животное, по набору видов, используемых в пищу, – животное многоядное (полифаг), поскольку питается как растительной, так и животной пищей. Значительную часть эволюционного пути он прошел как биологический вид и какого-либо заметного влияния на природу при этом не оказывал.
Заметные изменения во взаимоотношениях человека и природы наметились тогда, когда он стал существом социальным, научился производить орудия труда, начал активно воздействовать на природу. По мере смены обществ: собирательское, охотничье, скотоводческое, – противоречия человека и природы непрерывно обострялись и стали критическими в эпоху индустриального общества, особенно в нашу эпоху.
Антропогенное воздействие на природу. Эволюция человеческого общества сопровождалась экологическими кризисами, то есть наступлением ситуаций, когда неблагоприятные изменения, вносимые человеком в окружающую среду, достигали такого уровня, что для дальнейшего существования общества необходимы были изменения в его взаимоотношениях с природой. Разумеется, они (эти изменения) ни в коем случае не были результатом осознанных действий: просто люди, вследствие оскудения одних видов ресурсов, использовавшихся до этого, вынуждено приступали к освоению других. По Н.Ф.Реймерсу (1990), массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных вызвал «кризис консументов» (охота перестала давать необходимое количество пищи). Это был первый в истории кризис антропогенного происхождения. Он обусловил переход к производящему сельскому хозяйству; кризис примитивного поливного земледелия (засоление почв, деградация земель, резкое падение производства зерна) разрешился освоением территории, где было возможно неполивное земледелие, и т.д.
Современный период характеризуется резким возрастанием загрязнения природы. Биосфера уже не справляется с огромными массами разнообразнейших отходов, производимых человеческим обществом, не успевает, часто не может нейтрализовать их и они непрерывно накапливаются. В целом для современной эпохи характерны следующие особенности:
–быстрый рост численности населения Земли;
–широкое использование практически всех видов невозобновляющихся ресурсов (различные виды полезных ископаемых), истощение их запасов;
–активная эксплуатация и истощение возобновляющихся ресурсов;
–резкий рост производства и потребления энергии.
5. Экологические проблемы современности
Результатом бурного экономического прогресса без учета ограниченности размеров Биосферы и всех видов природных ресурсов, отрицательное воздействие техники на живую природу, в том числе и на самого человека, привело к возникновению целого ряда очень острых экологических проблем,
11
таких, как изменение природных процессов, уменьшение биологического разнообразия, загрязнение окружающей среды, демографические проблемы.
Изменение природных процессов. Потепление климата. Одним из наиболее широкомасштабных изменений в окружающей среде является глобальное потепление.
Особенно заметным было потепление в 90-е годы. Если за предыдущие 90 леттемператураатмосферыподняласьна0,4°С, товконцестолетия– на0,7°С.
Это явление связывают с увеличением концентрации «парниковых» газов антропогенного происхождения в атмосфере. Считается, что главным «виновником» потепления климата является углекислый газ. Но парниковый эффект вызывают и некоторые другие газы, которые поступают в воздух в результате деятельности человека. По их вкладу в парниковый эффект они образуют следующий ряд: СО2 – 50%, метан (СН4) – 20%, фреоны – 15%, озон (О3) – 8%, оксид азота (NO3) – 5%, прочие газы – 2%.
Основным источником поступления СО2 в атмосферу является энергетика, точнее, теплоэнергетика. В ХХ веке энергетика развивалась особенно бурно, и количество вырабатываемой энергии в расчете на 1 человека возросло с 625 Вт/чел. в начале до 2500 Вт/чел. в конце столетия.
Электрическая энергия вырабатывается в основном на ТЭС (тепловых электростанциях), работающих на ископаемом топливе – буром и каменном угле, нефти, газе, при сгорании которых в больших количествах образуется углекислый газ. Кроме того, серьезным источником СО2 являются двигатели внутреннего сгорания, работающие на дизельном топливе, бензине.
Важным источником второго по значимости парникового газа – метана, является животноводство. Известно, например, что в год одна корова выделяет 56кг СН4, овца – 8кг, домашняя птица – 90г.
Возрастали и продолжают возрастать концентрации и других парниковых газов.
Истощение озонового экрана. Другой очень важной глобальной проблемой является истощение озонового экрана. Озоновый экран расположен на высоте 18 – 30км, хотя концентрация озона (О3) здесь крайне мала, именно благодаря ему возможно существование жизни на Земле. Этот газ поглощает смертельно опасное для живых организмов ультрафиолетовое (УФ) излучение Солнца. Следовательно, чем ниже концентрация озона в атмосфере, тем большее количество УФ-лучей будет проникать к поверхности Земли и тем больше вреда наносить живым организмам.
Наиболее крупные озоновые «дыры» появляются над Антарктидой. Например, с 1986 по 1991гг. они появлялись четырежды и по размерам превышали площадь материка. По данным наблюдений за 1969 – 1988 гг. установлено уменьшение концентрации озона на 3 – 5% во всей атмосфере. Убывание его концентрации происходит также и в Арктике, над Европой, над некоторыми районами РФ. Считается, что основным фактором, вызываю-
12
щим уничтожение озона являются фреоны (используются в холодильниках, в химчистке и т.д.), испытания ядерного оружия в атмосфере.
Согласно прогнозам рост концентрации УФ-лучей вызовет возрастание заболеваний раком кожи на 10%, катаракту у человека; кроме того, большие дозы ультрафиолета подавляют иммунную систему человека, значит, его организм будет хуже справляться с болезнями. Очевидно, будут страдать также животные и растения. Например, известно, что повышение ультрафиолета на 1% влечет за собой снижение урожая сельскохозяйственных культур на 1%.
Воздействие на ближний космос. Малоизученным и пока еще малоизвестным по своим последствиям является воздействие на околоземное космическое пространство (ОКП). Оно, как сейчас установлено, играет защитную роль: защищает Биосферу от ультрафиолетового излучения и вообще играет важную роль в солнечно-земных связях, которые определяют условия жизни на Земле.
Негативные антропогенные воздействия на ОКП могут привести к непредсказуемым изменениям свойств его среды. Здесь скапливается мусор, образующийся при запусках и эксплуатации космических станций. Считается, что такого мусора, состоящего из достаточно крупных обломков, уже накопилось около 3 тысяч тонн. Но имеется еще много мелких обломков (менее 10см), которые невозможно учесть и точное количество которых неизвестно.
Различают следующие виды антропогенного воздействия на ОКП:
–выхлопные газы ракетных двигателей;
–энергетические и динамические возмущения, вызываемые полетами ракет;
–загрязнение космическим мусором – отработавшими спутниками, отброшенными ступенями ракет;
–электромагнитное излучение;
–радиоактивное излучение;
–радиоактивное излучение и загрязнение от ядерных энергетических установок, используемых на космических аппаратах;
–загрязняющие вещества, проникающие сюда из атмосферы в результате диффузии.
Помимо всего этого выхлопы двигателей ракет приводят к образова-
нию так называемых «ионосферных дыр» – падению в несколько раз концентрации электронов; повышение концентрации СО2 так же, как и в атмосфере, может нарушить тепловой баланс ОКП; запуски ракет также снижают и концентрацию озона.
Химическое загрязнение окружающей среды. В окружающую среду ежегодно выбрасываются огромные массы разнообразных химических веществ: тяжелых металлов, пластмасс, ядохимикатов и т.д. Известно, что в настоящее время человек использует около 70 тысяч наименований химических веществ и к ним ежегодно добавляется еще 500 – 1000 новых (Никоно-
13
ров, Хоружая, 1999), и все это в конечном счете поступает в атмосферу, воду, почву, растения, организм животных.
Из распространенных загрязняющих веществ наиболее токсичными являются мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бенз(а)пирен. Они входят в первый класс опасности, то есть являются наиболее ядовитыми. Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром отнесены ко второму классу опасности (умеренно опасных). А такие вещества, как барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон относятся к группе мало опасных.
Очень опасны ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, болезнями культурных растений и сельскохозяйственных животных. Многие из них не поддаются разложению живыми организмами (их называют ксенобиотиками) и потому накапливаются в почве, водах.
Массовыми источниками загрязняющих веществ являются предприятия по добыче, транспортировке, переработке различных видов полезных ископаемых – черных и цветных металлов, нефти, угля, химические производства, предприятия теплоэнергетики, транспорт, особенно – автомобильный, трубопроводный, железнодорожный, водный, воздушный; сельское хозяйство. Исключительно большие концентрации загрязняющих веществ в окружающую среду попадают при авариях на транспорте, на предприятиях.
Ватмосферу загрязнители (поллютанты) поступают в составе газов, дымов, пыли. В настоящее время в крупных городах и промышленных центрах ведется контроль концентрации поллютантов в воздухе.
Поверхностные воды загрязняются при сбросах неочищенных или плохо очищенных сточных вод с промышленных предприятий, городов и других населенных пунктов, при авариях на транспорте, сливе шахтных вод,
сосадками, вымывающими их из атмосферы, смывающими с поверхности земли. Мощным источником загрязнения вод является сельское хозяйство: с полей смываются удобрения и ядохимикаты, с животноводческих объектов в воды попадают ядохимикаты, навоз, болезнетворные организмы.
Внефтедобывающих регионах сильно загрязняются подземные воды. Большие проблемы создает химическое загрязнение и деградация почв.
Пути попадания поллютантов в почву те же, что и в атмосферу, воды. Вокруг крупных городов, промышленных центров, предприятий по добыче и первичной переработке полезных ископаемых существуют большие «пятна» загрязненных почв. Радиус таких пятен может достигать десятков километров, их форма определяется направлением господствующих ветров, поэтому они имеют, как правило, овальную форму.
Состав поллютантов зависит от отрасли промышленности, развитой в данном регионе: нефть и нефтепродукты, сопутствующие газы – в районах добычи и переработки нефти, тяжелые металлы – вокруг металлургических предприятий, теплоэлектростанций, крупных городов и т.д.
Сельскохозяйственные земли загрязняются при удобрении и обработке полей ядохимикатами, отходами животноводства. Почвы обладают очень
14
хорошей адсорбирующей способностью, и попавшие в них поллютанты могут сохраняться здесь десятки и сотни лет.
Одной из наиболее крупномасштабных форм химического загрязнения окружающей среды стали кислотные осадки. Кислоты образуются при растворении двуокиси серы, окислов азота в атмосферной влаге. Анализы кернов льдов, взятых в Гренландии, показали, что кислотность атмосферных осадков за последние 180 лет возросла в 100 раз. Кислотные осадки наносят огромный ущерб почвам, водам, растительности, различным хозяйственным объектам, сильно ускоряют коррозию металлов и других материалов. Помимо этого происходит также физическое сокращение площади почв.
Площадь сельскохозяйственных земель неуклонно уменьшается в результате разрушения почв эрозией, за счет разрастания городов и мелких населенных пунктов, строительства дорог, аэродромов, промышленных предприятий (так называемые техногенные пустыни). Повсеместно сокращаются площади пахотных земель. Если в 1970г. на одного жителя Земли приходилось 0,38га пашни, то в 1990г. – 0,28га, а к 2050г. согласно прогнозам площадь пашни сократится до 0,15га на человека (Данилов-Данильян и др., 1994).
Интенсивно сокращается площадь лесов, особенно тропических, причем скорость их уничтожения возрастает. Например, если в 1980г. вырубалось в год 117тыс. км2, то в 1989г. уже 180тыс. км2.
Радиоактивное загрязнение происходит в результате испытаний ядерного оружия, при авариях на атомных электростанциях, предприятиях, атомоходах, от отходов, содержащих радиоактивные вещества.
Наиболее опасными считаются наземные ядерные взрывы, поскольку при этом образуются огромные массы распыленного грунта, которые оседают на огромных пространствах, попадают в тропосферу и даже в околоземное пространство (ОКП). В настоящее время радиоактивное загрязнение стало глобальным. Источниками глобального загрязнения являются крупные ядерные аварии: на предприятии «Маяк» в Челябинской области, Чернобыльской АЭС и некоторые другие.
Мировой океан усиленно загрязняется нефтепродуктами при авариях танкеров, перевозящих нефть, подводными нефтепромыслами. Пленка нефти, образующаяся на поверхности, нарушает газообмен между океаном и атмосферой, оказывает негативные воздействия на морских животных, нарушает их пищевые и воспроизводительные функции; нефтепродукты подавляют фотосинтез водорослей и т.д.
Уменьшение биологического разнообразия. В настоящее время на Земле насчитывается приблизительно 412 тысяч видов растений и около полутора миллионов видов животных. Однако в результате прямых и косвенных воздействий (непосредственное уничтожение видов, изменение или уничтожение их среды обитания, загрязнение почв, вод, воздуха и т.д.) многие виды уже уничтожены или оказались на грани исчезновения. Так, по данным ЮНЕСКО, сейчас скорость исчезновения растений составляет 1 вид в неде-
15