Изменение природной среды человеком

      Европейский Север России относится к регионам, где биоценозы в силу влияния  Арктики всегда находились в состоянии неустойчивого равновесия. Однако в хозяйственной деятельности это не учитывалось. Так, только за последние 50 лет в области изъято около 1млрд кубометра леса; целлюлозно-бумажными предприятиями полностью выведена из оборота питьевой воды Северная Двина; испытаниями ядерного оружия на Новой Земле, оборонными предприятиями превышены все пределы радиационной опасности. В результате бассейн Северной Двины и побережье Белого моря находятся на грани экологической катастрофы.

      Причин  создавшегося положения много. Но главным из них являются: размещение предприятий  без учёта повышенной уязвимости природы Севера и крайне медленных восстановительных процессов; несовершенство применяемых технологий и медленный научно-технический прогресс в большинстве отраслей хозяйства; остаточный принцип финансирования природоохранной деятельности; отсутствие экономической заинтересованности в ресурсосбережении, так как нет совершенной системы оценки стоимости потребляемых ресурсов; безответственность многих хозяйственных органов и руководителей по отношению к охране природы; отсутствие системы экологического образования и, как следствие, общей экологической культуры.

  Охрана природы, казалось бы, должна осуществляться главным образом в процессе использования природных ресурсов. Ее основой должен стать профилактический принцип устранения причин, вызывающих загрязнение, вместо преобладающей ныне борьбы с их последствиями, а главным условием – создание экологически чистых технологий, построенных на принципах наибольшей изолированности от природной среды и максимального сходства технологических процессов с природными.

     Хозяйственная деятельность человека, приобретая все  более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. Вы уже узнали о некоторых результатах деятельности человека и их влиянии на биосферу. К счастью, до определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество уже столкнулось в ряде регионов планеты.

      По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5-0,6 "С. К началу 2000 г. средняя температура на планете  повысилась на 1,2 "С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.

     Потепление  климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Изменения, которые  могут произойти вследствие этого, просто трудно предсказать.

    Решить  данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.

    В последние годы ученые все с большей  тревогой отмечают истощение озонового  слоя атмосферы, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесс происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение губительно для живых организмов.

     Основной  причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых в производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же они разрушаются очень медленно, в течение 50-200 лет. В 1990 г. в мире производилось более 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ.

     Учитывая  опасность, нависшую над планетой, международное сообщество сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международное соглашение, по которому производство фреонов в мире к 1999 г. должно было сократиться примерно на 50% . Для использования в качестве пропеллента в аэрозолях уже найден заменитель фреона – пропан-бутановая смесь. По физическим параметрам она не уступает фреонам , но, в отличие от них, огнеопасна. Тем не менее такие аэрозоли уже производятся во многих странах, в том числе и в России. Сложнее обстоит дело с холодильными установками  - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы фреоны имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен  и все же уступает фреонам по физическим параметрам. Неплохие результаты получены для полностью фторированных углеводородов. Во многих странах ведутся разработки новых заменителей и уже достигнуты неплохие практические результаты, но полностью эта проблема еще не решена. Использование фреонов продолжается и пока далеко до стабилизации уровня фреонов в атмосфере.

     Вместе  с тем, ранние прогонозы, предсказывающие, что при сохранении современного уровня выброса фреонов, к середине 21 века содержание озона в стратосфере может упасть вдвое, были слишком пессимистичны. Во-первых, дыра над Антарктидой во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета и во время полярной ночи не идет. Зимой над Антарктидой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способно нанести серьезный ущерб озонному слою. Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона оказывают влияние полярные стратосферные облака. Во-вторых, при разрушении озонного слоя жесткий ультрафиолет начнет проникать глубже в атмосферу. Но это означает, что образование озона будет происходить по-прежнему, но только немного ниже, в области с большим содержанием кислорода.

     Хотя  первые мрачные оценки были пересмотрены, это ни в коем случае не означает, что проблемы нет. Скорее стало ясно, что нет немедленной серьезной опасности. Но сокращать использование фреонов по-прежнему необходимо.

     Массовое  сведение лесов - одна из наиболее важных глобальных экологических проблем современности.

     Вы  уже знаете, что лесные сообщества играют важнейшую роль в нормальном функционировании природных экосистем. Они поглощают атмосферные загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии, регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению уровня грунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ.

Уменьшение  площади лесов нарушает процесс  круговорота кислорода и углерода в биосфере.

Несмотря  на то, что катастрофические последствия  сведения лесов уже широко известны, уничтожение их продолжается. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет около 42 млн. км², но она ежегодно уменьшается на 2%.

     Сведение  лесов влечет за собой гибель их богатейших флоры и фауны. Человек  обедняет облик своей планеты.

     Серьезные предупреждения ученых, прозвучавшие в декларациях Организации Объединенных Наций, других международных организаций, начали находить отклик. В последние годы во многих странах мира стали успешно проводиться работы по искусственному лесоразведению и организации высокопродуктивных лесных плантаций.

     Серьезнейшей  экологической проблемой стали отходы промышленного и сельскохозяйственного производств. Вы уже знаете, какой вред они наносят окружающей среде. В настоящее время делаются попытки уменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой целью разрабатываются и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся дорогостоящие очистные сооружения и отстойники. Но практика показывает, что они хоть и снижают опасность загрязнения, все-таки не решают проблему. Известно, что даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные минеральные вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Воды такого качества могут стать пригодными для потребления только после многократного разбавления чистой водой. Подсчеты показывают, что на все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление сто ков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 год показывают, что если даже очистка охватит все сточные воды, все равно на их разбавление потребуется 30-35 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию. А ведь во многих районах такие ресурсы уже находятся в остром дефиците,

     Очевидно, решение проблемы возможно при разработке и внедрении в  производство совершенно новых, замкнутых, безотходных  технологий. При их применении вода не будет сбрасываться, а будет многократно  использоваться в  замкнутом цикле. Все побочные продукты будут не выбрасываться в виде отходов, а подвергаться глубокой переработке. Это создаст условия для получения дополнительной нужной человеку продукции и обезопасит окружающую среду.

     В сельскохозяйственном производстве важно строго соблюдать правила агротехники и следить за нормами внесения удобрений. Так как химические средства борьбы с вредителями и сорняками приводят к существенным нарушениям экологического равновесия, ведутся  поиски путей преодоления этого кризиса в нескольких направлениях.

     Ведутся работы по выведению сортов растений, устойчивых к сельскохозяйственным вредителям и болезням: создаются бактериальные и вирусные препараты избирательного действия, поражающие, например, только насекомых - вредителей. Изыскиваются пути и способы биологической борьбы, то есть ведется поиск Гидроэлектростанция и размножение естественных врагов, уничтожающих вредных насекомых. Разрабатываются высокоизбирательные препараты из числа гормонов, антигормонов и других веществ, способных действовать на биохимические системы определенных видов насекомых и не оказывать ощутимого действия на другие виды насекомых или иные организмы.

     Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии  на теплоэлектро-энергетических предприятиях. Потребность в энергии - одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современного сложно организованного человеческого общества, но и для простого физического существования каждого человеческого организма. В настоящее время в основном электроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях.

      Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям.

     Прежде  всего строительство плотин на больших  равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связано с переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий.

     Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает  непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек.

     В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

     В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.

     Этот  список отрицательных последствий  строительства ГЭС на равнинных  реках можно продолжить. Крупные  высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин привел к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

     С экологической точки зрения АЭС  являются наиболее чистыми среди  других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды по крайней мере 99,999% всех получающихся радиоактивных отходов.

     Не  все знают, что уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но этот фактор второстепенный по сравнению с главным бедствием от установки на органическом топливе, наносимом природе и людям, - выбросами в атмосферу химических соединений, являющихся продуктами сгорания.

     Хотя  АЭС экологически более чистые, чем  просто электростанции, они таят в  себе большую потенциальную опасность  в случае серьезных аварий реактора. В этом мы убедились на примере Чернобыльской катастрофы. Таким образом, энергетика ставит, казалось бы, неразрешимые экологические проблемы. Поиски решения проблемы ведутся в нескольких направлениях.

     Ученые  разрабатывают новые  безопасные реакторы для атомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это прежде всего энергия Солнца и ветра, тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана. Во многих странах, в том числе и у нас, уже созданы не только опытные, но и промышленные установки на этих источниках энергии. Они еще сравнительно маломощные. Но многие ученые считают, что за ними большое будущее.