Учебное пособие Москва 2008 министерство образавания российской федерации
| Вид материала | Учебное пособие |
- Учебное пособие Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации, 936.13kb.
- Учебное пособие Министерство образования и науки Российской Федерации Владивостокский, 861.04kb.
- Учебное пособие Министерство образования и науки Российской Федерации Владивостокский, 1116.36kb.
- Учебное пособие Челябинск 2006 Министерство образования и науки Российской Федерации, 864.53kb.
- Учебное пособие 28365942 Москва 2008 ббк 66., 2986.28kb.
- Государственная программа Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 2015 годы, 1560.95kb.
- Учебное пособие Оренбург 2004 Министерство образования и науки Российской Федерации, 3542.12kb.
- Учебное пособие Москва ● 2008 удк 343. 851. 5 Ббк 67. 518. 8-91, 1217.93kb.
- Учебное пособие. Москва, Издательство мгоу, 2008. 126, 1961.14kb.
- Министерство образования и науки Российской Федерации гоу впо «Сыктывкарский государственный, 653.44kb.
Твердые и опасные отходы. К концу XX в. на Земле утилизировалось в год 3,5 млрд. т нефти, 5,5 млрд. т угля, 2,5 млрд. т металла, 3 млрд. м3 древесины и т.п. Основными потребителями служат развитые страны, которые при населении 1 млрд. человек расходуют более 50% энергии, 70% металлов и порождают 75% (3/4) всех отходов, значительная доля которых (древесины, металлических руд и пр.) остается в странах - поставщиках сырья. Производства с большим количеством отходов (выплавка железа, алюминия) перемещаются в слаборазвитые страны. В среднем масса отходов на человека в мире составляет 50 т/год, в ФРГ - 10 т, в Японии - 4 т. Например, в Европе масса отходов такова, что ими можно покрыть всю ее территорию слоем толщиной 10 см (около 1 блн. т).
Химические отходы - это бомбы замедленного действия. В год образуется 500 млн. т опасных отходов, из них 50% в США. На втором месте по количеству отходов находится Россия, на третьем - Индия. Вредные отходы содержат тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть), которые накапливаясь в организме человека (печень, почки), вызывают отравление, болезни, снижение репродуктивной функции.
Наиболее опасны радиоактивные отходы. Первая атомная бомба была взорвана более 60 лет назад (1945 г.), с тех пор в мире было произведено более 2 тыс. взрывов. В результате радиоактивный фон планеты повысился на 2%.
Проблема уничтожения радиоактивных отходов от деятельности АЭС, атомных подводных лодок и других не решена. Вначале была предпринята попытка захоронения радиоактивных отходов в океане, куда до запрещения было сброшено несколько сот тысяч контейнеров. Сейчас на суше накопилось более 10 млн. м3 радиоактивных отходов (США, Россия, Канада, Франция и др.). Захоронение радиоактивных отходов - опасное и очень дорогое мероприятие, не гарантирующее полной безопасности.
Загрязнение вод. Пресная вода в биосфере составляет всего 2%, из которых 99% составляет лед. В реках и озерах содержится всего 90 тыс. км3 пресной воды, потребление пресной воды человечеством составляет 4 тыс. км3 в год (70% - сельское хозяйство, 30% - промышленность и коммунальное хозяйство). Истощение запасов пресной воды наступит через несколько десятилетий.
Пресная вода повсеместно загрязнена, общая масса загрязнителей составляет более 15 млрд. т в год. Наиболее опасные загрязнители - тяжелые металлы, фенолы, пестициды, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты. Загрязненные воды вызывают рак, кариес, эпидемии, умственную отсталость.
Исчерпание природных ресурсов. Все природные ресурсы делятся на: неисчерпаемые и исчерпаемые. К неисчерпаемым относятся ресурсы космического происхождения: энергия солнечного излучения и ее производные (энергия движущегося воздуха, энергия воды). Исчерпаемые ресурсы - животный и растительный мир Земли, полезные ископаемые. Многие исчерпаемые ресурсы находятся под угрозой исчезновения. Расчеты показывают, что при наметившихся тенденциях развития человечества через 100 лет исчезнут запасы пресной воды, кислорода в атмосфере (его количество ежегодно уменьшается на 10-12 млрд. т из-за вырубки лесов), древесины, полезных ископаемых (угля, нефти, газа, железа и пр.), плодородных земель (только в XX в. из-за эрозии потеряно около 2 млрд. га, т.е. столько, сколько находится в настоящее время под пашнями и пастбищами).
Обеспеченность экономики природными ресурсами, характеризующая ее эффективность. Основным показателем экономики является валовой национальный продукт (ВНП) - рыночная стоимость всех товаров и услуг, произведенных в течение года. Чем больше ВНП, тем больше изъятие природных ресурсов. Рост экономики происходит по экспоненте. Сейчас ВНП США составляет более 30% мирового и удваивается каждые 8 лет. Экспоненциальный рост ВНП свидетельствует и об экспоненциальном росте изъятия природных ресурсов и загрязнения природы. С этой точки зрения в XXI в. Россия имеет колоссальные преимущества почти перед всеми странами, обладая 30% запасов полезных ископаемых, 20% биоты, 50% запасов пресной воды, 20% всех лесов мира. Уникальность России - ее резерв на будущее и величайшая для нее опасность из-за необходимости защищать эти богатства. В наиболее сложном положении в XXI в. могут оказаться развитые страны, которые экологический кризис затронет больше всего.
Энергетические проблемы. Громадное влияние на состояние окружающей среды оказывает энергетика. Ни одна технология не может быть реализована без затрат энергии. С середины 50-х годов XX в. потребление энергии резко возросло, изменилась структура энергетики. Увеличение потребления энергии вызвало истощение природных ресурсов. Казавшиеся еще недавно неистощимыми запасы нефти, угля, газа тают на глазах, а освоение новых месторождений становится все дороже. Буквально за последние годы в энергетике произошли две революции: уголь уступил место нефтепродуктам, а нефть уступает место природному газу. При этом в энергетике превалирует технология, связанная со сжиганием ископаемого топлива (табл. 2.3).
Таблица 2.3
Структура современной энергетики и ее экологические последствия
| Энергетическая технология | Доля в мировом производстве, % | Экологические последствия |
| Сжигание ископаемого топлива | 78 | Выбросы пыли, углекислого газа, уничтожение природных ресурсов |
| Ядерная энергетика | 15 | Опасность радиоактивного заражения, проблема отходов |
| Гидроэнергетика | 7 | Затопление природных территорий |
| Гелиоэнергетика | 0,1 | Экологически чистая, не требует использования больших площадей |
| Ветроэнергетика | 0,2-0,3 | Повышенный шум, инфразвук |
Особенно опасна ядерная энергетика. Так, аварии на АЭС «Три Майл Айленд» в США и на Чернобыльской АЭС принесли несколько миллиардов долларов прямых убытков и до триллиона долларов косвенных. Остается нерешенной проблема ядерных отходов. Проблема не только в их эффективном захоронении, главное - то, что многие радиоактивные изотопы, возникающие в ядерной промышленности, противоестественны и крайне опасны для жизни: долгие годы разрушают организмы и их генетические программы. Самое главное, что биота не может справиться с радиоактивными загрязнениями. Ядерная энергетика до Чернобыльской трагедии считалась малоопасной, а главное, вполне приемлемой альтернативой ископаемому топливу как высокоэффективная технология. Особенно развита в Японии, Франции, где создаются блоки АЭС с высокой степенью безопасности. Сейчас в мире работают свыше 400 блоков АЭС, но человечество не имеет единой точки зрения на будущее атомной энергетики. Швеция в 2000 г. закрыла свои 6 АЭС, а Армения вынуждена открыть свою законсервированную АЭС из-за глубокого экономического кризиса.
Гидроэнергетика (особенно развита в России, Китае, Египте, Бразилии, США) связана с глобальными воздействиями на окружающую среду вследствие затопления миллионов гектаров территорий.
Такие виды энергии, как солнечная, ветровая, океаническая, геотермальная и др., являются возобновляемыми. Они считаются экологически чистыми, но также отрицательно воздействуют на окружающую среду. Самые крупные солнечные электростанции (СЭС) функционируют в Калифорнии. Они есть в Испании, Италии, Израиле, Японии. Использование солнечной энергии ограничено районами, где велико число солнечных дней. Эта энергия очень дорогая и пока не находит широкого использования. Приливные электростанции построены во Франции, очень перспективны в России (например, в Охотском море). Геотермальные электростанции задействованы в США, Мексике, Японии. Ветровые электрогенераторы широко используются в Дании, Нидерландах, США, Швеции.
Все альтернативные виды энергии в обозримом будущем не могут составить конкуренции ГЭС и ТЭС.
Рост народонаселения. Человек стал главной причиной нарушения равновесия в природе, проявляя острое противоречие между своей биологической сущностью и антибиологическим поведением по отношению к окружающей среде.
Человечество, насчитывающее примерно 150 тыс. лет, произошло от генотипов одного мужчины и одной женщины, родина этих предков человека - Восточная Африка. Человек - самый молодой из видов крупных животных на Земле. 50-100 тыс. лет назад человек расселился в Европе, 30-40 тыс. - в Америке, Австралии. Ко времени рождения Иисуса Христа население Земли составляло 100 млн. человек (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Изменение численности человечества
| Время | Численность |
| Около 100 тыс. лет назад | 2 млн. |
| Около 50 тыс. лет назад | 10 млн. |
| Около 2 тыс. лет назад | Более 100 млн. |
| 1500 г. | 450 млн. |
| 1800 г. | 900 млн. |
| 1900 г. | 1млрд. |
| 1950 г. | 2,5 млрд. |
| 1975 г. | 4 млрд. |
| 2000 г. | 6 млрд. |
Заключительные этапы антропогенеза3 (10-15 тыс. лет) характеризуются возникновением культуры, которая становится доминирующим фактором эволюции человека, ослабляя влияние факторов естественного отбора. Возникает общество и цивилизация, и, начиная с недавнего времени темпы развития материальной культуры опережают биологическую эволюцию человека.
Самым опасным заблуждением человечества была мысль о том, что зависимость человека от природы тем меньше, чем выше его культурный уровень. Наоборот, в современных условиях зависимость человека от природных факторов возросла, поскольку резкое (экспоненциальное) воздействие на природу также резко меняет условия жизни людей.
Окружающая человека среда кроме природной (общей для всех животных) включает созданную человеком материальную среду, которая состоит из элементов природной среды, преобразованных человеком (измененные ландшафты, измененный состав организмов и т.д.), искусственных элементов, сооружений, физических полей, материалов, изделий и пр. Такая среда, называемая техногенной, подразделяется на селитебную - среду жилищ и населенных пунктов и производственную - среду производственных помещений и рабочих мест.
Человек - самое распространившееся по поверхности Земли животное. Он, подобно любому другому виду, стремится освоить возможно большее пространство с наибольшей полнотой. Экологическая ниша, т.е. его месторасположение, занимает более 3/4 площади суши (около 100 млн. км2).
В наиболее густо населенных районах (около 7% суши) сосредоточено около 70% населения, при этом в полосе 200 км вдоль морских побережий живет 50% людей. Средняя плотность населения составляет 55 чел. на 1 км2 (Австралия - 3, Западная Европа -100, Европейская Россия - 29, Азиатская - 2,3).
Наиболее экстремальная и неэкологическая ниша современного человечества - город. В городах живет 50% населения планеты, за последние 50 лет численность населения в городах увеличилась в 3,5 раза. Преобладающую роль играет рост крупных городов: в мире более 350 городов с населением свыше 1 млн. чел., в том числе 5 (Нью-Йорк, Гонконг, Мехико, Москва, Париж) - более 10 млн. Характерной чертой современной цивилизации является процесс урбанизации (табл. 2.5).
3 Антропогенез - исторический процесс возникновения и развития человечества.
Таблица 2.5
Рост населения городов
| Население, млрд. чел. | 1950 г. | 1970 г. | 1990 г. |
| Земли | 2,5 | 3,7 | 5,3 |
| Городское | 0,7 | 1,4 | 2,3 |
| Их соотношение, % | 28 | 38 | 43 |
Для экологии человека в городе характерна изоляция от естественных природных факторов, ухудшение качества среды обитания. Городская среда при ее комфорте оказывает негативное влияние на здоровье человека из-за загрязнения внешней среды.
Очень быстрое увеличение численности человечества в XX в. называют демографическим взрывом. 3/4 численности человечества за все время его существования жили и живут в XX в.
Таблица 2.6
Средняя продолжительность жизни человека в разных странах
| Страна | Средняя продолжительность жизни, годы |
| Япония | 80 |
| Франция, Германия | 74...78 |
| США | 72 |
| Россия | 65 |
| Китай | 64 |
| Индия | 44 |
| Ангола | 41 |
1 Антропогенные физические поля - повышенные уровни шума, вибрации, инфразвука и электромагнитные загрязнения, возникшие в результате деятельности человека.
Окружающая среда и здоровье человека. На здоровье человека влияют многие экологические факторы: загрязнение воды, воздуха и почвы, питание, уровень антропогенных физических полей1. Уровень цивилизованности страны определяется в первую очередь не развитием техники, а продолжительностью жизни (табл. 6). В ходе развития цивилизации продолжительность жизни растет. Казалось бы, это наиболее убедительный пример преимуществ современного этапа развития человечества.
Вне всякого сомнения, качество жизни человека улучшилось, особенно в экономически развитых странах. Успехи здравоохранения, повышение качества питания налицо. Это несомненные достижения цивилизации. Но в то же время человечество накопило опасный генетический груз в виде мутаций, которые не сохранились бы, если бы действовал естественный отбор. Этот процесс наследственной отягощенности затрагивает не менее 5% всех людей, но, например, в Западной Европе различные формы наследственной патологии охватывают свыше 15% населения: установлена наследственная предрасположенность к диабету, ожирению, раку, язве, подагре.
Медицина одержала много блестящих побед (полиомиелит, инфекции), но каждая из них увеличивает нагрузку на генетический аппарат. Наш иммунитет не справляется с новыми вызовами окружающей среды. Появились новые болезни, такие как геморрагические лихорадки, болезнь легионеров, прионовая инфекция, СПИД.
С точки зрения эволюционной экологии человека качество людей по критериям здоровья невелико и продолжает снижаться. Человечество оказывается в зависимости от применения средств продления жизни, которое не в состоянии уменьшить общую заболеваемость людей (в мире более 30% людей больны, а в возрасте свыше 60 лет - 80%).
Следствием большой численности людей являются серьёзные социальные последствия, возникновение «цивилизационных разломов».
Возникшая глубокая дифференция людей привела к такому уровню неравенства, какого никогда не бывает в природе. Недоступность высокого качества жизни для всех вызывает проблемы преступности, терроризма, нищеты, иждивенчества. Отключив естественный отбор, человечество не нашло ему достойной замены.
Складывается впечатление, что между высокими техническим и интеллектуальным потенциалом человечества и природой человека, т.е. его биологическими свойствами, существует неразрешимое противоречие
Обобщенный взгляд на человека со стороны природы: человек - чрезвычайно многочисленный, могущественный, безжалостный, жадный и нечистоплотный хищник, который уничтожает больше, чем может съесть, обрекая себя на гибель.
3. Экологическая ситуация в России
Освоенность территории. Территория России 17 млн. км2 занимает 12% суши (без Арктики) или 32% Евразии. Обычно ее разбивают на три региона: Европейский (3,5 млн. км2), Уральский (2 млн. км2), Сибирь и Дальний Восток (11,5 млн. км2).Население России составляет 145,5 млн. чел. (непрерывно уменьшается), в том числе 13 городов с населением свыше 1 млн. чел. В России на человека приходится в среднем 11 га сельскохозяйственных территорий (во всем мире в среднем 3 га).
Как отмечалось, наиболее ярким свидетельством изменения ОС служит не увеличение концентрации углекислого газа, загрязнение атмосферы и гидросферы, а нарушение экосистем на поверхности Земли, в которых происходят наибольшие изменения. Россия располагается между двумя центрами дестабилизации - Западной Европой и Китаем, поэтому она является ключевой территорией для Европы и Азии, так как имеет самый крупный в Северном полушарии массив еще слабо нарушенных хозяйственной деятельностью территорий.
Важнейшим показателем сохранения естественной территории служит плотность населения, которая в мире составляет 55 чел. на 1 км2, а в России всего 8 чел. на 1 км2 (близка к плотности населения Земли в начале XX в.). Однако размещение населения по территории неравномерно: основное население проживает в Европейской части (плотность 27 чел. на 1 км2.), в Уральском регионе - 11 чел. на 1 км2, в Сибири и на Дальнем Востоке - 3 чел., а на Севере - менее человека на 1 км2. Отметим, что в приграничных странах плотность населения велика (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Плотность населения в приграничных странах
| Страна | Финляндия | Латвия | Белоруссия | Украина |
| Число человек на 1км2 | 16 | 42 | 80 | 86 |
Практически все приграничные государства, расположенные по границам России, имеют более высокую плотность населения (в Китае 120 чел. на 1 км2, в Японии 325 чел. на 1 км2), а значит, более высокую освоенность территорий. При этом в России намети-лась тенденция снижения численности населения (более 0,6-0,8 млн. в год) в то время, как на многих сопредельных территориях идет прирост населения, который является важнейшим фактором глобальных экологических изменений. Россия окружена странами и регионами с сильно дестабилизированными экосистемами. В то же время в России сохранились огромные территории не нарушенных хозяйственной деятельностью экосистем: восточносибирская тайга (площадью 6 млн. км2), Север (2,8 млн. км2). Около 60% земли не затронуты хозяйственной деятельностью (такой высокий показатель только у Канады), в то время как во всем мире площадь не затронутых хозяйственной деятельностью земель составляет около 40%. В Европейской части потребляется до 40% ресурсов, в Уральском регионе - 20%, в Сибири и на Дальнем Востоке - 10%.
В Европейской части естественные сообщества потеряли устойчивость, разрушенная биота не самовоспроизводится, а выбрасывает загрязнители: углекислый газ, метан, фосфаты и нитраты (вещества, содержащие растворимые соединения азота). Европейская часть России и отдельные регионы Урала и Сибири находятся в условиях жесточайшего экологического кризиса, экосистемы потеряли способность к самоочищению, резко снизилось производство биомассы, идет распад экологических ниш, деградация и опустынивание земель, сокращается площадь лесов из-за их вырубки и выгорания (до 1 млн. га в год в результате антропогенных воздействий, 2 млн. га - из-за вырубки).
Необходимо понимать, что 60% территории России приходится на районы холодного климата и вечной мерзлоты, где продукция фотосинтеза очень низкая, т.е. при наличии физического пространства ощущается экологическая нехватка территории.
Хотя Россия стоит на одном из первых мест в мире по площади пашни на душу населения, однако она используется настолько неэффективно, что Россия - один из крупнейших в мире импортеров зерна.
В стране идет истощение используемых ресурсов (особенно нефти и газа).