Основные проблемы и понятия экологии

Экологическая катастрофа - экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона.

Различие между экологическим кризисом и экологической катастрофой состоит в том, что кризис - обратимое явление, в котором человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа - необратимое явление, и человек уже лишь пассивная, страдающая сторона.

По масштабам распространения различают локальный, местный, территориальный, региональный, федеральный, трансграничный и глобальный, общий для биосферы, экологический кризис. Экологическая катастрофа также может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем. Глобальная экологическая катастрофа - гипотетическое происшествие, которое возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним воздействием (или серией воздействий) на глобальную экологическую систему - биосферу.

Экологический кризис

Особенностью нашего времени является интенсивное и глобальное воздействие человека на окружающую среду, что сопровождается интенсивными и глобальными негативными последствиями. Противоречия между человеком и природой способны обостряться, помимо прочего, из-за того, что не существует предела росту материальных потребностей человека, в то время как способность природной среды удовлетворить их -- ограничена.

Всего четверть века назад слово "экология" было известно очень узкому кругу людей. Отношения между обществом и природой интересовали лишь отдельных философов и представителей географических наук.

На рубеже 60-70-х годов человечество узнало, что все большее загрязнение воздуха и водных источников, оглушающие городские шумы, бесчисленные свалки мусора, удручающее оскудение природных ландшафтов -- отнюдь не локальные явления. Под угрозой находятся практически все естественные оболочки (сферы) нашей планеты, многие фундаментальные равновесия в биосфере Земли и даже за ее пределами. Подрыв этих равновесий чреват необратимыми и пагубными для жизни на планете последствиями.

Причины экологического кризиса

Проблемы экологии на сегодняшний день вызваны целым комплексом причин. Это и резкое увеличение численности населения планеты, и научно-техническая революция, нерациональное использование природных ресурсов, загрязнение биосферы промышленными отходами и ограниченные возможности биосферы к их нейтрализации, глобализация мировой экономики, низкий уровень экологической культуры населения планеты и др.

Перенаселение. В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. В начале нашей эры на Земле находилось 250 млн. человек. Понадобилось 1,5 тыс. лет для того, чтобы оно удвоилось. К началу XIX в. население планеты достигло 1 млрд. а уже в 1987 г. на Земле жило 5 млрд. человек, причем на прибавление последнего миллиарда ушло всего 12 лет. Сейчас население Земли более 6 млрд. При этом каждому человеку нужно где-то жить и чем-то питаться, то есть увеличивается промышленное и сельскохозяйственное производство. А это неминуемо влечет за собой загрязнение среды обитания.

Экономические причины. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственников и администраторов экономить на природе при строительстве новых производств. Издержки рыночной экономики, связанные с погоней за прибылью, и плановой, отягощенной идеологическими догмами, безусловно, ведут к углублению экологического кризиса.

Научно-технические причины. Основная часть потока загрязнений, поступающих в атмосферу, гидросферу и литосферу Земли, обусловлена существующими научно-техническими трудностями. Следует иметь в виду, что лишь незначительная доля используемых в промышленности химических процессов протекает с количественным выходом и 100%-ой селективностью. В большинстве случаев наряду с целевым продуктом образуется гамма побочных, для полной утилизации которых требуется бесконечно большая сумма капиталовложений. Поэтому на практике устанавливают некоторый допустимый уровень загрязнений, который обеспечивается разумным уровнем затрат. Рассмотрим несколько примеров.

Около 60% всех газообразных загрязнений атмосферы России составляют органические вещества - пары растворителей, мономеров, горюче-смазочных материалов - и монооксид углерода. Например, для очистки вентиляционных выбросов от паров растворителя наиболее экономически выгодно их сжигание. Но этот процесс может быть осуществлен только при совместном сжигании паров вместе с основным топливом: газом, мазутом или углем, то есть в случаях, когда источник загрязнений находится неподалеку от теплоэлектростанций. К сожалению, таких совпадений немного. Поэтому был создан специальный реактор, в котором на поверхности гетерогенного алюмоплатинового катализатора происходит постоянное горение природного газа вместе с вентиляционными выбросами. Понятно, что решение даже такой относительно несложной задачи потребовало серьезных капиталовложений и привело к заметному удорожанию продукции.

Выхлопные газы автомобилей могут быть очищены от монооксида углерода, оксидов азота и полициклических ароматических углеводородов с помощью каталитических дожигателей, содержащих нанесенный катализатор из металлов группы Pt. Стоимость этого аппарата довольно высока и может достигать 10-15% стоимости легкового автомобиля. В развитых зарубежных странах они нашли широкое применение, но, к сожалению, непригодны к эксплуатации в России из-за широкомасштабного использования бензина, содержащего тетраэтилсвинец, который отравляет эти катализаторы. Полный отказ от использования этилированного бензина потребует от России гигантских экономических затрат, но совершенно необходим в ближайшем будущем.

Нерациональное использование природных ресурсов. Кризисные ситуации, возникающие из-за истощения природных ресурсов, успешно разрешаются совершенствованием технологий добычи, транспортировки, переработки традиционных природных ресурсов, открытием и использованием новых, а также изготовлением синтетических материалов.

Низкий уровень знаний. В наше время люди, принимающие ответственные технические решения и не владеющие при этом основами естественных наук, становятся социально опасными. Многие из уже произошедших и, вероятно, будущих катастроф связаны с малограмотностью технических руководителей и исполнителей.

Низкий уровень культуры и нравственности. Совершенно очевидно, что для сохранения природы необходимо, чтобы каждый человек, соприкасающийся с промышленным или сельскохозяйственным производством, с бытовыми химическими веществами, был не только экологически грамотен, но и сознавал свою ответственность за действия, которые приносят природе явный вред. К сожалению, нередко можно видеть, как шофер моет свой автомобиль в чистом ручье, как матрос выливает за борт ведро солярки, как рабочие в автохозяйствах сжигают старые покрышки, как сельские механизаторы равнодушно взирают на кучу рваных мешков с удобрениями, валяющихся среди поля.

Последствия экологического кризиса

Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса. В конечном произведенном продукте остается лишь 1--2% используемого природного ресурса, а остальное идет в отходы, которые не усваиваются природой.

Многие металлы и сплавы неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды полномасштабно встала после того, как в XX в. человек стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, которые не только не известны природе, но даже вредны для организмов биосферы. Эти вещества после их использования не поступают в природный кругооборот.

Темпы роста отрицательных последствий человеческой деятельности ставят под сомнение не только способность природы справиться с ними, но и адаптационные возможности самого человека.

Наличие физических и химических факторов, с которыми организм никогда в ходе эволюции не взаимодействовал, может привести к тому, что механизмы биологической и социальной адаптации окажутся не в состоянии сработать. Технический прогресс вызвал к жизни массу новых факторов, перед которыми человек как представитель биологического вида практически беззащитен. У него нет эволюционно выработанных механизмов защиты от их воздействия.

Загрязнение воздуха в промышленных центрах - главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, пневмонии, эмфиземы и одна из причин, вызывающих рак легких.

Нужно отметить различные профессиональные заболевания, связанные с работой в загрязненной среде, потому что от загрязняющих веществ страдают в первую очередь те, кто их непосредственно производит.

Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной среды на генетический аппарат человека. Совсем недавно стали появляться на свет так называемые «желтые дети» с врожденной желтухой в местах с высокой степенью загрязненности природной среды. Во все медицинские и экологические справочники вошли сведения о болезни Минамата, которая возникает у людей и животных в результате загрязнения среды солями ртути. Аккумулируясь в теле животных, многократно повышая концентрацию на вершинах трофических пирамид, ртутные соединения у теплокровных животных и человека вызывают тяжелые поражения центральной нервной системы.

Особенно острая ситуация сложилась для жителей крупных городов. В крупных городах объемы твердых отходов резко увеличиваются. Сжигание городского мусора, содержащего значительные количества компонентов, которые не подвергаются минерализации в почве (стекло, пластмасса, металл), приводит к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха.

«Урбанизация нарушает биогеохимические циклы, поскольку город получает продукты, собранные с огромного по площади пространства, изымая с полей и пастбищ множество веществ, но не возвращая их обратно, потому что большая часть этих веществ после использования попадает в сточные воды и отбросы. А те и другие через канализацию со сточными водами переходят, минуя поля, в грунтовые воды, в реки и, наконец, аккумулируются в океане». (Человек и среда его обитания. Вопросы философии, 1973г, №3, с.55).

Некоторые последствия урбанизации пока еще трудно оценить. К таковым относится, например, просадка центральных районов городов, застроенных высотными зданиями, с компенсирующими поднятиями поверхности в пригородах.

Одним из путей предупреждения загрязнения природной среды являются попытки упрятать отходы как можно дальше. Соответствующие предложения (например, ликвидация отходов путем сбрасывания их в спрессованном виде в тектонически-активные зоны океанов с тем, чтобы они в дальнейшем погрузились в мантию, а также другие подобные предложения) не могут не навести на мысль: а не приведет ли это к еще большим трудностям?

К вызывающим тревогу последствиям научно-технического прогресса относят изменение фундаментальных физических параметров, в частности повышение шумового фона и радиационного уровня. Шумовое загрязнения приводит к повышению утомляемости человека, снижению его умственной активности, понижению производительности труда (до 40-70%), физическим и нервным заболеваниям, постепенной потере слуха. Физически к шуму привыкнуть невозможно, можно лишь его субъективно не замечать, что не снимает, а даже усугубляет, опасность разрушения органа слуха и других неблагоприятных последствий для здоровья и трудоспособности человека.

Среди потенциальных экологических опасностей можно отметить те, которые могут актуализироваться в будущем при сохранении существующих тенденций технико-экономического развития. К ним можно отнести опасности исчерпания традиционных видов природных ресурсов, теплового перегрева планеты, разрушения озонового щита, сокращения количества кислорода в атмосфере и др.

Практическая невозобновимость естественным путем большинства полезных ископаемых ставит перед человечеством сырьевую проблему, ведь природе требуется много тысяч лет для накопления запасов, к примеру, каменного угля, сжигаемого человеком за 1 год. Безусловно, в прогнозах учитываются лишь обнаруженные месторождения или принимается во внимание возможность небольшого увеличения запасов. Говорить об исчерпании всех полезных ископаемых, когда исследована только ничтожная часть радиуса земного шара, по крайней мере, преждевременно. Теоретически все вещество Земли можно рассматривать как потенциальное полезное ископаемое, поскольку в принципе из обыкновенного гранита можно получать железо, цветные металлы, золото и т.д. На практике же проблема природных ресурсов и охраны недр от истощения (в связи с конечностью имеющихся в наличии запасов и дефицитностью некоторых видов минерального сырья) может стоять довольно остро, и это вполне справедливо для современной эпохи.

Некоторые отрицательные моменты интенсификации добычи полезных ископаемых сказываются и в настоящее время. Это, прежде всего, разрушение горными выработками почвенного покрова. Добыча твердых полезных ископаемых в шахтах и откачка нефти и воды по скважинам приводят к осадке поверхности.

Можно отметить и такие негативные моменты, как увеличение затрат на геологоразведочные работы и добычу полезных ископаемых, поскольку найти полезное ископаемое становится все труднее, и в разработку приходится вовлекать месторождения с более бедными рудами, находящимися к тому же в более сложных геологических условиях.

Намного лучше, казалось бы, положение с возобновимыми ресурсами. Однако именно их возобновимость вызывала самоуспокоенность и вела к тому, что, истребляя ценные виды животных и растений, человек не думал и зачастую препятствовал их естественному возобновлению.

К воспроизводимым ресурсам относятся также пресные воды. Интенсивная добыча воды приводит к понижению уровня и постепенному истощению запасов. Истощение подземных вод возникает в результате интенсивной добычи подземных вод в районах водозаборов, а также значительного водоотлива при строительстве шахт и карьеров. Это нарушает естественно сложившуюся взаимосвязь поверхностных и подземных вод, иссушению и опустыниванию территорий, гибели растительности.

Истощение поверхностных вод возникает в результате безвозвратного изъятия вод рек и других водных объектов на орошение, промышленное производство, коммунально-бытовые нужды и т.д. Это приводит к снижению поверхностного стока, истощению малых рек и озер, регрессии морей, дефициту пресной воды.

Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых регионах России. Несколько лет велись исследования проблемы переброски части стока вод северных и восточных рек СССР на юг, но эта проблема не только технически, но особенно экологически исключительно сложна. Были высказаны предположения, что поворот рек может замедлить вращение Земли из-за перемещения огромных масс воды. Пожалуй, самое позитивное экологическое событие последних 10 лет -- отказ от этого самоубийственного шага.

Не поспевает за вырубкой воспроизводство лесов. Чтобы вырубить участок леса в 1 га, требуется 1 день, а чтобы вырастить такой участок, нужно 15--20 лет. Кроме того, интенсивная рубка лесов может привести к оползневым процессам, наводнениям и другим разрушительным природным явлениям. Особую тревогу вызывают темпы сведения тропических лесов, которые, связывая углекислый газ и выделяя кислород, являются так называемыми «легкими планеты».

Подводя итог рассмотрению сырьевой проблемы, следует сделать вывод, что ценность каждого вида ресурса с ростом потребности в нем все более возрастает. Поэтому увеличивается и значение охраны природной среды от истощения.

Следует также сказать о проблеме обеспечения энергетическими ресурсами. Основную приходную часть топливно-энергетического баланса составляет энергия, полученная за счет сжигания минерального топлива. Но запасы нефти и природного газа могут быть исчерпаны в ближайшем будущем. Перспективы связывают с развитием атомной энергетики, которая способна обеспечить человечество огромным количеством дешевой энергии. Атомная энергетика таит второй основной тип потенциальных опасностей, которые могут актуализироваться в любой момент в результате случайных обстоятельств. Имеется в виду опасность интенсивного радиоактивного заражения природной среды, которое может произойти из-за аварий на АЭС. Проблема захоронения радиоактивных отходов также до сих пор не решена.

Впереди и еще одна опасность. При существующих темпах роста энергии, вырабатываемой на Земле, следует ожидать, что ее количество станет соизмеримо в скором времени с количеством энергии, получаемой от Солнца. Ученые указывают на опасность теплового перегрева планеты и превышение энергетических барьеров биосферы. Опасность теплового перегрева планеты усиливается и в связи с повышением содержания углекислого газа в атмосфере, что ведет к так называемому «парниковому эффекту». Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведет к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т.п. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т.д.

Ряд ученых, напротив, высказывает предположение о грядущем похолодании на нашей планете под влиянием антропогенной деятельности, связанной с запылением атмосферы и т.д. В любом случае резкие изменения климата могут вызвать катастрофические результаты. Нельзя забывать, что экологические процессы экспоненциальные и изменения в природе происходят не только эволюционно. Существуют пороги, превышение которых грозит резкими качественными преобразованиями.

Потенциальные опасности важнее тех, которые уже в полной мере стоят перед человечеством.

Переплетение экологически негативных последствий препятствует попыткам решить какую-либо частную экологическую проблему. При соответствующих усилиях она может быть решена, но это ведет к возникновению и обострению других проблем. Происходит не окончательное решение, а как бы «сдвиг проблем».

Размещено на Allbest.ru