Глобальные экологические проблемы

Глобальные экологические проблемы – проявления таких процессов, как изменение климата, истощение озонового слоя, снижение биоpазнообpазия, связанные с нарушением сложившегося баланса биосферы как единого целого.

Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощу­тимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. 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.

Человек значительно изменил ход целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимический круговорот и миграцию ряда элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и коли­чественная перестройка всей биосферы планеты. Уже воз­ник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо решить в ближайшее время.

«Парниковый эффект». По новейшим данным ученых, за 80-е гг. XX в. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась, по сравнению с концом XIX в., на 0,5-0,60С. По прогнозам, к началу 2010 г. средняя температура на планете может повыситься на 1,20С, по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температу­ры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида углерода) 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, которое выделяют 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.

Истощение озонового слоя. 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. Их 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.

Под действием ультрафиолетового излучения молеку­лы кислорода (О2) распадаются на свободные атомы, ко­торые, в свою очередь, могут присоединяться к другим мо­лекулам кислорода с образованием озона (О3). Свободные атомы кислорода могут также реагировать с молекулами озона, образуя две молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озоном устанавливается и поддержи­вается равновесие.

Однако загрязнители типа фреонов катализируют (ускоряют) процесс разложения озона, нарушая равнове­сие между ним и кислородом в сторону уменьшения кон­центрации озона.

Учитывая опасность, нависшую над планетой, междуна­родное сообщество сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международное соглашение, по кото­рому производство фреонов в мире должно сокра­титься примерно на 50%.

Отходы производства. Серьезнейшей экологической про­блемой стали отходы промышленного и сельскохозяйствен­ного производств. В настоящее время предпринимаются 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, но 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.

Расчеты показывают, что на все виды водопользова­ния тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление стоков 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 остродефицитны.

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 не будут выбрасываться в виде отходов, а будут подвергаться глубокой переработке. Это со­здаст условия для получения дополнительной нужной чело­веку продукции, и обезопасит окружающую среду.

Производство энергии. Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии на теплоэлектроэнергетических предприятиях. Потребность в энергии – одна из основных жизненных потребностей человека. Энер­гия нужна не только для нормальной деятельности совре­менного сложноорганизованного человеческого общества, но и для простого физического существования каждого че­ловеческого организма. В настоящее время электроэнергию в основном 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 количества людей и потерей пастбищных угодий:

– во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодо­лимые препятствия на пути 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 действующих в настоящее время 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.

Следует учитывать, что фактические объемы радиоак­тивных отходов сравнительно невелики. Для стандартного ядерного энергоблока мощностью в 1 млн кВт – это 3–4 м3 в год. Ясно, что с кубометром даже очень вредного и опасного вещества все же проще обращаться, чем с миллио­ном кубометров просто вредного и опасного, как, например, с отходами тепловых электростанций, которые практи­чески целиком поступают в окружающую среду.

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 главной проблемой установок на органическом топливе и вредом, наносимымими 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.

Загрязнение природных вод. Под загрязнением водо­емов понимается снижение их биосферных функций и эко­номического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате ее естественных выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн т нефти. Нефть образует на воде тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и возду­хом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, зна­чительно возрос выброс в океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные за­грязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие силь­ным токсическим действием. Фоновые концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет       5-15 мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Наибольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к силь­ному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате пря­мого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, сте­кающей с поверхности обработанных сельскохозяйствен­ных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и, частично, с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фос­фора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концент­рации питательных веществ в почве приводит к наруше­нию биологического равновесия в водоеме.

Будет полезно почитать по теме: