Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, ещё полвека назад академик Владимир Иванович Вернадский писал: "Человек становится геологической силой способной изменить лик Земли". И это предупреждение пророчески оправдалось. В действительности все современные экологические проблемы окружающей нас среды порождены человеческой цивилизацией, проще говоря, созданы непосредственно Человеком. Но одновременно, будучи творцом тех или иных экологических проблем, Человек является и первой по списку их жертвой, причем не в каком-то региональном масштабе, а в масштабе планетарном, глобальном. Способствуя различного рода загрязнениям окружающей нас среды, мы сами того порой не ведая, медленно, но уверенно уничтожаем самих себя. Колоссальный урон природе был нанесен человечеством на протяжении XX столетия, и уже сейчас отчетливо видно, как этот урон отразился на здоровье Человека.

До середины XIX столетия природа еще могла компенсировать сама тот урон, который наносило человечество, отравляя природную окружающую среду. С увеличением объёма роста промышленности началось загрязнение гидросферы, атмосферы, почвы отходами производства: вредными газами и металлами. Природная среда уже сама не может с этим справиться, и человек поневоле начал дышать загрязненным воздухом и пить относительно отравленную воду. Сама промышленность своими отходами начала действовать отрицательно на человека. Таким образом, с середины XIX столетия на человека помимо отрицательного воздействия природной окружающей среды начала воздействовать и природная окружающая сфера, отравленная человеком. экологический загрязнение атмосфера космический

Воздействие отравленной окружающей среды на человека называется техническим воздействием. В настоящее время отчетливо видно, что проблему планетарного масштаба невозможно решить усилиями отдельно взятых групп лиц, или даже усилиями отдельных государств. Для решения такого рода проблем необходима кооперация всех участников мирового сообщества, заинтересованных в том, чтобы человечество, как биосоциальное сообщество не исчезло в достаточно краткосрочный период времени.

Человечеству угрожает гибель ближайшими десятилетиями, если оно немедленно не изменит своего отношения к природе, не изменит своей деятельности и существования, не переоценит жизненных ценностей. Всю катастрофичность вышеуказанной проблемы мы можем увидеть на нижеприведенных примерах, с использованием различного рода статистических данных.

1. Глобальные экологические проблемы

Еще в начале шестидесятых годов считали, что загрязнение атмосферы это локальная проблема больших городов и индустриальных центров, но позже стало ясно, что атмосферные загрязнители способны распространяться по воздуху на большие расстояния, оказывая неблагоприятное воздействие на районы, находящиеся на значительном удалении от места выброса этих веществ. Таким образом, загрязнение атмосферы - это глобальное явление, и для контроля над ним необходимо международное сотрудничество.

К числу наиболее распространенных загрязнителей атмосферы относятся такие газы, как фреоны (хлорфторуглероды), диоксид серы (SO₂), углеводороды и оксиды азота. Загрязнение может привести к значительному снижению естественной концентрации газов, входящих в состав атмосферы, например озона в стратосфере. Но поразительно другое: концентрация озона выше в тех районах, где среднемесячное содержание загрязнителей в нижних слоях атмосферы составляет 200 млн.-¹, чем там, где максимальная величина загрязнения не превышает 0,04 млн.-¹. Подобные аномалии высоких концентраций озона наносят ущерб многим сельскохозяйственным культурам, например томатам: суммарные потери урожая за счет избытка озона составляют в Калифорнии около 1 млрд. долларов в год.

В сочетании с углеводородами и соединениями группы NО озон может представлять собой прямую опасность для здоровья людей, и кроме того, является одной из важных составных частей фотохимического смога. Пыль, шум, чрезмерное количество тепла, радиация и электромагнитные поля - все это загрязнение атмосферы. В результате деятельности металлургических заводов, сжигания отходов, работы тепловых электростанций температура атмосферы повышается, а увеличение углекислого газа, доля которого за 120 лет увеличилось на 17%, приводит к так называемому «парниковому эффекту». К парниковым газам также относится и метан, поступающий в атмосферу при добыче нефти, газа, угля, а также при гниении органических остатков, росте численности крупного рогатого скота. Прирост метана составляет 1,5 % в год. Сюда же можно отнести такое соединение, как закись азота, попадающее в атмосферу в результате широкого использования в сельском хозяйстве азотных удобрений, а также в результате сгорания углеродсодержащих топлив на теплоэлектроцентралях.

Однако не стоит забывать, что несмотря на огромный вклад перечисленных газов в «парниковый эффект», главным парниковым газом на Земле является все же водяной пар. При этом явлении тепло, полученное Землей, не распространяется в атмосферу, а благодаря парниковым газам остается у поверхности Земли, и лишь только 20% от всего теплового излучения земной поверхности безвозвратно уходит в космос. Грубо говоря, парниковые газы образуют своеобразный стеклянный колпак над поверхностью планеты. В дальнейшем это может привести к усиленному таянию льдов и к непредсказуемому поднятию уровня мирового океана, к затоплению части побережья материков, исчезновению целого ряда видов растений и животных, не способных приспособиться к новым природным условиям жизни. Явление «парникового эффекта» является одной из главных первопричин такой актуальной проблемы, как глобальное потепление климата.

Не менее важной проблемой является обеднение озонового слоя Земли. Как известно, атмосфера является радиационным щитом Земли. В верхних слоях атмосферы на высоте 15-50 километров от земной поверхности кислород и озон поглощают большую часть поступающей извне коротковолновой радиации. Это ультрафиолетовое излучение, рентгеновские и гамма-лучи, которые по своей физической природе пагубны для живых существ, так как разрушают генетический аппарат.

По оценкам экологов при уменьшении концентрации озона стратосферы на 5% интенсивность ультрафиолетового излучения у поверхности Земли возрастет на 7,5-15%, что может повлечь за собой увеличение заболеваемости раком кожи на десятки, а то и сотни тысяч случаев в год. Существование этого слоя заметно ограничивает интенсивность и масштабы конвективного перемешивания атмосферы, поэтому любые нарушения слоя инверсии приведут к резкой глобальной смене погодных условий, а значит и к изменению климата на Земле. В верхних слоях атмосферы молекулы кислорода (О₂) диссоциируют под действием излучения на атомы (О), которые соединяются с молекулами, образуя озон (О₃). Под действием солнечного света эта реакция обратима. В озоновом слое концентрация озона поддерживается на некотором равновесном уровне. Фреоны представляют собой группу химических соединений, куда входят, в частности, четыреххлористый углерод и хлороформ.

Обычно фреоны используют в качестве растворителей, распылителей аэрозолей, в холодильных установках. Эти вещества сравнительно устойчивы в нижних слоях атмосферы, где часто способствуют возникновению парникового эффекта. Они очень летучи и поэтому, в конечном счете, оказываются в стратосфере. На высоте более 25 километров хлорсодержащие и фторсодержащие соединения распадаются под влиянием солнечного света, высвобождая атомы хлора или фтора, которые реагируют с озоном, причем каждый такой атом разрушает 10⁵ молекул озона, т.е. диссоциация озона на молекулярный и атомарный кислород происходит с большей скоростью, чем обратная реакция. Таким образом, примесь фреонов нарушает равновесие между кислородом и озоном. При современном уровне загрязнения этими соединениями через 20 лет количество озона уменьшится на 10%, а за полвека может разрушится около двух его третей.

В 1987г. впервые наблюдалось полное, хотя и носившее сезонный характер, разрушение озонового слоя над Антарктидой. В 1997 году озоновая дыра по площади составляла уже 27,3 млн. квадратных километров, что вдвое превышает размеры Европы. В настоящее время озоновая дыра появилась и над Шпицбергеном, что вызывает немалую озабоченность европейского ученого сообщества, ведь в озоновой дыре содержание непосредственно озона составляет на 40-50% меньше допустимого.

Нельзя обойти стороной и такое явление, как выпадение кислотных дождей, также вызываемое химическим загрязнением атмосферы. Это явление теснейшим образом связано с загрязнением гидросферы и литосферы, но предотвратить его возможно только путем сокращения выбросов в атмосферу. Кислотные дожди - не простое и не единичное явление. При сжигании ископаемых горючих материалов образуется диоксид серы и оксиды азота, а при неполном сгорании образуются еще и углеводороды. Все эти вещества поступают в атмосферу в газообразном состоянии, но иногда вымываются оттуда, выпадая на землю с осадками.

Рис.1. Пекин в дождливую погоду (слева) и в ясный солнечный день (справа). Солнца не видно, так как город окутан смогом

Сюда же, к атмосферным загрязнениям, мы относим и шумовое загрязнение, негативно сказывающееся на здоровье человека. В наш век - век заводов, мощной техники, век самолётов и ракет, происходит очень большое загрязнение атмосферы всякими звуками, вызывая тем самым шумовое загрязнение атмосферы. Природный звуковой ландшафт на земле был всего 30-60 децибел. Жизнь человека в абсолютной тишине практически невозможна. Однако и в природе существуют генераторы звука, которые превышают санитарные нормы (например, гром - 150 децибел). Учёные определили санитарные нормы для человека, его нормальной жизни:

v Санитарная норма ночи - 30 децибел

v Санитарная норма для больниц и санаториев - 35 децибел

v Для квартир и учебных заведений - 40 децибел днём.

Однако в нашей повседневной жизни шум часто превышает допустимые нормы, вызывая у человека дискомфорт. Так при шуме 80 децибел ослабляется слух, возникают нервно-психические заболевания, гипертония, повышается агрессивность у человека. Очень сильный шум (более 110 децибел) приводит неправильной работе вестибулярного аппарата, потерям сознания, головным болям, к так называемому «шумовому опьянению», а после и разрушению слухового аппарата. Еще 100 лет тому назад уровень шумов в городах не превышал 60 децибел, а сейчас 70 децибел и более. Все большее внимание в последние годы ученый мир стал уделять проблеме электромагнитного загрязнения атмосферы.

Не так давно ученые из Соединенных Штатов пришли к ужасающим выводам: в результате использования сотовой связи резко сократилась численность диких пчел и шмелей, чьи организмы не выдерживают воздействия волнового излучения, теряют способность к размножению. В результате в десятки раз снижается возможность оплодотворения цветковых растений насекомыми, что в конечном итоге может привести к нарушению всей цепочки питания, а значит, исчезнуть с лица Земли могут не только десятки тысяч различного рода видов живых организмов, но даже целые классы. Также врачи-кардиологи установили, что число инфарктов и инсультов в результате воздействия электромагнитных волн на организм человека выросло в разы, что, безусловно, приводит к выводу о том, что жизнь человека окруженного в быту электромагнитными приборами все больше и больше становится подверженной риску.

Самым тяжёлым отрицательным влиянием на организм человека является радиоактивное заражение окружающей среды. По результатам экспериментов на животных и изучение последствий облучения людей после взрыва атомных бомб у Хиросимы и Нагасаки, а позже в Чернобыле было установлено, что острое действие радиации проявляется в виде лучевой болезни и может привести к смерти. Сейчас защита населения и биосферы от радиоактивного загрязнения в связи с возрастающим радиоактивным заражением планеты стал одной из актуальных проблем экологии. Сегодня главным источником радиоактивного заражения биосферы являются радиоактивные аэрозоли, которые, попадая в атмосферу во время испытаний ядерного оружия, аварий на атомных электростанциях и радиоактивных производствах, а также радионуклиды, которые выделяются из радиоактивных отходов, захороненных на суше и море.

После того, как 26 апреля 1986 года произошла крупнейшая техногенная катастрофа на атомной электростанции, человечество на собственном горьком опыте смогло убедиться в том, какую опасность представляет радиоактивное загрязнение. В атмосферу попало громадное число радиоактивной взвеси, вызванной в результате взрыва и последующего пожара. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению. Загрязнению подверглось более 200 000 квадратных километров, примерно 70 % - на территории Белоруссии, России и Украины.

Загрязнение было очень неравномерным, оно зависело от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, в которых в это время прошёл дождь. Большая часть стронция и плутония выпала в пределах 100 километров от станции, так как они содержались в основном в более крупных частицах. Йод и цезий распространились на более широкую территорию. Затем радионуклиды вместе с дождём или опавшими листьями попали в почву, и сейчас они поступают в сельскохозяйственные растения, в основном, через корневую систему. В результате того, что из атмосферы радиоактивные вещества попали в почву и воду, среди населения зараженных местностей увеличилось число онкологических заболеваний. Щитовидная железа - один из органов, наиболее подверженных риску возникновения рака в результате радиоактивного загрязнения, потому что она накапливает иод-131, особенно высок риск для детей. В 1990-1998 годах было зарегистрировано около 1800 случаев заболевания раком щитовидной железы среди тех, кому в момент аварии было менее 18 лет. Учитывая низкую вероятность заболевания в таком возрасте, часть из этих случаев считают прямым следствием облучения. Эксперты считают, что количество заболеваний раком щитовидной железы будет расти ещё в течение многих лет.

1.2 Загрязнение гидросферы

Литосферой называют твердую оболочку Земли. Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 килограмм полимерных, трудноразлагаемых отходов, таких как резина или пластик. Верхние слои литосферы называется почвой.

Почвенный покров является важнейшим природным образованием и компонентом биосфера Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. И каждый год плодородных почв становится все меньше, и это происходит, в том числе и потому, что почвы загрязняются отходами. Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия являются одними из основных загрязнителей почвы. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, пришедшие в негодность предметы домашнего хозяйства. Все это собирается и вывозится на свалки.

Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратился в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Иногда коммунально-бытовые отходы стремятся закапывать в землю, однако этот способ не менее опасен для окружающей среды, так как он, в конечном счете, приводит к загрязнению подземных вод. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора путем сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

Еще более опасными загрязнителями почвы являются промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол, крайне ядовитых веществ.

При производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки. При производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, при попадании в дыхательную систему человека они могут вызывать обострение хронических заболеваний органов дыхания. При эксплуатации шин в окружающую среду попадают изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходят сильные пожары, которые очень трудно тушить.

Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами. Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, ртуть, кадмий, хром. Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям. Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм животных и людей и вызывать тяжелые для здоровья последствия.

Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами. Так, одна люминесцентная лампа содержит 80 миллиграмм ртути, поэтому их категорически запрещается бить. При постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит поражение нервной системы, приводящей к возбудимости и ослаблению памяти. Весьма токсичным для живых организмов является свинец. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании бензина, так как 1 литр бензина содержит до 0,5 грамм тетраэтилсвинца.

Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве равна 32 миллиграмма в одном килограмме почвы. Превышение этого показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и головного мозга. Загрязнение почвы медью и цинком приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Большую опасность для здоровья человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Потребление пищи, содержащей повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице, ослаблению костей.

Крайне опасным является загрязнение почвы пестицидами (ядохимикатами), используемыми в сельском хозяйстве Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях. Пестициды по назначению подразделяются на следующие группы:

v инсектициды, представляющие собой химикаты для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, карбаматы);

v гербициды, предназначенные для борьбы с сорными травами;

v фунгициды - химикаты для борьбы с грибковыми болезнями растений - регуляторы роста растений;

v дефолианты, вызывающие преждевременное старение листьев растений. Они широко применяются при механизированной сборке хлопка для ускорения опадения листьев у хлопчатника.

Одним из первых пестицидов был печально известный ДДТ - дифенилдихлортрихлорэтан. Этот препарат обладал высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против малярийных комаров, клещей, вшей. В годы войны с помощью ДДТ успешно подавляли очаги сыпного тифа и малярии. В Советском Союзе с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру.

Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга нарушается. Применение ДДТ в настоящее время запрещено, но предполагают, что в биохимическом круговороте количество ДДТ в настоящее время составляет около 1 миллиона тонн. Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве обусловлена тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной при их применении. Трудно себе представить уничтожение колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов.

Как и в случае с атмосферой, к наиболее тяжелым последствиям приводят радиоактивное загрязнение почвы. В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 1% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальные 99% выгружаются из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива представляют собой трудноразрешимую проблему. Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200 000 кубометров радиоактивных отходов с низкой активностью и 10 000 кубометров высокоактивных отходов.

Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения. Высокоактивные жидкие радиоактивные отходы, способные к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и специальных помещений для хранения. В настоящее время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения.

Еще в 1973 году ЮНЕСКО опубликовала список десяти самых опасных загрязнителей биосферы. Их перечень и краткая характеристика приведены в следующей таблице:

Табл.1. Десять самых опасных загрязнителей биосферы

1.4 Засорение космического пространства

В данной работе мы рассмотрели очень важный комплекс проблем современности, связанный глобальными экологическими проблемами современности. Удалось, доказать, что главным виновником и главной же жертвой данной ситуации является человечество, которое, само того не ведая в течение всей своей истории существования осуществляя насилие над природой, осуществляло насилие над собой. Только с развитием экологии как науки удалось понять, сколь губительны для человечества последствия неразумного воздействия на природу.

Нами рассмотрен целый комплекс загрязнений различных оболочек Земли и космического пространства, составляющий костяк глобальных экологических проблем, достаточно подробно рассмотрены явления, порождающие загрязнения, приведены соответствующие статистические данные. Далее в работе рассмотрена взаимосвязь между собой всех экологических проблем, и возможные пути выхода из сложившейся ситуации. Постулируется тот факт, что одновременно с их серьезнейшим обострением проблем, наметилось общее стремление искать выходы из складывающейся, порой критической, ситуации. В этой связи, среди наиболее перспективных направлений природоохранной деятельности можно назвать различные общественные движения, внутри- и межгосударственные акции, в силу своей официальности, имеющие серьезное воспитательное значение.

Уделяется внимание вопросам внедрения нового типа экономических отношений - экокономики, - ставшего возможным только в результате планомерного сотрудничества государственных и международных структур с промышленным комплексом. В работе кратко рассказывается о первых успехах этого принципиально нового подхода.

Список литературы

1. Клименко О.В. Проблемы экологии, М., 1994.

2. Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация, М., 2003.

3. Кузнецов С.Д., Маркин Ю.П. Состояние атмосферы, СПб., 1999.

4. Войткевич Г. В., Вронский В. А. Основы учения о биосфере, М., 1999.

5. Сигачев А.С. Загрязнение космического пространства, М., 2005.

6. Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. - М.: Мысль, 1988.

7. Войткевич Г. В. , Вронский В. А. Основы учения о биосфере: Кн. Для учителя. - М.: Просвещение, 1989.

8. География в школе. № 2. Март-апрель 1991.

9. Природопользование: Проб. Учеб. Для 10-11 кл. профильных шк. /Н. Ф. Винокурова, Г. С. Камерилова, В. В. Николина и др. - М.: Просвещение, 2005.

10. Страны и народы: Науч.-попул. геогр.-этногр. изд. в 20-ти т. Земля и человечество. Глобальные проблемы/ Отв. Ред. И. Т. Фролов. - М.: Мысль, 1985.

11. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий, - М.: Недра, 2002.

12. Григорьев А.А. Города и окружающая Среда. Космические исследования. - М.: Мысль, 1982.

13. Одум Ю. Основы экологии. - М.: Мир, 1995.

14. Радзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. - М.: Просвещение, 1996.

Размещено на Allbest.ru