Омский государственный педагогический университет
По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы порой и планетарного характера. Однако в полной мере эти проблемы проявились уже во 2-ой половине XX века. Можно выделить следующие критерии глобальных проблем: 1) касаются всего человечества, затрагивая интересы и судьбы всех стран и народов; 2) приводят к значительным экономическим и социальным потерям, а в случае их обострения могут угрожать самому существованию человеческой цивилизации; 3) требуют для своего решения сотрудничества в общепланетарном масштабе, совместных действий всех стран и народов.
Количество глобальных проблем варьирует от 10 до 40 и более к главным проблемам современности относят следующие: - проблема мира и разоружения; - экологическая проблема; - демографическая проблема; - энергетическая проблема; - сырьевая проблема; - продовольственная; - использования Мирового океана; - мирного освоения космоса; - преодоление отсталости развивающихся стран. Экологическая проблема занимает одно из приоритетных мест в списке глобальных проблем.
Экологический кризис в современном мире непосредственно связан с огромным ростом численности населения Земли. В настоящий момент численность населения составляет более 6 млрд. человек. В науке появилось такое понятие как демографический взрыв. Демографический взрыв – периодическое, резкое увеличение численности населения, был характерен для 60-70 гг. XX века, в настоящее время идет на спад. Однако именно быстрый рост населения мира уже создал своего рода фундамент для всех остальных глобальных проблем человечества, ведь чем больше людей, тем больше нагрузка на территорию, тем больше требуется продовольствия и природных ресурсов. На взаимосвязь этих явлений указал английский священник Томас Мальтус еще в конце XVIII в. Он создал научную концепцию, согласно которой население растет быстрее, чем производство продовольствия и, следовательно, сокращение населения из-за голода эпидемий и войн якобы является благом. Однако эта теория не подтвердилась, т.к. производство продовольствия всегда растет быстрее населения..
И все же потребности человека зачастую выше способностей экосистем противостоять человеческой экспансии, и, следовательно, люди быстрее влияют на природу, чем она может восстановиться. Сущность глобальной экологической проблемы можно рассмотреть через законы американского эколога Б. Коммонера. 1) Все связано со всем. Этот закон отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в природе. Он призван предостеречь человека от необдуманного действия человека на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям. 2) Все должно куда-то деваться. Огромное количество веществ извлекается из земли каждый день и, преобразовавшись в новые соединения, рассеиваются в окружающей среде. В результате большие количества веществ нередко накапливаются в тех местах, где их не должно быть. 3) Природа знает лучше. Этот закон призывает к тщательному изучению природных систем и сознательному отношению к преобразующей деятельности. 4) Ничто не дается даром. Этот закон объединяет предшествующие три и.к. глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть потеряно и которая не может являться объектом улучшения; все, что извлечено из нее человеком, должно быть возмещено. Именно количество потребления ресурсов и является основой экологической проблемы.
Экологический кризис (по Н.Ф. Реймерсу) - это конфликтное состояние взаимоотношений между человечеством и природой характеризующееся несоответствием развития производительных сил в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Всю проблему деградации мировой экосистемы можно расчленить на три основные части: 1) деградация окружающей природной среды в результате нерационального природопользования; 2) загрязнение отходами человеческой деятельности; 3) отравление среды составляющими этих отходов. При этом ключевым из этих частей является именно загрязнение. Загрязнение окружающей среды есть внесение в экосистему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается или снижается ее продуктивность. Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах выходящих за рамки своей обычной концентрации.
Ингредиенты загрязнения - это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсические вещества, аэрозоли. По данным ВОЗ, в практике в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 тыс. - токсичны. Наиболее распространенные загрязнители - зола и пыль различного состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы, аэрозоли и т.п. Наибольшее загрязнение атмосферы приходится на долю оксидов углерода - около 200 млн. т в год , пыли - около 250 млн. т в год, золы - около 120 млн. т., углеводородов - около 50 млн. т в год. Прогрессирует насыщение биосферы тяжелыми металлами - ртуть, германий, цинк, свинец и т.п. При этом следует отметить, что при сжигании топлива, особенно угля, с золой и отходящими в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния - в 1.5 раза, молибдена - в 3; мышьяка - в 7; урана и титана - в 10; алюминия, кобальта, йода - в 15; ртути - в 50; лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония - в сотни раз, гелия и германия - в тысячи раз; иттрия - в десятки тысяч.
Процентное соотношение вредных выбросов, производимых странами, примерно следующее: США - 23%; Китай - 13.9%; Россия - 7.2%; Япония -5%; Германия - 3.8%; все остальные - 47.1%. Выделяют следующие виды загрязнений окружающей среды: 1) природные, вызванные какими-либо естественными явлениями, обычно катастрофическими (наводнения, извержения вулканов и т.п.); 2) антропогенные, возникающие в результате деятельности людей. Среди антропогенных выделяют: а) микробиологическое - появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека; б) механическое - засорение среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических последствий; в) химическое - изменение естественных химических свойств среды, или проникновение в сферу веществ, нормально отсутствующих в ней или находящихся в концентрациях превышающих предельно допустимые. г) физическое - изменение естественного физического состояния среды. Последнее подразделяется на: - тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды и отходящих газов; - световое - нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящие к аномалиям в жизни растений и животных; - шумовое - образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня; - электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящие к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах; - радиоактивное, связанное с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ. Загрязняющие вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на 4 массы: твердые, жидкие, газообразные и смешанные. Для всего человечества их объем составляет 40-50 млрд. т в год. К 2025 году их количество может возрасти в 4-5 раз. В настоящее время лишь 5-10% всего добываемого и получаемого сырья переходит в конечную продукцию, тогда как 90-95% его в процессе переработки превращается в отходы. В структуре твердых отходов преобладают промышленные и особенно горнопромышленные отходы. Особенно они велики в России, США, Японии. А по душевому показателю лидируют США, где на каждого жителя за год приходится в среднем 500-600 кг мусора. Несмотря на все увеличивающуюся утилизацию твердых отходов: в большинстве стран она либо находится в начальной стадии либо вовсе отсутствует. Примером деградации окружающей природной среды в результате нерационального природопользования может служить деградация лесов. Гибель лесов - одна из наиболее актуальных проблем, так как леса являются "легкими" планеты. Ежегодно в мире уничтожается более 20 млн. га. Леса исчезают по мере расширения природных угодий и пастбищ, роста заготовки древесины. Особенно угрожающее положение складывается в зоне тропических лесов, где с начала 90-х годов уничтожается около 17 млн. га. В результате за последние десятилетия площадь тропических лесов уже уменьшилась на 30%. Если ситуация не изменится, то через 50 лет может произойти их окончательная гибель. Тропические леса вырубаются со скоростью, которая в 15 раз превышает их естественное восстановление. Гибель лесов может повлечь за собой не только уменьшение количества кислорода в атмосфере и изменение уровня грунтовых вод, но и существенно уменьшить животный мир, т.к. в них обитает более 50% всех видов живых организмов Земли..
Катастрофические результаты влияния человека на природу были впервые восприняты через список истребляемых животных. Только за историческое время зарегистрировано исчезновение более 100 видов крупных млекопитающих и примерно такое же количество видов и подвидов птиц. Среди них были и уникальные: моа (Новая Зеландия), эпиорнис (Мадагаскар), дронт (Маврикий), бескрылая гагарка (Исландия, последний экземпляр погиб в 1844 г.) и другие. Примерно 100 тыс. лет назад при участии человека в Европе исчезли лесные слоны и носороги, позднее та же участь постигла мамонта, шерстистого носорога, гигантского оленя. На Кавказе за последнюю тысячу лет уничтожены: лев (X в.), тур (XII в.), кулан, гепард (XIII в.), бобр, лось (XIX в.), зубр, тигр (XX в.). Главные причины уничтожения млекопитающих - неумеренная охота и борьба с вредителями. Примером тому служит странствующий голубь, заселявший половину Северной Америки - от юга Канады до центра США. Массовое истребление этого вида началось еще в начале XVII в. и проводилось всеми способами, включая вырубку деревьев с гнездами (на одном дереве до 50-100 гнезд). Птиц использовали в пищу или скармливали свиньям. Масштабы истребления были фантастические, только в Мичигане в 1879 г. было уничтожено около миллиарда птиц. Но именно в XIX в. наступил крах. В 1894 г. зафиксировано последнее гнездо, в 1899 г. убита последняя птица в природе, в 1914 г. в зоологическом саду г. Цинциннати умерла последняя старая голубка. В одном из парков Винсконсина установлена мемориальная доска: "В память последнего странствующего голубя, убитого в сентябре 1899 года. Этот вид вымер из-за алчности и легкомыслия человека". Близок был к вымиранию и американский бизон, которого убивали из охотничьего азарта и желания подорвать жизненный уровень индейцев, в результате к 1889 г. их осталось всего 835 голов. Своевременно предпринятая охрана этих животных позволила восстановить их численность до 30 тыс. В Международную красную книгу занесено 236 видов млекопитающих, 287 видов птиц, 36 видов земноводных и 119 видов пресмыкающихся.
Основные промышленные источники загрязнения окружающей среды. Энергетика. К основным воздействиям энергетики на окружающую среду относятся: потребление воды, кислорода, изменение ландшафта, а также многообразные выбросы, сбросы и отходы, поступающие в окружающую среду. Наиболее "грязными" электростанциями, с точки зрения экологии, являются тепловые, загрязняющие, прежде всего, атмосферу. Одним из факторов воздействия ТЭС, работающих на угле, на окружающую среду являются выбросы из систем складирования и транспортировки топлива, пыле- и золоудаления. Основными веществами, поступающими в атмосферу от ТЭС, являются диоксид серы, оксиды азота и углерода. Водохранилища, возникшие в результате сооружения плотин ГЭС, кроме положительного эффекта (регулирование речного стока, снижение опасности наводнений и развития эрозии почв, снабжение водой и др.) - оказывают и отрицательное воздействие на природную среду (это затопление земель и населенных пунктов, засоление и заболачивание почв, затопление и разложение наземной растительности, развитие новых видов флоры и фауны и т.д.).
Нефтедобывающая промышленность. Её воздействие на окружающую среду характеризуется: - загрязнением атмосферы; - потреблением воды для буровых установок и компрессорных станций, заводнением и сбросом загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды на рельеф; - извлечением с нефтью высокомирализованных попутных вод; - изменением ландшафта (земельные работы, изъятие земель для строительства объектов нефтегазодобычи, застройка и т.д.), вырубкой лесов, загрязнением почвы нефтепродуктами, разрушением пластов недр и т.д.; - захоронением отходов бурения; - аварийными разливами нефти. Характерными загрязняющими веществами, образующимися в процессе добычи нефти являются углеводороды и оксид углерода. Значительная масса загрязнений поступает в атмосферу при сжигании нефтяного газа в факелах. Большая часть сточных вод сбрасывается предприятиями в поглощающиеся горизонты (в основном для поддержания пластового давления в нефтяных пластах), поверхностные водоемы, а также на рельеф.
Нефтеперерабатывающая промышленность. Предприятия этой отрасли обычно размещаются в крупных городах и вблизи водоемов (т.к. они являются одним из крупнейших водопотребителей). Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются углеводороды, летучие органические соединения, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Среди прочих проблем можно выделить образование большого количества отходов производства (кислые гидроны, стоки синтетических жирных кислот, сернистощелочные стоки). Газовая промышленность также является загрязнителем атмосферы. Загрязняющие вещества - твердые частицы, диоксид серы, оксид азота, углеводороды. Воздействие на водные объекты связано с потреблением воды для буровых установок, компрессорных станций, сбросом неочищенных сточных вод, тепловым загрязнением водоемов. Последствия воздействия газовой промышленности на литосферу многообразны: изменение ландшафта (земляные работы, застройка, перемещение грузов волоком), вырубка лесов, разрушение пластов недр и т.п. Угольная промышленность - в России действует около 200 шахт, около 70 разрезов и свыше 70 обогатительных фабрик. Воздействие угольной промышленности на среду во многом сходно с Другими отраслями энергетики. Важнейшим фактором является загрязнение воздушного бассейна твердыми и газообразными веществами при добыче, переработке и сжигании твердого топлива (многочисленные котельные, дымящиеся породные отвалы и т.д.). Основные загрязнители: оксид углерода (СО), оксид азота (N0), углеводороды, а также сточные воды.
Черная металлургия - одна из наиболее емких отраслей по загрязнению окружающей среды. Является источником таких опасных загрязнителей как: пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды железа, марганец, кальций, алюминий, кремний, титан, ванадий, фосфор, натрий, калий и др. При производстве кокса образуются высокотоксичные вредные выбросы, соляная и серная кислота, фториды водорода, сероводород, фенолы, цианиды, бен(а)пирен. На предприятиях черной металлургии продолжают сбрасывать большой объем сточных вод в водоемы, куда вместе с ними попадают загрязняющие взвешенные вещества, соединения железа и тяжелых металлов, сульфаты, хлориды. Сильно влияют предприятия этой отрасли и на подземные воды. Так Новолипецкий металлургический комбинат явился источником загрязнения подземных вод родонитами (до 957 ПДК), цианидами (до 308 ПДК), нефтепродуктами (до 80 ПДК), фенолами (до 50 ПДК). Обширно и загрязнение почвы. По данным аэрокосмической съемки, зона загрязнения почвенного покрова прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения. Цветная металлургия - экологически очень опасная отрасль. Загрязняет среду (почву, воды, воздух) тяжелыми металлами, алюминием, медью, цинком, свинцом, никелем, оловом, магнием, кобальтом, сурьмой, титаном, ртутью.
Нефтехимическая и химическая промышленность - наиболее разнообразная по загрязняющим веществам. Помимо широко распространенных в промышленности загрязнителей (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода), выбрасывает и специфические вещества: аммиак, бензин, сероуглерод, сероводород, толуол, ацетон, бензол, ксилол, формальдегид, дихлорэтан, этилацетат, серную кислоту, хлоруглеводород, метанол, капролактам, фенол, этилхлорид. фталевый ангидрид, пентоксид ванадия, хром, хлористый водород, пропилен и др. А также металлическая ртуть. Вместе со сточными водами поступают в водоемы нефтепродукты, взвешенные вещества, азот аммонийный, нитраты, нитриды, хлориды, сульфаты, фосфор, цианиды, роданиды. кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегиды, фурфурол, СПАВ, карбамид, пестициды. Многочисленные накопители предприятий остаются источником загрязнения подземных вод на площадях в десятки км2, что делает невозможным использование водоносных горизонтов для питьевого водоснабжения. Машиностроение: основными источниками загрязнения являются литейное производство, гальванические цехи, цехи механической обработки. арочные и покрасочные цехи. Сточные воды производства содержат токсичные вещества, образующиеся из кислот, солей хрома, цинка, меди, никеля и других тяжелых металлов. Твердые отходы - черные и цветные металлы, шлак, зола, горелая формовочная смесь, шламы и флюсы, древесные отходы, пластмассы.
Оборонная промышленность и вооруженные силы. В оборонной промышленности основными источниками загрязнения являются промышленные котельные, испытательные станции авиационных и ракетных двигателей, литейные и гальванические производства, участки переработки пластмасс, производства спецхимии. В выбросах этих предприятий присутствуют оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, пыль, диоксид серы и специфические вещества. К особенностям воздействия Вооруженных сил на среду относится: - содержание ядерного и химического оружия, атомного флота, ракетных средств; - загрязнение среды при использовании, утилизации и уничтожении разных видов вооружений; - загрязнение остатками высокотоксичного горючего ракет. Утилизация компонентов жидких топлив является большой проблемой. В России были проведены работы по выводу для нейтрализации и захоронения более 500 т промышленных стоков несимметричного демитилгидразина.
Колоссальный вред окружающей среде приносят войны. Они уничтожают растительность, животный мир, загрязняют почву и водные объекты, способствуют деградации природы. Ярким примером такого уничтожения природной среды является война во Вьетнаме. Эту войну иногда называют "экоцидом". Этот термин стал нарицательным в экологии. Под ним стали понимать преднамеренное воздействие человека на природу в военных целях. Так, во время военных действий США в 1961-1975 во Вьетнаме, Лаосе и Кампучии применялась тактика "выжженной земли": проводились массированные бомбардировки с применением напалма. В результате таких бомбардировок образовались огромные пустоши - около 30 млн. воронок глубиной до 6-9 м. Американские войска во Вьетнаме применили отравляющее вещество "эйджент оранж", а также арборицид - химическое вещество для уничтожения растительности. Кроме химических средств американцы использовали мощные бульдозеры ("римский плуг"), которые под корень срезали массивы влажных тропических лесов вместе с почвой; только во Вьетнаме таким путем ежедневно уничтожалось до 40 га лесов. Применялись так же фанаты для расчистки площадок, чтобы мог приземлиться вертолет. Их называли ''косилки маргариток". Войска США применяли и другие экологические воздействия на природу. В частности искусственное вызывание обильных осадков с помощью забрасывания самолетами в облака тонкодисперсных йодистых соединений свинца, серебра и различных компонентов. Такие дожди вызывали подъем уровня воды в реках, наводнения и разрушения населенных пунктов.
Война в Персидском заливе в 1991 году привела к крупнейшей экологической катастрофе. Ирак сбросил в воды залива 1.7 млн. т нефти. Более 550 нефтяных скважин на территории Кувейта, были подожжены и в течении нескольких месяцев выбрасывали в атмосферу ежедневно 125 тыс. т канцерогенных веществ - продуктов горения нефти, переносимые на тысячи километров. Все это привело к глобальным последствиям: выпадению токсичных осадков, сокращению лова рыбы, разрушению природных экосистем, загрязнению одного из основных мест зимовок птиц, и их заболеваниям и массовой гибели. Во время войны в Югославии 2000г. войска НАТО уничтожили химические предприятия, нанеся колоссальный ущерб природе, применяли графитовые бомбы и снаряды с обедненным ураном. В республике Чечне (Российская Федерация) до сих пор ведется война за мобильные нефтеперегонные заводы, которые уничтожаются федеральными войсками и снова восстанавливаются боевиками. Все вышеперечисленные компоненты человеческого воздействия на природу ведут в итоге к изменению ландшафтов. Это сложный процесс, который имеет следующие черты: объединение видового состава и появление антропогенных (культурных) ландшафтов.
На планете выделяют следующие районы деградации природной среды. 1. Районы промышленно-городского загрязнения атмосферы, связанные с работой промышленности и транспорта. Это страны СНГ (Россия, Украина), Северо-восточный Китай, Япония. Индия, города Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес. 2. Районы комплексного нарушения земель, возникшие в местах интенсивного развития горнодобывающей промышленности (Германия, Мертвый пояс Африки, Чили, Перу, США. Австрия, ЮАР). 3. Районы загрязнения мирового океана, связанные с транспортировкой нефтепродуктов (Персидский, Мексиканский залив, Индийский океан). 4. Районы радиоактивного загрязнения - Россия, Украина, США, Китай, Океания. 5. Районы сведения лесов - Россия, Индия, Юго-Восточная Азия, Африка, Амазония. 6. Сокращение peчного стока - Приаралье (реки Амударья и Сырдарья).