Основные экологические проблемы

Если природную среду рассматривать как ресурс, то основной характеристикой возможности использования этого ресурса является климат. Многочисленные исследования показывают, что глобальные изменения климата неизбежны. Среди основных причин таких изменений, прежде всего, называют «парниковый эффект».

Разрушение озонового слоя и «парниковый эффект»

По своей сути озоновый слой Земли является верхним пределом жизни в биосфере. И, несмотря на то, что озона в атмосфере всего 4*10^-7 об.%, этот слой поглощает всю энергию ультрафиолетового излучения солнца в полосе от 2900 до 2200 А⁰ и исключает попадание на поверхность Земли губительных для всего живого солнечных лучей короче 2900 А⁰. Кроме того, озон поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Именно благодаря этим свойствам пристальное внимание человечества направлено на сохранение озонового слоя. Насколько эта проблема актуальна? Попробуем разобраться.

Процессы образования и разложения озона в атмосфере зависят от множества факторов и прежде всего от изменений в самой атмосфере, которые происходят постоянно и меняются по суткам и временам года. В атмосфере существует распределение озона по времени, широте и высоте. Максимальное содержание озона достигается весной, а осенью падает до минимума; послеобеденное содержание озона выше утреннего; в полярных широтах озона содержится в два раза больше, чем у экватора.

Атмосфера поглощает значительную часть солнечного излучения, поэтому на поверхность Земли попадает только около половины солнечных лучей, главным образом видимой и инфракрасной областей спектра. Кроме того, земная поверхность нагревается и за счет внутренних тепловых источников. Тепловое излучение Земли также задерживается атмосферой. В результате земная поверхность получает количество тепла, превышающее энергию общего солнечного излучения. Это поглощение тепла Земли, которое происходит в основном из-за примесей атмосферы, таких как водяной пар, углекислый газ, и, главным образом, озон, называется «парниковым эффектом».

Необходимо отметить, что на процессы синтеза озона влияет не только кислород, но и другие компоненты воздуха. Существенную роль при этом играет азот, как одна из главных составляющих частей атмосферы. Верхние слои атмосферы (мезосфера и термосфера) состоят из атомов и ионов азота, образующихся под действием коротковолнового излучения. Ниже, в стратосфере, где происходит основное образование озона, увеличивается содержание окислов азота (в основном в виде окиси и двуокиси). Существует мнение, что разложение озона определяет в основном азотный цикл, в котором разлагается 80 % озона. Поэтому, поступление окислов азота в атмосферу оказывает отрицательное влияние на озонный защитный слой.

Таким образом, определяющим в возникновении природного «парникового эффекта» является озон. Но именно благодаря природному «парниковому эффекту» наша планета является обитаемой. В современном мире термин «парниковый эффект» чаще используют для описания проблемы, характеризующей глобальное потепление, то есть говорят об искусственном «парниковом эффекте», усиливающим природный. Определяющими в возникновении такого эффекта прежде всего являются углекислый газ CО₂ и хладагенты категории хлофторуглеводородов (фреоны).

Если интенсивность поступления СО₂ в атмосферу сохранится, то к середине XXI века его содержание в атмосфере удвоится по сравнению с тем, что было в доиндустриальную эпоху. Это может привести к глобальному потеплению на земном шаре. Если за минувшие 100 лет средняя температура на земном шаре увеличилась примерно на 0,3 - 0,7 °С, то в последующие 100 лет прогнозируется ее увеличение на 1,5 - 4,5 °С (диапазон зависит от географической широты).

В результате климатических изменений прогнозируется ежегодное повышение уровня мирового океана примерно на 0,5 см в течение ближайших нескольких десятилетий. Этому будут сопутствовать соляные интрузии, что скажется на запасах грунтовых вод и плодородии почвы на территориях, расположенных в низменностях Европейского континента. Кроме того, под угрозой затопления могут оказаться обширные прибрежные территории Западной и Южной Европы с развитой промышленностью, высокопродуктивным сельским хозяйством, многочисленными городами и развитой транспортной сетью, что повлечет за собой серьезные социальные, экономические и политические последствия для всего мира.

Кислотные дожди

Проблема появления кислотных дождей сложна и во многом неоднозначна. Чаще всего причиной кислотных дождей называют увеличение выбросов сернистого газа SO₂ и оксидов азота в атмосферу, начиная со второй половины ХХ века. Но исторические данные показывают, что о кислотных дождях было известно и более 100 лет назад. Именно поэтому существует мнение о том, что связь кислотных дождей и увеличения промышленных выбросов значительно слабее, чем о ней принято говорить.

Чаще всего причиной кислотных дождей называют увеличение выбросов сернистого газа SO2 и оксидов азота в атмосферу. Сернистый ангидрид SO2 и оксиды азота NOх, благодаря кислороду и озону превращаются при взаимодействии с водными парами в серную и азотную кислоту. Но для корректного опеределения кислотности дождя с помощью химических методов необходимо учитывать по крайней мере 8 ионов: 3 аниона, активирующих кислоту (сульфат SO4, нитрат NO3, хлорид Cl) и 5 катионов, нейтрализующих кислоту (калия, натрия, кальция, магния, аммония).

СН+ = С(SO4- + NO3 -+ Cl-) - C(Ca2+ + Mg2+ + NH4+ + K+ + Na+)

Среди основных результатов воздействия кислотных дождей на окружающую среду можно назвать:

- изменение кислотности реки и озер, которая может повлечь за собой их биологическую смерть;

- выщелачивание основных природных минералов (калия, кальция, магния) из почв, которое лишает растения и деревья питательных веществ;

- увеличение геохимической подвижности алюминия, которая приводит к возрастанию его концентраций и изменению его токсичных форм;

- разрушение каменной кладки, а также архитектурных сооружений и памятников.

Проблема перенаселения и нехватки природных ресурсов.

Проблемы сохранения среды обитания всегда рассматривались человеком только после решения основного вопроса, главного для человечества - вопроса производства пищи. В последние годы производство пищи увеличивается примерно на 3% в год, соответственно темпу прироста.

Очевидно, что процесс производства пищи  влечет за собой истощение ресурсов, разрушение и загрязнение окружающей среды. Определяющим фактором в данном вопросе является численность населения Земли.

Демографические показатели характеризуются:  половозрастным составом, рождаемостью, смертностью, естественным приростом населения.

Демографические показатели являются важнейшей характеристикой населения, отражающей влияние социально-экономических процессов на здоровье общества, и существенно зависят от уровня здравоохранения и от качества окружающей среды.

Ключевой фактор, определяющий диспропорции в темпах прироста населения, - суммарный коэффициент рождаемости (СКР). СКР - это среднее число детей, которое рожает женщина в течении жизни (статические данные). Если СКР=2, то обеспечивается неизменная численность населения, так как два ребёнка заменят отца и мать, когда те умрут. Если СКР < 2, то будет наблюдаться снижение численности населения, потому что родительское поколение будет замещено не полностью. А СКР >2, обусловит рост населения, так как число родителей будет возрастать с каждым поколением.

Во всех странах рождение и смерть регистрируются. Для сравнения прироста в разных странах рассчитывают среднее число рождений и  смертей на 1000 человек в год. Эти показатели называют общим коэффициентом рождаемости (ОКР) и смертности (ОКС) соответственно. Данные цифры не учитывают, какую часть населения страны составляют пожилые и молодые люди, мужчины и женщины.

ОКР определяется как соотношение количества детей, родившихся за определённый период времени, к средней численности населения.

ОКС определяется как отношение количества умерших людей за определённый период времени, к средней численности населения.

Естественный прирост определяется как разность между ОКР и ОКС.

 ЕПр=ОКР-ОКС

Рост населения сводит на нет результаты экономического роста и усугубляет в слаборазвитых странах долговой кризис.

Причины демографического взрыва в развивающихся странах:

а) снижение детской смертности;

б) переход от пререпродуктивной смертности (смерть человека до появления у него детей) к пострепродуктивной.

Причины различия количества рождаемости в высокоразвитых странах и слаборазвитых странах:

а)         в аграрных семьях (слаборазвитые страны) дети - это подспорье, в городских – дополнительная ответственность и нагрузка;

б)         в аграрных обществах люди надеются только на себя и свою семью и не имеют никаких гарантий в старости. В развитых странах есть социальные программы, обеспечивающие людям жизнь в старости;

в)         в развитых странах люди стремятся получить образование и профессиональную квалификацию, поэтому не спешат обзаводиться семьей в ранней молодости;

г)         в слаборазвитых странах женщины не имеют равных с мужчинами прав, основным предназначением женщины является рождение детей;

д)         религиозные верования и традиции;

е)         доступность противозачаточных средств.

Человечество не научилось выбирать технологии, которые удовлетворяют нашим потребностям и, в то же время, не наносят вред природе. Значительная доля продовольствия сейчас производится способами, наносящими вред земле и водным ресурсам. Поэтому многие специалисты считают, что перед человечеством сейчас стоят три основные задачи:

·                     повышение эффективности использования природных ресурсов;

·                     более справедливое распределение этих ресурсов;

·                     повсеместное сокращение уровня потребления.

Если эти задачи не будут решены, последуют тяжелые социальные и международные конфликты.

Ситуация в современном мире столь сложна и неоднозначна, что невозможно давать какие-то точные рекомендации по выходу из нее. Можно только обозначить направления, в которых необходимо прилагать основные усилия мирового сообщества.

1.                   Максимум усилий во всем мире необходимо направить на решение проблемы планирования семьи, то есть сокращения рождаемости. Для этого необходимо принять решительные меры по повышению культурного и образовательного уровня всего населения планеты. Причем особое внимание должно уделяться женщинам, их общественному статусу и правам. Необходимо также заметить, что поскольку основной прирост населения в мире прогнозируется за счет стран третьего мира, где религиозные верования запрещают женщине предпринимать какие бы то не было меры по ограничению рождаемости, то эффект от подобного рода просветительской деятельности может оказаться незначительным.

2.                  В области сельского хозяйства необходимо направить все усилия биотехнологий на повышение продуктивности зерновых культур и их устойчивости к заражению вирусами и различными вредителями.

3.                  Внедрение новых ресурсосберегающих технологий должно уменьшить нагрузку на окружающую среду. Однако успех технологий не должен внушать мысль, что проблему ограниченности ресурсов можно избежать, а, следовательно, способствовать расширению границ потребления.

4.                  Следует всячески развивать международную торговлю. Международная торговля позволяет странам с ограниченными природными ресурсами поддерживать уровень жизни за счет импорта из стран, где такие ресурсы имеются в изобилии. При этом необходимо учитывать, что международная торговля может приносить как положительный, так и отрицательный эффект. С одной стороны, она может помочь стране преодолеть кризис «несущей способности» путем ввоза недостающих ресурсов, а, с другой стороны, она может стимулировать рост несбалансированного потребления, создавая иллюзию неограниченности ресурсов. Этим она способствует возникновению экологически напряженных ситуаций в других регионах, удаленных от мест потребления ресурсов.

Каждое из рассмотренных направлений может быть расширено и уточнено, могут появиться и другие способы выхода из сложившегося кризисного состояния. Очевидно одно - человечество должно предпринимать значительные усилия для преодоления ситуации, причиной которой во многом явилось оно само.