не от безымянного человечества вообще, а от каждого конкретного человека, т. е. от нас с вами. Главную роль в решении этой задачи играет экологическое просвещение всех слоев и всех возрастных категорий общества. Следующий шаг -- создание эффективного природоохранного законодательства. Ключевым элементом в борьбе с экологическим кризисом является поиск грамотных и действенных научно-технических решений. Экологический кризис является наибольшей опасностью, стоящей сегодня перед человечеством. Другие глобальные кризисы: энергетический, сырьевой, демографический -- в своей основе сводятся к проблемам охраны природы. У жителей Земли нет альтернативы: либо они справятся с загрязнением, либо загрязнение расправится с большей частью землян.

Примеры

Тема экологии выбрана не зря ведь, экология- в настоящее время важнейшая часть развития.Тема экологии важна, как и для любого государства, так и для человека или в целом общества. Если говорить о Казахстане то не раз правительство, общественные деятели, защитники окружающей среды поднимали острые проблемы в области защиты окружающей среды и многое делали для их решения.

Последние сорок лет идет активное потепление климата, что приводит к катастрофическим последствиям - наводнениям, землетрясениям, извержениям вулканов.

Казахстан в экологическом аспекте также относится к кризисным регионам планеты. В числе мировых экологических проблем - Каспий, Арал, Балхаш, территория бывшего Семипалатинского ядерного полигона, опустынивание земель.

Правительство предпринимает усилия, чтобы изменить положение. В Послании народу Казахстана «Построим будущее вместе!» Президент страны Нурсултан Назарбаев целый раздел посвятил проблемам питьевой воды. «Вопросы обеспечения казахстанцев качественной питьевой водой - важнейшая задача улучшения здоровья народа, поэтому это будет нашим приоритетом».

Необходимо вносить поправки и в Экологический кодекс. Как отмечают представители экологического союза нужно строго спрашивать с нарушителей экологического законодательства, ужесточить наказания за подобные нарушения. Особенно это касается крупных промышленных предприятий.

Огромные суммы различных платежей, всевозможных штрафов собираются с нарушителей экологических правил, но они используются неэффективно, распыляются по областям, расходуются на решение местных проблем. Если их собрать в один мощный фонд, то можно решить многие глобальные проблемы.

Как говорилось выше в Казахстане в числе мировых экологических проблем - Каспий, Арал, Балхаш, территория бывшего Семипалатинского ядерного полигона, опустынивание земель. Но сейчас мы рассмотрим проблемы Каспийского моря.

Каспийское море - самое большое озеро на Земле, расположенное на стыке Европы и Азии, называемое морем из-за его размеров. Каспийское море представляет собой бессточное озеро, и вода в нём солёная, от 0,05 ‰ близ устья Волги до от 11--13 ‰ на юго-востоке. Уровень воды подвержен колебаниям, в настоящее время -- примерно ?28 м ниже уровня Мирового океана. Площадь его в настоящее время -- примерно 371 000 км?, максимальная глубина -- 1025 м.

Основная экологическая проблема Каспия - нефтяные разливы. Такой вывод можно сделать, прежде всего, с учетом того, что очень тонкая нефтяная пленка может уничтожить всё живое на глубине порядка двух метров.

В настоящее время на поддержание Каспия тратятся весьма большие средства, однако все они - далеко не очень эффективны. Внешние источники загрязнения (неочищенные стоки) Каспия важны, и предотвращать эту опасность необходимо, но то, что творится с недрами (морская добыча нефти) гораздо серьезнее. На наших глазах становится очевидной угроза деградации уникального биологического разнообразия этой экосистемы.

Сегодня все чаще на самых разных уровнях поднимается тема обеспечения экологической безопасности в акватории Каспийского моря. Много вопросов в этой связи возникает в адрес государственных экологических организаций, призванных осуществлять мониторинг и следить в целом за состоянием экологической обстановки на море, обеспечивая в случае необходимости принятие срочных мер для недопущения и своевременного реагирования на различные экологические угрозы в казахстанских водах на Каспии.

Предотвратить аварийные ситуации

Как известно, в рамках реализации протокола заседания национальной комиссии по реагированию на нефтяные разливы рассматривался вопрос по затопленным скважинам и буровой установке в казахстанской акватории Каспийского моря, которые находятся на пути судоходства. Уже тогда стало очевидным, что затопленные буровые находятся в районе активного движения морских судов, и это может стать причиной ЧП, вплоть до создания аварийных ситуаций на море.

Тогда было принято решение о том, чтобы в первом квартале 2008 года Министерство транспорта и коммуникаций РК как уполномоченный орган по судоходству внесло в Правительство предложение по подъему, удалению и уничтожению затонувших судов, в том числе СПБУ (самоподъемная плавучая буровая установка)«60 лет Азербайджана». Был утвержден план работ и мероприятий по реагированию на нефтяные разливы.

СПБУ «60 лет Азербайджана» -- объективно о проблеме

В районе затопления самоподъемной буровой установки «60 лет Азербайджана» происходит ежегодное проявление газового грифона. Этот процесс сопровождается выделением метана. И хотя это явление носит кратковременный характер, все-таки оно представляет определенную опасность. Поэтому проблема с затонувшей буровой установкой «60 лет Азербайджана» на сегодняшний день остается актуальной и до настоящего времени нерешенной.

По некоторым сведениям, в затопленной буровой установке сейчас содержится порядка 200 тонн дизельного топлива, которое представляет определенную опасность для окружающей среды в случае его высвобождения и выхода в море. И это может нести за собой определенные последствия, может быть нанесен значительный урон для экосистемы, планктона, соответственно, в целом для ихтиофауны Каспийского моря.

В настоящее время областным филиалом Жайык-Каспийского департамента экологии сделаны запросы в департамент ЧС и другие уполномоченные органы. Затонувшая в Каспийском море СПБУ «60 лет Азербайджана» приглушила пробуренную на дне скважину глубиной 508 метров. Пробуренная скважина не дошла до продуктивного слоя, где находится нефть и нефтесодержащие углеводороды. Согласно проекту бурение в месте скважины Ракушечное море-4 должно было вестись на глубину порядка 4000 метров.

Решение вопросов с затопленными скважинами

Пробуренная в 1983 году скважина вскрыла так называемую «шапку», где находится газ метан. Соответственно, теперь время от времени это проявляется, газ дает о себе знать посредством возникновения грифонов. Сегодня экологи считают, что вопрос с затопленной буровой нужно решать в комплексе: необходимо ликвидировать саму затонувшую СПБУ «60 лет Азербайджана» и заглушить пробуренную этой буровой скважину Ракушечное море-4, которая находится под затонувшей буровой.

В настоящее время в регионе насчитывается 56 скважин, которые находятся в зоне затопления в акватории Каспийского моря и в зоне подтопления на прилегающей территории вблизи моря. Помимо скважины Ракушечное море-4 в этом районе моря есть еще 10 скважин, которые в свое время были ликвидированы, но за которыми в настоящее время необходимо периодически проводить наблюдения, осуществлять мониторинг и исследования. Так как даже по сегодняшний момент происходят выделения нефти тем самым, держа всех в напряжении.

К примеру 14 сентября, от сотрудников МЧС Мангистауской области, в Каспийском море недалеко от побережья Мангистау были обнаружены выделения нефти. По предварительным данным, фонтан вздымается над водой на высоту примерно двух метров. Причиной выброс является именно та скважина, пробуренная плавучей буровой установкой "60 лет Азербайджана", затонувшей в 1983 году. Она затонула в 23 км от мыса Ракушечный на восточном побережье Каспия. По данным экологов, в емкостях вышки до сих пор находится 187 тонн дизельного топлива и 29 тонн машинного масла. Этого количества горюче-смазочных материалов (ГСМ) вполне достаточно, чтобы отравить воду на всем восточном побережье моря. К этому можно добавить еще и токсичные химреагенты, которые на момент аварии вполне могли находиться на буровой. Периодически скважина начинает "действовать", что хорошо заметно при проведении экологического мониторинга.

В прошлом году при водолазном исследовании там было обнаружено газовыделение, а теперь появился выброс газо-нефтяной эмульсии. В настоящее время все улажено и «SOS» пока не звучит.



Техническое обеспечение государственных экологов

Сегодня проводимые экологические исследования осуществляются на средства самих недропользователей, работающих в этом регионе. Согласно получаемым от компаний данным в настоящее время состояние этих скважин находится в допустимых пределах эксплуатации. Нет никаких данных и характеристик, указывающих на наличие повреждений и каких-либо загрязнений или выбросов с этих точек. На сегодняшний день по данным недропользователей техническое состояние имеющихся скважин является безопасным.

Но, с другой стороны, главным экологам, как контролирующему органу необходимо выезжать на места затоплений, контролировать их. Также необходимо выходить в море для осмотра судов, которые заходят к нам с других территорий -- из Ирана, Азербайджана -- на предмет проверки судовых емкостей, герметичности баков, в которых находятся хозяйственные и бытовые стоки. Но, к сожалению, сейчас делать это невозможно.

Причиной такого положения является отсутствие у государственных экологов специализированного судна. Самим недропользователям невыгодно постоянно находиться под контролем и пристальным вниманием контролирующего государственного органа. Так что сложившееся обстоятельство с отсутствием необходимого морского судна у государственной экологической службы сегодня на руку компаниям-недропользователям, которые в данном случае оказываются в выигрышном положении с полностью развязанными руками.

Решение вопросов в комплексе

Сейчас государственные экологи вносят предложение о том, чтобы оптимизировать техническое оснащение регионального департамента, создать на его базе передовой современный диспетчерский пункт, который бы работал в режиме онлайн и был доступен в сети Интернет. Через этот же пункт и эту же систему связи экологи предлагают осуществить подключение и других государственных органов -- ЧС, прокуратуры, геологов, транспортников, пограничников, береговой охраны.

Как говорят экологи необходимо создать диспетчерский пункт, который мог бы обеспечить оперативное взаимодействие со всеми государственными органами, в том числе по пресечению действий нарушителей, загрязняющих Каспийское море, сливающих в нашей акватории балластовые и подсланцевые воды.

Уже сегодня есть необходимость взять все суда, транспортные пути которых проходят по Каспию в территориальных водах Казахстана, на контроль, дабы не допустить биологической интродукции чужеродных микроорганизмов из другой среды. Ведь сегодня, как известно, в Азербайджане и Иране существуют такие микроорганизмы, которые не свойственны планктону нашей акватории Каспия, и, соответственно, могут принести вред. А изменение или отсутствие планктона может повлиять на развитие всей ихтиофауны в региональной части Каспийского бассейна в целом, что в свою очередь, сохраняет тенденцию на уменьшение популяции рыбы, снижение количества тюленей и влечет другие отрицательные последствия. Поэтому сегодня очень важно наладить экологический контроль над судоходством в нашем регионе. Для чего в первую очередь необходимо оснастить мангистауских экологов современным научно-исследовательским морским судном с соответствующим техническим обеспечением, оснащенным необходимым оборудованием и лабораторией.

Также необходимо создать экологический оперативно-диспетчерский пункт с подключением ко всем государственным органам, к дежурному судну и установленной связью в режиме онлайн. Также необходимо проведение аэрокосмического мониторинга, который мог бы помогать отслеживать все пути движения судов, выявлять и фиксировать все возможные проявления загрязнения окружающей среды в морской акватории. Таким образом, считают экологи Мангистау, возможно выработать оптимальный вариант современного экологического контроля, без которого невозможно принятие никаких адекватных мер контроля и реагирования.

Как спасти Каспий?

Таким образом, общий климат района, наличие огромного количества солей в почвогрунтах, высокая чувствительность экосистем к процессам опустынивания и колебания уровня моря усугубляют развитие неблагоприятной экологической ситуации на Прикаспийской береговой зоне, которая, прежде всего, связана с использованием углеводородного сырья и биологических ресурсов.

Каспийская проблема находится в центре внимания не только прикаспийских государств, но и всего мирового сообщества. Не случайно международные организации приняли е последние годы несколько документов.

Для оздоровления и восстановления экологической обстановки в регионе Каспийского моря решением правительств 5 прибрежных стран с 1998 г. начала работать Каспийская Экологическая Программа (КЭП). В ее составе созданы 10 Каспийских региональных тематических центров (КРТЦ), предназначенных для решения различных аспектов проблемы охраны природы в регионе, в том числе центры «Борьба с опустыниванием» в г. Ашгабате, «Колебания уровня Каспийского моря» в г. Алматы и центр «Биоразнообразия» в г. Атырау.

Многие казахстанские ученые предлагают разработать технологию освоения морских запасов углеводородов с минимальным риском и без ощутимого нарушения взаимосвязи различных компонентов живой и неживой природы.

Стал бесспорным тот факт, что геологическая среда меняется с выемкой все больших объемов нефти. История добычи углеводородов в Северной Америке, Голландии, России, Франции, Узбекистане показывает, что после вмешательства человека происходят проседания земли и землетрясения. Возможные деформационные преобразования недр могут привести к перемещению углеводородов по техногенным трещинам. На Каспийском море велика вероятность неконтролируемого выхода углеводородов на морское дно. Ученые подчеркивают, что безвозвратно могут погибнуть все обитатели моря. Трудно даже представить масштабы возможного экологического бедствия и размах экономического ущерба. Поэтому надо объединять усилия, чтобы не допустить экологической катастрофы

Экологический кризис и пути его разрешения

Естествознание как революционизирующая сила цивилизации. Естествознание -- один из важнейших двигателей общественного прогресса. Будучи основным фактором материального производства, естествознание выступает мощной революционизирующей силой. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Такими были, например, открытия в XVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в XIX в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в XX в. теории атомного ядра, а вслед за ним открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине XX в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и появившиеся благодаря этому возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

Однако у современных людей наука вызывает не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и несчастья. Загрязнение атмосферы, катастрофы на атомных электростанциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, «озонная дыра» над планетой, исчезновение многих видов растений и животных -- эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки. Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие социальные интересы за ней стоят, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Нарастание глобальных проблем человечества повышает ответственность ученых за судьбы человечества. Вопрос об исторических судьбах и роли науки в ее отношении к человеку, перспективах его развития никогда так остро не обсуждался, как в настоящее время, в условиях нарастания глобального кризиса цивилизации. Старая проблема гуманистического содержания познавательной деятельности («проблема Руссо») приобрела новое конкретно-историческое выражение: может ли человек (и если может, то в какой степени) рассчитывать на науку в решении глобальных проблем современности? Способна ли наука помочь человеку избавиться от того зла, которое несет в себе современная цивилизация, технологизируя его образ жизни?

Наука -- это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука безусловно причастна к порождению глобальных, прежде всего экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение этих проблем в принципе невозможно. Это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает, поэтому умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно -- оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности. К сожалению, такое умаление подчас имеет место, оно представлено определенными умонастроениями, тенденциями в системе духовной культуры.

Сущность современного экологического кризиса. Экология -- цикл научных отраслей, изучающих взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. В этот цикл входят: общая экология, изучающая основные принципы строения и функционирования, различных надорганизменных систем -- популяций, биоценозов, биогеоценозов и биосферы частные экологии, изучающие конкретные биоценозы или биогеоценозы (например, экология млекопитающих, гидробиология, агроэкология и др.). В 1970-х гг. в цикле экологических наук выделилась экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия человеческого общества и окружающей среды. Современная экология -- сложная междисциплинарная и комплексная система познания, включающая в себя методы, понятия и принципы как естествознания (биологических, геологических, химических, физических наук), математики, так и социально-гуманитарного знания, философии.

Начиная со средины XX в. рост потребностей человека и его производственной активности привел к тому, что масштабы возможного воздействия человека на природу стали соизмеримыми с масштабами глобальных природных процессов. В результате труда человека создаются каналы и новые моря, исчезают болота и пустыни, перемещаются огромные массы ископаемых пород, синтезируются новые химические материалы.

Преобразующая деятельность современного человека распространяется даже на дно океана и космическое пространство. Однако все возрастающее влияние человека на окружающую среду порождает сложные проблемы в его взаимоотношениях с природой. Неконтролируемая и непредсказуемая деятельность человека стала оказывать отрицательное воздействие на ход природных процессов, вызывать резко негативные необратимые изменения, как окружающей среды, так и биологической природы самого человека. Это касается буквально всей среды -- атмосферы, гидросферы, недр, плодородного слоя; гибнут животные и растения, разрушаются и исчезают биоценозы и биогеоценозы; растет заболеваемость людей. При этом неуклонно увеличивается численность населения земного шара. Вывод напрашивается сам собой: человечество неумолимо идет к экологической катастрофе -- истощению энергетических, минеральных и земельных ресурсов, гибели биосферы, а возможно, и самой человеческой цивилизации. Поэтому возникла необходимость защиты среды обитания человека от его же воздействия на нее.

По прогнозам, к 2010 г. она составит 11 млрд. человек, а примерно в 2025 г., согласно новейшим синергетическим математическим моделям, ожидается «режим с обострением», когда рост населения (пропорциональный не числу численности, а квадрату численности) резко устремится к бесконечности. Конечно, в реальности он не будет бесконечным, но в любом случае, если не будут приняты какие-то меры, глобальная демографическая ситуация может полностью выйти из-под контроля.

Итак, современная цивилизация находится в состоянии глубочайшего экологического кризиса. Это не первый экологический кризис в истории человечества.

Исчезновение растительных и животных видов, видового многообразия, генофонда флоры и фауны Земли, причем животные и растения исчезают, как правило, не в результате их непосредственного истребления человеком, а вследствие изменения среды обитания. С начала 1980-х гг. ежедневно вымирает один вид животных, а еженедельно -- один вид растений. Вымирание угрожает тысячам видов животных и растений. Под угрозой исчезновения находится каждый четвертый вид земноводных, каждый десятый вид высших растений. А каждый из видов является неповторимым, уникальным результатом эволюции, протекавшей много миллионов лет.

Человечество обязано сохранить и передать потомкам биологическое разнообразие Земли, и не только потому, что природа прекрасна и восхищает нас своим великолепием. Есть еще более значимое основание: сохранение биологического разнообразия является непременным условием жизни самого человека на Земле, поскольку устойчивость биосферы тем выше, чем больше составляющих ее видов.

Исчезновение лесов (особенно тропических) со скоростью несколько десятков гектаров в минуту. Это влечет за собой, в частности, эрозию почв (почвы -- продукт сложного и длительного взаимодействия живой и косной материи), уничтожение верхнего плодородного слоя земли, опустынивание Земли, которое происходит со скоростью 44 га/мин.

Кроме того, леса -- главные поставщики кислорода в атмосферу посредством фотосинтеза. В настоящее время баланс прихода и расхода кислорода отрицательный. За последние 100 лет концентрация кислорода в воздухе снизилась с 20,948 до 20,8%, а в городах даже ниже 20%. Уже 1/4 суши лишена естественного растительного покрова. Большие площади коренных биогеоценозов заменены вторичными, более упрощенными и однообразными, с заметно пониженной продуктивностью. Растительная биомасса глобально уменьшилась примерно на 7%.

Под сильным сельскохозяйственным воздействием находится около 50% поверхности суши, причем каждый год не менее 300 тыс. гектаров сельскохозяйственных земель поглощается урбанизацией. Площадь пашни в расчете на одного человека из года в год сокращается (даже без учета роста населения).

Истощение природных ресурсов. Ежегодно из недр Земли извлекается более 100 млрд т различных пород. Для жизнедеятельности одного человека в современной цивилизации в год необходимо 200 т различных твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и 1000 Вт энергии превращает в продукты своего потребления. При этом человечество живет за счет не только эксплуатации ресурсов современной биосферы, но и невозобновляемых продуктов былых биосфер (нефть, уголь, газ, руды и т.п.). По самым оптимистическим оценкам, существующих запасов таких природных ресурсов человечеству хватит ненадолго: нефти примерно на 30 лет; природного газа на 50 лет; угля на 100 лет и т.д. Но и возобновляемые природные ресурсы (например, древесина) становятся невозобновляемыми, поскольку условия их воспроизводства коренным образом изменяются, они доводятся до крайнего истощения или полного уничтожения, т.е. все природные ресурсы на Земле конечны.

Непрерывный и бурный рост энергетических затрат человечества. Расход энергии (в ккал/сутки) на одного человека в первобытном обществе был примерно 4000, в феодальном обществе -- около 12 000, в индустриальной цивилизации -- 70 000, а в развитых постиндустриальных странах достигает 250 000 (т.е. выше в 60 раз и более, чем у наших палеолитических предков) и продолжает возрастать. Однако этот процесс не может продолжаться долго: атмосфера Земли разогревается, что может иметь самые непредсказуемые неблагоприятные последствия (климатические, географические, геологические и др.).

Загрязнение атмосферы, воды, почвы. Источником загрязнения атмосферы являются прежде всего предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, автомобильный транспорт, сжигание мусора, отходов и др. Их выбросы в атмосферу содержат оксиды углерода, азота и серы, углеводороды, соединения металлов, пыль. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 20 млрд т СО2; 300 млн т СО₂; 50 млн т оксидов азота; 150 млн т SO₂; 4--5 млн т Н₂S и других вредных газов; более 400 млн т частиц сажи, пыли, золы.

В природе за счет жизнедеятельности растений и животных происходит непрерывный круговорот углерода. В ходе его углерод из органических соединений постоянно переходит в неорганические, и наоборот. На круговорот углерода существенное влияние оказывает сжигание топлива. При этом в атмосферу выбрасывается такое огромное количество углекислого газа и пыли, что это может привести к изменению климата на Земле. Углекислый газ атмосферы свободно пропускает на Землю излучение Солнца, но задерживает излучение Земли, результатом чего является так называемый парниковый эффект -- слой углекислого газа играет ту же роль, что стекло в теплице. Поэтому увеличение содержания СО₂ в атмосфере (в настоящее время на 0,3% в год) может стать причиной потепления на Земле, привести к таянию полярных льдов и вызвать катастрофическое повышение уровня Мирового океана на 4--8 м.

Увеличение содержания в атмосфере SO₂ обусловливает образование «кислотных дождей», вызывающих рост кислотности водоемов, гибель их обитателей. Под губительным действием оксидов серы и азота разрушаются строительные материалы, памятники архитектуры. Из-за переноса воздушных масс на большие расстояния (трансграничные переносы) опасное повышение кислотности водоемов распространяется на большие площади.

Выхлопные газы автотранспорта наносят огромный урон жизнедеятельности животных и растений. Составные части выхлопных газов автомобилей -- оксид углерода, оксиды азота, оксид серы, соединения свинца, ртути и др. Оксид углерода СО (угарный газ) взаимодействует с гемоглобином крови в 200 раз активнее кислорода и снижает способность крови быть переносчиком кислорода. Поэтому даже при незначительных концентрациях в воздухе угарный газ оказывает вредное воздействие на здоровье (вызывает головную боль, снижает умственную деятельность). Оксид серы вызывает спазмы дыхательных путей, оксиды азота - общую слабость, головокружение, тошноту. Содержащиеся в выхлопных газах соединения свинца -- очень токсичного элемента -- действуют на ферментные системы и обмен веществ, свинец накапливается в пресной воде. Один из опаснейших загрязнителей -- ртуть, накапливаясь в организме, она отрицательно действует на нервную систему.

Загрязнение гидросферы. Вода широко, хотя и не повсеместно, распространена на нашей планете. (Общий запас воды около 1,4 10¹⁸ т. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах.На долю пресной воды приходится только 2%.) В природных условиях осуществляется постоянный круговорот воды, сопровождающийся процессами ее очистки. Вода выносит огромные массы растворенных веществ в моря и океаны, где происходят сложные химические и биохимические процессы, способствующие самоочищению водоемов.

Вместе с тем вода широко применяется во всех областях хозяйства и в быту. В связи с развитием промышленности, ростом городов расход воды постоянно увеличивается. Одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами: ежегодно в водоемы сбрасывается около 600 млрд т промышленных и бытовых стоков, свыше 10 млн т нефти и нефтепродуктов. Это приводит к нарушению естественного самоочищения водоемов. Промышленные сточные воды, содержащие ядовитые вещества, в частности соединения токсичных металлов, а также растворенные в сточных водах минеральные удобрения, смываемые с поверхности почвы, наносят огромный урон живым организмам в водоемах. Кроме того, удобрения (особенно нитраты, фосфаты) вызывают бурное разрастание водорослей, засоряют водоемы и способствуют их гибели. Загрязняются не только поверхностные и подземные воды суши, но даже Мировой океан (ядовитыми и радиоактивными веществами, солями тяжелых металлов, сложно-органическими соединениями, мусором, отходами и т.п.).

Радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, аварий на предприятиях ядерной энергетики (Чернобыльская катастрофа 1986 г.), накопления радиоактивных отходов.

Все эти негативные тенденции, а также безответственное и неправильное использование достижений цивилизации оказывают губительное влияние на организм человека и создают еще один комплекс экологических проблем--медико-генетический. Учащаются известные ранее заболевания и появляются совершенно новые, ранее не известные. Сложился целый комплекс «болезней цивилизации», порожденных научно-техническим прогрессом (возрастание темпа жизни, количества стрессовых ситуаций, гиподинамия, нарушение питания, злоупотребление фармацевтическими препаратами и др.) и экологическим кризисом (особенно загрязнением среды мутагенными факторами); глобальной проблемой становится наркомания.

Масштабы загрязнения природной среды настолько велики, что естественные процессы метаболизма и разбавляющая деятельность атмосферы и гидросферы не в состоянии нейтрализовать вредное воздействие производственной деятельности человека. В результате способность к саморегуляции складывавшихся миллионы лет (в ходе эволюции) систем биосферы подрывается, а сама биосфера разрушается. Если этот процесс не остановить, то биосфера просто умрет. А вместе с ней исчезнет и человечество.

К сожалению, в массовом, обыденном сознании нет достаточного понимания остроты сложившейся ситуации. Люди по-прежнему живут и действуют в убеждении, что природная среда неограниченна и неисчерпаема. Они удовлетворяются своим временным благополучием, ближайшими целями и немедленным благом, а возникшие экологические угрозы не воспринимают всерьез, относя их в далекое будущее. Люди мало задумываются о том, в каких природных условиях будут жить их потомки (причем даже не далекие, а уже внуки и правнуки), и позволят ли эти условия вообще выжить человеку. Жертвовать своими потребностями человечество мало расположено. (Это нередко относится и к тем, кто принимает государственные решения.) Такой эгоистический путь ведет к экологической катастрофе и гибели цивилизации.

Принципы и пути преодоления экологического кризиса. Таким образом, перед человечеством остро встала проблема сознательного и целенаправленного регулирования обмена веществом и энергией между обществом и биосферой, выработки стратегии охраны природы, а значит, и самого человека. Такое регулирование может осуществляться на основе следующих принципов.

Человечество развивается до тех пор, пока сохраняется равновесие между предметно-материальным преобразованием им природной среды и восстановлением этой среды (естественным и искусственным). Нарушение равновесия неизбежно ведет к гибели человечества.

Период неконтролируемого взаимодействия общества и природной среды заканчивается. Охрана природы исторически неизбежна; ценность природы выше эгоистических и корпоративных интересов и носит характер абсолютного императива; охрана природы -- это прежде всего охрана самого человека; не будет биосферы -- не будет человечества.

Количественные границы, за которыми начинается разрушение биосферы, экологи определяют следующим образом: «Грубо говоря, можно изменить лик планеты на 100% на одной сотой части Земли, на 10% на ее десятой части или на I % глобально. За этим пределом лежит неминуемая деструкция биосферы» (Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила и гипотезы. М., 1994. С. 209).

От безоглядной эксплуатации природной среды нужно перейти к очень осторожному изменению среды жизни человека, к двусторонней адаптации (коэволюции) и, возможно, к абсолютным экологическим ограничениям. Выживание человека -- доминанта экономики и политики.

Экологическое в конечном счете оказывается и наиболее экономичным. Чем рациональнее подход к природных ресурсам, тем меньше вложений потребуется для восстановления баланса между человечеством и природой. У наших потомков «поле возможностей» рационального решения экологических проблем будет уже, степеней свободы меньше, чем у нас.

Принцип необходимости разнообразия природы: только многообразная и разнообразная биосфера устойчива и высокопродуктивна.

Идея В.И. Вернадского о превращении биосферы в ноосферу означает, что разум человека будет играть решающую роль в развитии системы взаимодействий общества и природы, прежде всего -- в управлении самим человеком, его потребностями. При этом всегда нужно иметь в виду: природные системы настолько сложны, что заранее предсказать и предвидеть все последствия их преобразования, по существу, невозможно, многие из них лежат за пределами современных знаний. Кроме того, каждый компонент биосферы потенциально полезен; трудно, а подчас и просто невозможно предвидеть то значение, которое он будет иметь для человечества в будущем.

О масштабах системной сложности биосферы свидетельствуют такие оценки: расчет параметров биосферы требует операций с величинами, количество которых колеблется в пределах от 10⁵⁰ до 10¹⁰⁰⁰; для решения простейшей из таких задач на ЭВМ (с быстродействием 10¹⁰ операций в секунду), при условии, что будет привлечено 10¹⁰ ЭВМ (грандиозное количество!), понадобится в простейшем варианте 10³⁰ с, т.е. 3 10²¹ лет, тогда как жизнь на Земле существует всего 3 10⁹ лет. Разница в 12 порядков впечатляет, не правда ли?

Попытки решить экологические проблемы за счет выселения людей в Космос, которые у нас в стране (родине идеи и практики освоения Космоса, К.Э. Циолковского и Ю.А. Гагарина) одно время были очень популярны, -- продолжают традиции экстенсивного подхода к этим проблемам. При всей их внешней привлекательности они утопичны и должны быть отнесены к разряду фантастики.

Научно-технологические разработки позволяют выделить следующие пути, методы, средства разрешения или по крайней мере смягчения экологического кризиса:

- создавать эффективные очистные сооружения, развивать безотходные (замкнутые) и малоотходные технологии. Это возможно, в частности, на пути создания территориально-промышленных комплексов с предприятиями, взаимосвязанными принципами безотходной технологии в масштабах всего экономического района.

- переходить на циклическое использование ресурсов, прежде всего водных;

- разрабатывать технологии комплексной переработки сырья;

- не допускать перепроизводства энергии, которое может дестабилизировать геофизические системы на Земле;

- резко ограничивать извлечение химических веществ из недр планеты, выброс и загрязнение среды обитания;

- снижать материалоемкость готовой продукции: количество природного вещества в усредненной единице общественного продукта необходимо уменьшать (миниатюризация изделий, разработка и применение ресурсосберегающих технологий и т.п.);

- увеличивать скорость оборота вовлекаемых природных ресурсов, особенно на фоне развития безотходных технологий;

- исключить из производства ядохимикаты, способные накапливаться в организмах животных и растений;

- проводить лесонасаждения, совершенствовать использование лесополос (они увеличивают снегозадержание, здесь птицы строят гнезда, что в свою очередь способствует уничтожению вредителей сельскохозяйственных культур и др.);

- расширять сеть заповедников, охраняемых природных территорий;

- создавать центры разведения исчезающих животных и растений с их последующим возвращением в естественные места обитания;

- развивать биологические методы защиты сельскохозяйственных культур и лесов, экологические биотехнологии;

- разрабатывать методы планирования роста народонаселения;

- совершенствовать правовое регулирование охраны природы;

- развивать международное экологическое сотрудничество, разрабатывать правовые основы международной глобальной экополитики;

...