Характеристика современного экологического кризиса

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Современный глобальный экологический кризис носит исключительно антропогенный характер.

Истоки этого кризиса лежат в переходе от потребляющего природопользования к производящему. Поток энергии в экосистемах и в биосфере в целом статистически постоянен. Устойчивость экосистем обеспечивается таким распределением этого потока энергии, которое требуется для поддержания необходимого разнообразия видов и максимальной замкнутости круговорота веществ. Производящий тип природопользования базируется на перераспределении потока энергии в сторону максимального создания продукции, используемой человеком, и, следовательно, не может не нарушать устойчивости экосистем. Пока производство носило натуральный характер, то есть было направлено на удовлетворение необходимых жизненных потребностей человека и в существенной степени зависело от сохранности и устойчивости не подвергавшихся преобразованием природных экосистем между природными, квазиприродными и искусственными подсистемами среды обитания человека поддерживалось относительное равновесие и глобального нарушения равновесия в биосфере не происходило. Но по мере перехода к преимущественно товарному производству, нацеленному на извлечение максимальной прибыли и неограниченный рост потребностей в товарах, доля искусственной и квазиприродной подсистем постоянно увеличивается в ущерб природным подсистемам, их способности к самосохранению. Утрата равновесия экосистем и переход в состояние глобальной сукцессии ставит под сомнение возможность жизнеобеспечения человечества с помощью сложившихся способов природопользования, так как направление эволюции экосистем непредсказуемо.

Функционирование природных экосистем базируется на круговороте веществ, обеспечивающих их воспроизводство.

Производственная деятельность человека сознательно и бессознательно направлена на предотвращение замкнутости круговорота. Компоненты искусственной подсистемы должны быть максимально долговечны и устойчивы к любым природным воздействиям, поэтому используемое для их создания исходное сырье обрабатывается так, чтобы его включение в природные круговороты веществ и элементов свести к минимуму. Именно это лежит в основе как кризиса исчерпаемых ресурсов, так и загрязнения всех сред обитания новыми, чужими для естественной природы ксенобиотиками.

Нарушение замкнутости круговорота веществ ведет к опережающему расходу и возобновляемых ресурсов экосистем, что становится причиной постоянного роста энергозатрат на производство единицы продукции. В результате за два столетия человечество вынуждено перешло от использования текущего потока энергии в экосистемах к расходу энергии, накопленной ими в геологическом прошлом Земли и столкнулось с угрозой исчерпания этих ресурсов и грядущего резкого снижения уровня удовлетворения потребностей.

Перечисленные выше экологические проблемы подрывают устойчивость сложившихся социальных систем, обостряют межгрупповые конфликты и увеличивают их количество. Это снижает возможности коллективного решения глобальных общечеловеческих проблем, а с учетом мощи современного вооружения создает опасность развития губительного для человечества военного конфликта.

1. Основные виды антропогенных воздействий на биосферу

Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ, рассмотренного нами во второй лекции.

Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота -- земледельческая культура -- промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

-- упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

-- концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

-- рост ядовитых отходов от химических производств;

-- введение в экосистему новых видов;

-- появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия (Котлов, 1978). Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территорий, возникающие после ее застройки, и др.

Нарушение основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными.

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, по-лезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также видов животных и растений и т. д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т. д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим подробнее.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.

По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (по Н. Ф. Реймерсу, 1990; с изменениями). По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

-- диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы);

-- тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути;

-- некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

-- нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

-- хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

-- оксиду углерода и оксидам азота (в городах).

Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины -- весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

· ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным экосистемам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д);

· параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

· биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);

· стациально-деструкционное загрязнение (стация -- место обитания популяции, деструкция -- разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

Антропогенное загрязнение воды превышает естественные возможности водоемов к самоочищению.

Обычно все виды антропогенного загрязнения подразделяют на три типа: биологический, химический, физический.

Биологическое загрязнение. Основным источником являются бытовые сточные воды и стоки животноводства. При отсутствии или неисправности канализационных и очистных систем эти стоки привносят в водоемы массу мертвых органических веществ и живых организмов, в первую очередь микроорганизмов, в том числе и патогенных для человека и животных. Увеличение концентрации органических веществ создает в водоеме более комфортные условия для одних групп организмов и неблагоприятные для других. Это приводит к изменению видовой структуры биоценоза, нарушению равновесия в экосистеме и может привести к полной смене биоценоза.

Наличие в водоеме патогенных микробов создает условия для широкого распространения инфекционных заболеваний человека и животных при гигиеническом и пищевом использовании водоема и населяющих его организмов.

Химическое загрязнение. Основными источниками химического загрязнения являются растениеводство, промышленность, транспорт. Ядохимикаты и минеральные удобрения, различные токсические соединения, в том числе соли тяжелых металлов, поверхностно-активные вещества (ПАВ), в том числе синтетические моющие средства, нефть и нефтепродукты, вызывают гибель значительной части организмов, нарушая структуру биоценоза, сбалансированность круговорота веществ в экосистеме, процессы самоочищения. Нефть и нефтепродукты, образуя на поверхности воды тонкую пленку (поверхностный слик), препятствуют нормальному газо - и водообмену, чем усугубляют токсическое воздействие. Различные химические вещества накапливаются в тканях организмов, включаются в круговорот веществ экосистем и проявляют свои токсические, мутагенные и другие свойства далеко от места первичного загрязнения, а также в продуктах питания.

Физическое загрязнение. Основными источниками этого вида загрязнения являются горнодобывающая и строительная промышленность. Сброшенные в водоем пустая порода и строительный мусор приводят к его обмелению и изменению характера донных отложений, а вследствие этого нарушение температурного и светового режима, что неизбежно приводит к изменению биоценоза и нарушению равновесия экосистемы. Все вместе это может привести к зарастанию, заболачиванию и самоликвидации водоема.

2. Антропогенные изменения атмосферы

антропогенный экологический возобновляемый

Производственная деятельность человека приводит к изменениям в постоянном газовом составе атмосферы.

СО2 Увеличение концентрации СО2 в атмосфере происходит вследствие широкомасштабного сжигания топлива. К 2010 году его концентрация достигла 0,04%. Поскольку отраженные от поверхности Земли солнечные лучи задерживаются молекулами углекислого газа, то указанное увеличение концентрации привело к развитию так называемого "парникового эффекта" и повышению среднегодовой температуры на 0,6 градусов. Такое общее потепление климата на планете неизбежно приводит к таянию ледников и связанным с ним увеличением доли воды на поверхности планеты и в атмосфере. В свою очередь это ведет к длительному периоду погодной климатической нестабильности.

О2 Годовой расход кислорода на Земле в 1000 раз превышает его образование зелеными растениями. И хотя изменений концентрации кислорода в атмосфере пока не наблюдается, экологи считают, что дальнейшее уменьшение площадей лесных массивов (особенно в экваториальном поясе) в сочетании с увеличением потребления неизбежно приведет к снижению доли кислорода в атмосфере.

О3. Начиная с 80-х годов прошлого века, в районе над Антарктидой зафиксированы разрушения озонового слоя, максимум которых достигал 10000 кмІ. Точные причины этого явления неизвестны. Однако тот факт, что почти за столетие исследовательских работ в Антарктике подобные нарушения озонового слоя зафиксированы только в наши дни, позволяет предположить его антропогенные истоки.

АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА подразделяется на газообразное и физическое. Для контроля и характеристики загрязненности среды введен показатель предельно допустимых концентраций (ПДК) - максимального количества миллиграмм вещества в 1 кубическом метре воздуха.

ГАЗООБРАЗНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА происходит в результате выбросов в атмосферу промышленными предприятиями и транспортом различных газов. Наиболее распространенными из них являются:

Сернистый газ (SО2). Источники загрязнения: химическая и металлургическая промышленность, теплоэлектростанции, котельные, автотранспорт. Количество в дыме зависит от содержания серы в топливе. ПДК разовая - 0,5 мг/м, среднесуточная - 0,15 мг/м3.

Окись углерода СО. Газ без цвета и запаха. Образуется при неполном сгорании топлива, присутствует во всех дымовых выбросах и выхлопных газах. Основные источники: домны, коксовые и газогенераторные производства, автотранспорт (в больших городах концентрация окиси углерода может достигать среднего значения 10 мг/м3). ПДК разовая - 6 мг/мі, суточная - 1 мг/мі. СО вступает в реакцию с гемоглобином, препятствуя его реакции с кислородом и вызывая удушье, действует на ЦНС; возможно хроническое отравление.

Окислы азота (NO, N2O5, NO2) - смесь непостоянного газового состава. Источники загрязнения: выбросы промышленных предприятий по производству азотных соединений, крупномасштабные взрывные работы. ПДК суточная 0,1 мг/мі, разовая - 0,3 мг/мі. При длительном вдыхании вызывает бронхиты, истощение, анемию, нарушение желудочной секреции, разрушение зубов, ухудшение состояния больных туберкулезом и лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями. В атмосфере, соединяясь с водяными парами, окислы азота превращаются в азотную и азотистую кислоту.

ФИЗИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА. Содержание в воздухе некоторого количества пыли (наземной, космической, морской) - явление естественное и не представляющее опасности для живых организмов благодаря процессам самоочищения воздуха, с одной стороны, и сформировавшимися в процессе эволюции системам защиты внутренней среды организмов от проникновения пыли - с другой.

Опасность представляют пылевые частицы, выбрасываемые промышленными предприятиями и транспортными средствами, способные благодаря своим размерам и низкой массе преодолевать барьерные системы организмов и длительное время находиться во взвешенном состоянии. Пылевое загрязнение воздуха не только накладывает отпечаток на внешний вид местности, но и изменяет микроклиматические условия, способствует развитию парникового эффекта. Многие химические соединения (свинца, марганца, мышьяка, фтора, ртути, углеводороды и др.), присутствующие в дымовых выбросах, могут вызывать хронические отравления. Но и нетоксические компоненты пыли могут вызывать поражение органов дыхания, кожи и глаз.

Современный кризис - результат совместной эволюции сложной саморегулирующейся системы: природа - человеческое общество. Эволюция саморегулирующихся систем носит необратимый характер.

Следовательно, возможности вернутся назад, к менее производительным, но более равновесным взаимоотношениям с природой, у человечества нет. Тем более, что все современные естественные природные экосистемы сформировались во взаимодействии с созданными человеком искусственными и квазиприродными системами и могут сохранять свое хрупкое равновесие, только когда эти системы работают.

Человечество не может и остановиться в своем развитии на достигнутом уровне. В соответствии с законами равновесия открытых систем создание высокоупорядоченных искусственных и квазиприродных подсистем, привело к такому увеличению энтропии в целом и так ускорило эволюцию биосферы, что любое эффективное сегодня производство завтра может оказаться неэффективным и не обеспечить удовлетворение потребностей человека. Другими словами мы обречены развивать науку и совершенствовать производство.

Следовательно, без дальнейшего развития человечеству не выжить, но и если оно будет развиваться в том же направлении, что и прежде, перспектива не изменится. Развитие человечества должно приобрести устойчивый характер на базе рационального природопользования.

Размещено на Allbest.ru