Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
№1.
Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).
Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.
Классическое определение экологии[1]: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.
Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.
Вот некоторые возможные определения науки «экология»:
единой общепринятой классификации направлений экологии не существует. Один из вариантов структуры современной экологии показан на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Структура современной экологии (по А.Д. Потапову, 2000 год, с изменениями)
Все структурные блоки, представленные на рис. 1.1., взаимосвязаны друг с другом и представляют фундамент знаний «Экологии реставрации». Блок «Охрана окружающей среды» (по отраслям деятельности) далее будет специально рассмотрен с учетом экологических проблем совместно с блоками «Социальная экология» и «Ноосферология».
В экологии, отдавая дань ее возникновению как естественной науки, выделяют динамическую и аналитическую ветви. Динамическая экология (эволюционно-динамическая) изучает динамику и эволюцию отношений организмов и их групп со средой обитания. Аналитическая экология — раздел экологии, исследующий основные закономерности взаимоотношения организмов и их популяций с природной средой.
Общая экология (биоэкология) исследует основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем. Содержание разделов общей экологии приведено в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Структура общей (биологической) экологии
|
Разделы экологии |
Их содержание |
|
факториальная экология |
Учение о факторах среды и закономерностях их действия на организмы |
|
Экология организмов, или аутэкология |
Взаимодействия между отдельными организмами и факторами среды или средами жизни |
|
Популяционная экология, или демэкология |
Взаимоотношения между организмами одного вида (в пределах популяций) и средой обитания. Экологические закономерности существования популяций |
|
Учение об экосистемах (биогеоценозах), или синэкология |
Взаимоотношения организмов разных видов (в пределах биоценозов) и среды их обитания как единого целого. Экологические закономерности функционирования экосистем |
|
Учение о биосфере (глобальная экосистема) |
Роль живых организмов (живого вещества) и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании |
Сфера частной экологии ограничена изучением конкретных групп определенного ранга — экология растений, экология животных, экология микроорганизмов. Существует и более дробное деление разделов частной экологии: экология позвоночных, экология млекопитающих и т.д.
Экология может быть разделена на теоретическую и прикладную по сферам деятельности человека. Прикладная экология включает промышленную (инженерную) экологию, технологическую, сельскохозяйственную, химическую, медицинскую, промысловую, геохимическую, рекреационную экологию и др. Прикладные аспекты экологической науки служат основой для развития технической инженерной дисциплины — охраны окружающей среды.
К прикладным экологическим наукам относится и строительная экология. Предметом ее изучения является воздействие строительства на окружающую среду, а факторов окружающей среды — на функционирование зданий и сооружений в оптимальном для человека режиме с обеспечением высокого качества среды его обитания. Структура строительной экологии приведена на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Структура строительной экологии (по А.Н. Тетиору)
Задачи строительной экологии, сформулированные А.Н. Тетиором, следующие:
• оптимизация архитектурно-градостроительных, конструкторских, технологических разработок с учетом исключения негативных воздействий на окружающую среду;
• прогнозирование и оценка возможных негативных последствий строительства, эксплуатации новых и реконструируемых зданий и сооружений для окружающей среды;
• применение отходов производства при изготовлении строительных материалов и изделий с целью исключения поступления отходов в окружающую среду;
• использование биопозитивных, помогающих развитию природы, градостроительных, архитектурных, конструктивных, технологических решений;
• своевременное выявление объектов, наносящих ущерб окружающей среде, при помощи экологического мониторинга и принятия соответствующих решений. Значительные масштабы и темпы современной урбанизации обусловили появление в рамках строительной экологии урбоэкологии (от лат. урбанус — городской) — эколого-градостроительного направления деятельности, занимающегося изучением способов наилучшего расселения людей в городах и других населенных пунктах с учетом интересов населения и сохранения природной среды.
В рамках задач урбоэкологии важное место занимает вопрос формирования жилища, отвечающего экологическим требованиям. Экологичное жилище — это жилище вместе с прилегающими участками, в котором формируется благоприятная среда обитания (микроклимат, защищенность от шума и загрязнений, обеспечение социально здоровых условий жизни, применение безвредных материалов в строительстве и т.п.) и которое не оказывает негативных воздействий на городскую и природную среду, отвечает требованиям энергосбережения, использует возобновляемые источники энергии и обеспечивает жителям контакты с природой.
Происходит постоянное расширение сферы исследований экологии. Появились математическая, географическая, глобальная, космическая экология, палеоэкология, радиоэкология, экологическая минералогия, экотоксикология и др.
Среди экологических наук особое место занимает социальная экология, рассматривающая взаимоотношения в глобальной системе «человеческое общество—окружающая среда» и изучающая взаимодействия человеческого общества с природной и созданной им техногенной средой. Социальная экология разрабатывает научные основы природопользования, предполагающие повышение качества жизни человека в среде его обитания с одновременным обеспечением сохранения природы.
Экология человека включает экологию города, экологию народонаселения, экологию человеческой личности, экологию человеческих популяций (учение об этносах) и т.д.
На стыке экологии человека и строительной экологии сформировалась архитектурная экология, которая изучает методы создания для людей комфортной, долговечной и выразительной окружающей среды. Экологически недопустимо разрушение архитектурной среды города, часто возникающее при отсутствии композиционно-художественной связи новых и старых объектов и проч., поскольку архитектурная дисгармония вызывает снижение работоспособности и ухудшение здоровья человека.
К архитектурной экологии непосредственно примыкает новое научное направление — видеоэкология, изучающая взаимодействие человека с видимой средой. Видеоэкологи считают опасными для человека на физиологическом уровне так называемые гомогенные и агрессивные визуальные поля. Первые — это голые стены, стеклянные витрины, глухие заборы, плоские крыши зданий и др., вторые — всевозможные поверхности, испещренные одинаковыми, равномерно расположенными элементами, от которых рябит в глазах (плоские фасады домов с одинаковыми окнами, большие поверхности, облицованные прямоугольными плитками, и т.д.).
Среди перечисленных наук особенно актуально сегодня в общей и прикладной экологии сопряжение знаний о направлениях формирования и охраны окружающей среды обитания человека. В этой сфере знаний («средологии») особенно важным становится сохранение культурной среды обитания человека.
В настоящее время происходит формирование новой ветви экологической науки — реставрационной экологии. Эта сфера включает знание законов и механизмов системных взаимодействий среды и памятника, их места в экосистемах, изучение влияния экологических факторов и, в частности, микробиогенных, на повреждение материала памятника. Эти знания сегодня практически необходимы и являются основой формирования экологического мировоззрения в реставрационной деятельности, экологических принципов сохранения культурного наследия. Составной частью знаний в этой области должно стать изучение опыта (информационного ресурса) древних зодчих. Они хорошо знали законы природы и строили качественно и на века. Сегодня новые, агрессивные условия эксплуатации памятников архитектуры требуют новых экологически обоснованных технологий реставрации, учитывающих изменения этих условий.
№2.
Геоэкология — комплексная наука на стыке экологии и географии..
Направления геоэкологии
Можно выделить по меньшей мере два крупных направления в понимании термина «геоэкология», предмета, целей и задач этой науки:
Существует и ряд других воззрений на геоэкологию. Так, можно выделить различные трактовки в зависимости от того, какую науку (географию или экологию) автор принимает за основу геоэкологии. Ряд авторов рассматривает геоэкологию как экологизированную географию, изучающую приспособление хозяйства к вмещающему ландшафту. Другие — частью экологии, в которой изучаются последствия взаимодействия биотических и абиотических компонентов.
Многие учёные считают геоэкологию результатом современного развития и синтеза целого ряда наук: географических, геологических, почвенных и других. Эти авторы выступают за широкое понимание геоэкологии как интегральной науки экологической направленности, изучающей закономерности функционирования антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации.
Область исследования
№3.
наиболее полно концепция биосферы разработана в трудах отечественного естествоиспытатели и философа В.И. Вернадского (1863-1945). В 1926 г. вышла его работа «Биосфера», в котором ученый изложил свое учение о «живом веществе» и его геологических функциях. Суть его учения заключается в следующем:
· биосфера – это целостная организованная система живого вещества;
· все явления в ней – часть единого механизма биосферы;
· живое вещество – это то звено, которое соединяет историю химических элементов с с эволюцией организмов и человека и с эволюцией всей биосферы.
Биосфера включает не только область жизни (биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, витасферу), но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество Биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения. В пределах Биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, равно как и каустобиолиты (нефти, угли), известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишённые в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области «былых биосфер». Биосфера мозаична по структуре и составу, отражая геохимическую и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озёра, горы, ущелья, равнины и т.д.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете как в прошлые эпохи, так и в наше время. Максимальное содержание живого вещества гидросферы приурочено к мелководьям, минимальное - к глубинным акваториям (абиссаль); на суше эта неравномерность проявляется в мозаике биогеоценотического покрова (леса, болота, степи, пустыни и др.) с минимумом плотности живого вещества в высокогорьях, пустынях и полярных областях (см. Биомасса). Элементарная структура активной части современной Биосферы - биогеоценоз.
Границы биосферы
Структура биосферы
В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни, и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 - 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.
Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э. Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".
Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 - 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.
Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 - 1920) трех способов питания живых организмов:
· автотрофное - построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
· гетеротрофное - строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
· миксотрофное - смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).
Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера - наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.
Атмосфера имеет несколько слоев:
· тропосфера - нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9-17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
· стратосфера;
· ноносфера - там “живое вещество” отсутствует.
Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl-, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.
Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.
Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора - это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.
Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ - ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.
Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой - сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача - конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 - 1945).
№4.
Ноосфе́ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитиемобщества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»
По мнению Вернадского, основные предпосылки создания ноосферы следующие:
Вернадский делает вывод о том, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную геологическую силу, своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики. Вернадский писал о «ноосфере» то как о состоявшейся реальности, то как о предстоящем в будущем. «Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние… — отмечает В. И. Вернадский. — Это переживаем мы и сейчас, за последние 10—20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфераперешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние — в ноосферу — перерабатывается научной мыслью социального человека» («Научная мысль как планетное явление»). Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:
№5.
А.А. Скворцов описывает четыре типа отношений между человеком и природой, которые наблюдались за все время их взаимодействия.
Первый тип - безнравственное, злое отношение. Оно встречается достаточно редко (поджог леса ради забавы, убийство животных и вырубка леса с целью демонстрации своей силы и т.д.).
Второй тип - отношение утилитарное, самое распространенное в настоящее время. Для него характерно усматривать в природе только ресурсы, необходимые для поддержания благополучия.
Третий тип - отношение к природе: теоретическое, научное, противостоящее сугубо утилитарному. Настоящему ученому нет дела до того, какую выгоду ему принесет познание, его задача ? искать объективные законы природы, незыблемые основания, на которых покоится все мироздание.
Четвертый тип - отношение эстетическое.
Однако А.А. Скворцов считает первый и второй типы отношений недопустимыми, а третий и четвертый - недостаточными. Наиболее точная формулировка единственно достойного отношения человека к природе - утверждение человеческого начала в космосе и космического в человеке.
№6.
Под "экологическим сознанием" традиционно понимается совокупность экологических представлений о взаимосвязях в системе "человек природа" и в самой природе, существующего отношения к природе, а также соответствующих стратегий и технологий взаимодействия с ней. Именно сложившийся тип экологического сознания определяет поведение людей по отношению к природе. (С терминологической точки зрения словосочетание "экологическое сознание" не является достаточно строгим, но оно уже устоялось и стало традиционным. Иногда "экологическим сознанием" называют только то, что можно обозначить как "экологичноесознание" или "экологизированное сознание").
Экологическое сознание в целом наиболее адекватно может быть охарактеризовано по трем параметрам.
1) Психологическая "противопоставленность включенность". Человек мыслится как стоящий вне и над природой или же как составная часть Природы.
2) "Объектное субъектное" восприятие природы. Человек воспринимает природу как лишенный всякой самоценности объект воздействия или же как равноправный субъект взаимодействия.
3) "Прагматический непрагматический" характер взаимодействия. Взаимодействие с природой служит для удовлетворения только прагматических (пищевых, технологических и т.п.) потребностей человека, когда она воспринимается лишь как материальная ценность, или также для удовлетворения его непрагматических, духовных потребностей, когда такое взаимодействие становится самоценным .
Со времен немецкой классической философии в научной среде стало уже аксиомой представление о том, что любое явление в его теперешнем виде может быть адекватно понято только через диалектику его развития: как оно возникло, какие этапы проходило в процессе своей эволюции, чем были обусловлены те или иные его изменения и т.д. Поэтому, чтобы понять сущность современного общественного экологического сознания, являющегося "психологической базой" экологического кризиса, необходимо рассмотреть его развитие в процессе социогенеза .
Экологическое сознание в архаическую эпоху
Исходной точкой исторического развития отношений человека с миром природы является архаическая эпоха. Особенности экологического сознания в это время могут быть реконструированы через анализ существовавшей системы мифов, которая представляет собой сложившуюся у первобытного человека картину мира.
На начальном этапе социогенеза люди еще не отделяли себя от природы, они мыслили себя частью единой Природы. Это было обусловлено тем, что первобытный человек максимально зависел от нее: она постоянно "присутствовала" в каждой его мысли, в каждом его действии. Вопрос взаимоотношений с окружающей природой был вопросом физического выживания человеческого рода. Образ жизни не позволял ни встать над ней, ни игнорировать ее.
Это и определяло первую характерную черту экологического сознания в архаическую эпоху высокую степень психологической включенности человека в мир природы. Показательна "зоологическая классификация", свойственная одному из племен, ведущих до сих пор архаический образ жизни, которую приводит К.Г.Юнг: "Наивысшим существом для них является слон, затем лев, потом удав или крокодил, потом человек и затем более низкие существа".
Такое восприятие природы являлось не следствием некоего "инстинктивного чувства единства" с ней, а было обусловлено особенностями самого мышления человека той эпохи. Архаическое сознание оказывалось неспособным в достаточной мере качественно дифференцировать объекты и явления мира: оно нечетко разделяло субъект и объект, материальное и идеальное, причину и следствие и т.д.
В результате первобытный человек наделял природное окружение своими собственными свойствами. Как отмечает В.Р.Арсеньев, который несколько лет провел среди первобытных племен, "архаическое сознание переносит на мир леса, зверей представления о тождестве или подобии их образа жизни образу жизни людей в прямом или обратном соответствии: то есть у зверей все устроено по аналогии с людьми, но либо значительно лучше и справедливее, либо, наоборот, со знаком минус".
В сущности, для первобытного человека окружающие объекты и явления есть не что иное, как "люди в другом обличье". А раз так, то нет и не может быть принципиальной разницы и границы между человеческим и природным. Этим обусловлена вторая черта экологического сознания в архаическую эпоху субъектное восприятие мира природы (точнее, субъект-объектная неразделенность с ним).
Взаимодействие с природой в архаическую эпоху, безусловно, носит в целом прагматический характер, поскольку главная его цель обеспечить роду физическое выживание. Но в то же время для первобытного человека природа это не только "враждебное окружение" или "поставщик полезного продукта", но и его "родной дом" (характерно происхождение слова "природа" "при роде"). Род целиком погружен в природу не только физически, но и духовно: он как бы растворяется в ней. Поэтому третья черта экологического сознания в архаическую эпоху заключается в том, что наряду с доминированием прагматического взаимодействия с миром природы присутствуют элементы и непрагматического.
В процессе развития человеческого общества, формирования сознания и появления определенной физической независимости от природы исходное психологическое единство с ней начинает разрушаться. Она все больше и больше воспринимается как нечто существующее вне человека, независимо от человека и противопоставленное человеку. Это отчуждение от природы проходило несколько этапов.
На первом этапе поиски первобытным человеком причин природных явлений приводят к появлению представлений об особом потустороннем мире духов, управляющих всем происходящим вокруг складывается анимистическая картина мира. Главным становится уже не столько взаимодействие с природой, сколько установление с помощью специальных ритуалов благоприятных отношений с этими духами, поскольку они могут как помогать людям, так и вредить. На этом этапе духи мыслятся как некие сверхъестественные "двойники" реальных объектов и явлений, которые живут в них: "дух дерева", "дух ручья", "дух леса" и т.п.
Постепенно представления о них приобретают все более абстрактный и обобщенный характер мир духов перерастает в мир богов. В это время боги равны природе в ее проявлениях, иными словами, природа и есть сами боги, их воплощение, их персонификация: река это бог реки, гора бог горы, гром бог грома и т.д.
Свойственная ранее психологическая связь с миром природы сохраняется теперь только с тотемным животным или растением. Тотем представлялся членам рода их общим предком, который может при определенных условиях оказывать им сверхъестественную помощь. Тотемное животное или растение нельзя было уничтожать, даже если человеку грозила голодная смерть, а если это и происходило, то его уничтожение всегда сопровождалось специальным ритуалом.
Существенную роль в формировании отчужденности от природы сыграл переход к оседлому образу жизни. Развитие общественного сознания привело к тому, что человек перевел взгляд с природы на самого себя, и в центре внимания оказалась проблема родовых, семейных связей. Принципиальным становится противопоставление "свой чужой": наше царство далекое царство, в нашем царстве есть герой, богатырь, в чужом дракон, змей, чудовище.
В соответствии с этой фундаментальной парадигмой воспринимается и природа: есть дом "свое" и есть лес "чужое", шире есть "своя", родная природа и есть "чужая". Данный принцип оказался настолько устойчивым, что во многом до сих пор определяет специфику восприятия природных объектов современными людьми. Для человека, выросшего в окружении берез и переехавшего в другой район, растущий по соседству сосновый лес долгое время кажется "чужим", поскольку он "их", а не "мой" ("наш").
Экологическое сознание в эпоху античности
Второй этап отчуждения человека от природы связан с эпохой античности, когда складывается система представлений о богах как творцах природы. (Следует отметить, что эпоха античности является вторым этапом отчуждения от природы именно для европейской культуры: представления о богах как творцах природы, например, в Египте, Междуречье появились значительно раньше).
Теперь боги уже, как правило, антропоморфны, т.е. обладают человеческими свойствами и даже человеческим обликом. Антропоморфными являются, например, боги греческого пантеона: Зевс, Афродита, Аполлон и др. Показательно появление таких богов как Прометей, Гефест, которые создают для людей различные предметы культуры, добывают огонь, вводят металлы и т.д.: в них нашло свое осмысление подчинение людьми природы, ее освоение и "укрощение".
Поскольку и человек, и природа созданы богами, возникает своеобразное "равенство в отчужденности": человек и природа равны перед богами, но отчуждены друг от друга. Иными словами, складывается психологическая противопоставленность человека и природы первая черта экологического сознания античной эпохи.
Дополнительным фактором, увеличивающим противопоставленность человека и мира природы, стало то, что в эпоху античности началось научное осмысление природы. Природа стала объектом изучения, и хотя она при этом не лишалась "души" (например, Аристотель даже звезды считал одушевленными), но душа у нее менее "качественная", чем человеческая. Разделение Платоном "разумной" (человеческой) души и "чувственной" (животной) ярко демонстрирует противопоставленность человека и природы, его принципиальное превосходство над ней с точки зрения античного сознания. Показательно в этом плане высказывание римского историка Саллюстия: "Всем людям, стремящимся отличаться от остальных, следует всячески стараться не прожить жизнь безвестно, подобно скотине, которую природа создала склоненной к земле и покорной чреву. Вся наша сила ведь в духе и теле; дух большей частью повелитель, тело раб; первый у нас общий с богами, второе с животными".
В эпоху античности меняется не только система представлений, но и отношение к природе. Наличие у природных объектов "души" вовсе не означало для античного человека, что они являются субъектами, относятся к сфере "человеческого", равны в своей самоценности человеку. Как считал Аристотель: "Ни дружбы, ни права не может быть по отношению к неодушевленным предметам. Невозможна дружба и с конем или быком или рабом в качестве раба... потому что раб одушевленное орудие, а орудие неодушевленный раб".
И тем не менее, вторая черта экологического сознания этой эпохи заключается в том, что оно ближе к субъектному, чем к объектному восприятию природы. Такое противоречие связано с противоречивостью, двойственностью самого античного сознания: с одной стороны, для античности свойственно уже научно-логическое мышление, но с другой миф, мифологическое мышление не исчезают полностью, а становятся как бы "подтекстом" научно-логического, особенно в период заката античности.
Наконец, третья черта экологического сознания эпохи античности понимание ценности непрагматического взаимодействия с миром природы: для античного человека природа это не только материальная, но еще и духовная ценность. Природа начинает выступать как образец, идеал гармонии, которой человек должен учиться у нее, подражать ей в своей повседневной жизни. Красота, совершенство природы становятся одной из популярных тем античной литературы, да и всего античного искусства.
Но в целом, античность явилась еще одним шагом на пути отчуждения человека от природы и, в определенном смысле, подготовила абсолютную их противопоставленность в последующие века.
Экологическое сознание в эпоху Средневековья
Третьим этапом отчуждения человека от природы явилось появление монотеистических (от греч. monos один иtheos бог) религий, в частности, христианства. Для средневекового сознания, господствовавшего в Европе почти тысячу лет вплоть до XY в., идеологическим стержнем которого было христианство, характерна жестко иерархизированная картина мира, вся поставленная под знак Бога.
Система представлений в христианстве строится на основе иерархии "Бог человек природа". Как писал Аврелий Августин в трактате "О Граде Божием": "В ряду того, что каким-то образом существует, но не есть Бог, его сотворивший, живое помещается выше неживого, способное рождать и испытывать желания выше того, что не способно к этому. А среди живых существ чувствующие стоят выше нечувствующих, как, например, животные стоят выше растений. Среди же чувствующих разумные стоят выше неразумных, как люди выше животных. А среди разумных бессмертные стоят выше смертных, как ангелы выше людей. Все это помещается одно выше другого в силу порядка природы". Иными словами, противопоставленность человека и мира природы определена волей Бога. Это является первой чертой экологического сознания в эпоху Средневековья.
Интересно, что римский историк Иосиф Флавий, пересказывая в своих "Иудейских древностях" библейскую книгу Бытия, писал, что когда человек был изгнан из рая, он в числе прочего утратил и способность разговаривать с животными, что отражало возникшее отчуждение человека от природы. Но оно христианством воспринималось не как потеря, а как триумф человека.
Поставив человека на вершину пирамиды земного мира, христианство кардинально меняет характер восприятия природных объектов. Главное отличие человека, созданного "по образу и подобию" божьему, от всего природного наличие у него нематериальной божественной души (как справедливо заметил по этому поводу К.Юнг, "сложность души росла пропорционально потере одухотворенности природы").
Если античность, сделав природу объектом научного изучения, оставляла природным объектам "право" на душу, то христианство их этого полностью лишило. Вместе с ней природные объекты лишаются и своей самоценности: они представляют интерес только в той мере, в какой могут служить человеку и быть полезными ему. Характерно, что в сцене изгнания бесов Христос вселяет их в свиней, которые гибнут в пропасти: ни жалости к этим животным, ни намеков на размышления о том, зачем всемогущему Христу для изгнания бесов понадобилась смерть ни в чем не повинных животных. Все эти вопросы немыслимы для христианского сознания, поскольку невозможно сопереживание тому, что воспринимается как объект.
Таким образом, вторая черта экологического сознания эпохи Средневековья, которую сформировало христианство, объектное восприятие мира природы.
Оно также кардинально изменило и характер взаимодействия с миром природы, переведя его в плоскостьабсолютного прагматизма, являющегося третьей чертой экологического сознания этой эпохи. Оно освободило человека от обязанности боготворить природу, дало ему неограниченную свободу в обращении с ней, превращенной в "сырье", лишенное какого бы то ни было священного смысла. Христианство утвердило представление о санкционированном самим Богом потребительском, прагматическом использовании природы. Красноречив в этом отношении текст Библии: "И сказал Бог: сотворим человека по образу Нашему и по подобию Нашему, и да владычествуют они над рыбами морскими, и над птицами небесными, и над скотом, и над всею землею, и над всеми гадами, пресмыкающимися по земле... да страшатся и да трепещут вас все звери земные, и все птицы небесные, все, что движется на земле, и все рыбы морские: в ваши руки отданы они" (Бытие, 1:26; 9:3).
Американский исследователь Ю.Линден связывает отчуждение человека от природы в христианстве с географией возникновения этой религии. Библия появилась в странах с пустынным климатом, и, следовательно, ее составители никогда не видели существ, которые были бы промежуточным звеном между животными и человеком, т.е. обезьян. Как следствие этого, они построили философскую систему, проникнутую идеей отчуждения от природы и оправдывающую полную свободу для человека делать с ней все, что угодно.
У народов, живущих во влажных тропических лесах, в непосредственном соседстве с обезьянами, биологическая изоляция человека менее выражена. Для этих народов обезьяны представляются лишь отчасти животными, а отчасти людьми. По данным французского психолога М.Бертрана, западно-африканское племя уби считает, что у человека и шимпанзе были общие предки. Часть из них была наказана богом за леность в труде уродливым обликом. "Ге" слово, которым уби называют шимпанзе, означает "уродливый человек". На убийство обезьян наложено табу (непререкаемый запрет).
"Уби усмотрели общие черты в поведении и почувствовали общность происхождения человека и шимпанзе задолго до того, как Дарвин выдвинул свою первую предварительную гипотезу о существовании этой связи. Уби, разумеется, отдают себе отчет в различиях между человеком и шимпанзе, однако, в отличие от европейцев, не считают, что эти различия дают людям какие-то моральные привилегии".
Итак, христианство завершило отчуждение от природы в религиозной форме.
Экологическое сознание и наука Нового времени
Но впереди еще ждало отчуждение от природы, освященное наукой. Важнейшую роль в этом сыграло картезианство (от Cartezius латинской транскрипция имени Р.Декарта, основоположника этого учения), возникшее в XYII в. и ставшее одной из философских основ современной цивилизации.
Его исходным пунктом являлось представление о человеке-субъекте и мире-объекте, которым человек манипулирует. В этом смысле картезианство венчает собой развитие, коренящееся в самой сущности человека и состоящее в том, что человек во всех отношениях радикальным образом выделяется из мира. Оно логически завершило все то в экологическом сознании, что было заложено христианством: "Человеческая личность, воспитанная в течение полутора тысяч лет на опыте абсолютной личности, захотела теперь сама стать абсолютом".
Таким образом, первая черта картезианской модели мира полная психологическая противопоставленность человека и природы.
Картезианство утверждало абсолютную ценность человеческого разума, субъективности в целом, а поскольку внечеловеческая природа ими не обладает (животные и растения по Декарту машины, лишенные внутреннего мира), то, соответственно, ее ценность несоизмеримо ниже. А раз так, то препарирование животного ничем не отличается от разборки часов гордиев узел этических сомнений о допустимости таких действий разрублен окончательно. В этом заключается вторая черта картезианства объектное восприятие природы.
Характерно, что конечную цель знания картезианство видело в господстве человека над силами природы, в открытии и изобретении технических средств, которые позволяли бы это господство обрести: "человек царь природы". Природа не должна существовать и развиваться "просто так", она должна служить человеку.Абсолютный прагматизм во взамодействии с природой это третья черта картезианского мировосприятия.
Как это ни парадоксально звучит, но, в целом, наука просто впитала в себя по наследству религиозное представление о богоизбранности человека, в ходе своего развития избавившись от идеи самого бога за ненадобностью. Последний шаг в формировании отчужденности от природы был сделан: она признана лишенным всякой самостоятельной ценности объектом манипуляций во имя научного знания и прогресса. Авторитет Библии оказался подкреплен авторитетом науки. При всем их антагонизме здесь они оказались едины.
Этот последний четвертый шаг в отчуждении от природы был первым шагом к экологическому кризису.
Таковы культурно-исторические истоки доминирующего сейчас антропоцентрического экологического сознания.
Новое экологическое сознание
Социальные истоки возникновения так называемого "нового экологического сознания" хорошо иллюстрирует история развития США. На начальном этапе это история освоения новых земель на Западе. Наличие открытой границы сформировало представление о возможности неограниченного экстенсивного роста.
Экстенсивный путь был естественным и самым простым способом снятия социального напряжения: недовольные своей жизнью могли уйти на Запад и установить там свои собственные порядки. Американская демократия того этапа и природное изобилие были взаимосвязанными явлениями.
Но к середине XIX века запас свободных земель исчерпался и государственная граница приобрела значение границы экстенсивного роста. Это был первый "экологический кризис", который вызвал переход к технологическому, урбанистическому направлению развития американской цивилизации.
В результате осмысления этого кризиса во второй половине XIX начале ХХ в.в. в США складывается общетеоретическая и мировоззренческая ориентация, получившая название американского инвайронментализма(от англ. environment окружающая среда), в которой в дальнейшем выделилось три течения: консервационизм, экологизм и биоцентризм. В центре ее внимания оказывается взаимодействие общества со средой своего обитания. Эта ориентация проявилась в социологии, философии, политэкономии, правоведении, этике, а также в социальных движениях за качество среды обитания.
Инвайронментальный консервационизм
Консервационистское крыло инвайронментального движения (Пауэлл, Пиншо, Фернау и др.), можно считать первым этапом альтернативной экоцентрической тенденции в развитии общественного экологического сознания. Консервационисты провозгласили лозунг: "Максимум природных благ для большего числа людей на более длительный период". Они призывали к необходимости реорганизации социальных институтов, чтобы можно было обеспечить рациональное природопользование и справедливое распределение природных ресурсов.
Тем не менее экологическое сознание, базирующееся на идеях консервационизма, не претерпевает каких-либо качественных изменений по сравнению с предыдущей эпохой: человек по-прежнему противопоставлен природе, воспринимает ее как объект, во взаимодействии с природой продолжает доминировать прагматизм. Но консервационизм принципиально изменил вектор развития экологического сознания: прагматизм сменяется "дальним прагматизмом", утверждается необходимость консервации природных ресурсов для будущих поколений.
Русский космизм, учение о ноосфере, экологизм
Существенный шаг был сделан в сформировавшемся в России во второй половине XIX в. философско-религиозном течении, которое теперь называют русским космизмом. Оно было представлено именами Н.А.Бердяева, И.В.Киреевского, В.С.Соловьева, Н.Ф.Федорова, П.А.Флоренского и многими другими. Это была не школа в научном ее понимании, а скорее особое умонастроение в кругах русской интеллигенции.
Центральной идеей русского космизма являлось представление о том, что Человек составная часть Природы, что их не следует противопоставлять, а необходимо рассматривать в единстве, что Человек и все, что его окружает, это частицы единого, Вселенной. Противоречие между Разумом и Природой неизбежно, но Разум ответственен за отыскание путей его разрешения.
Русский космизм обосновал необходимость новой моральной основы взаимодействия Человека с Природой, смены принципов развития цивилизации. "Цивилизация эксплуатирующая, а не восстанавливающая, не может иметь иного результата, кроме ускоренного конца", писал Н.Ф.Федоров в своей "Философии общего дела" в 90-х годах прошлого века, когда до экологического кризиса в его технократическом понимании было еще далеко.
Идеи единства, взаимосвязи человека и природы получили свое развитие в учении о ноосфере В.И.Вернадского.
Он считал, что воздействие человека на окружающую природу растет столь быстро, что скоро наступит то время, когда человек превратится в основную геологическую силу, формирующую облик Земли: биосфера перейдет в свое новое состояние, в сферу разума ноосферу. Развитие окружающей среды и человеческого общества пойдет неразрывно, начнется их коэволюция (совместная эволюция, в которой просто невозможно господство интересов одной из сторон).
Учение о ноосфере созвучно основным идеям такого направления американского инвайронментализма, какэкологизм. Экологисты (Марш, Ист, Росс, Клементс, Леопольд и др.), строившие свою социально-экологическую модель на естественно-научном понимании взаимодействия общества и природы, выдвинули три основные идеи:экосистемного холизма, морального сообщества и экологичной этики.
1. Идея экосистемного холизма (от греч. holos целое) четко сформулирована О.Леопольдом: разумно то, что стремится к сохранению целостности, стабильности, совершенства биологического сообщества; неразумно все то, что стремится к обратному.
2. Если принцип холизма распространяет закономерности развития экосистемы на общество, то понятие "морального сообщества" переносит сферу действия норм морали и на "не-человеческие" элементы экосистемы. В то же время оно не признает "право на индивидуальность" для "не-человеческих" элементов и гарантирует возможность их существования лишь на уровне популяций, видов, но не отдельных особей. Для экологистов ценностью обладает стабильное функционирование единой экосистемы, а не уникальность каждого отдельного ее элемента.
3. Идея экологичной этики требует не простого распространения человеческой этики на все природное в рамках "морального сообщества", а создания принципиально новой этики, которая должна органично соответствовать, с одной стороны, "природе человека", а с другой законам окружающей среды.
В целом, русский космизм, учение о ноосфере, экологизм обосновали необходимость единства человека и природы, начали формировать представление об ее определенной непрагматической ценности. Но тем не менее в них сохраняется объектное восприятие природы.
№7.
ГОМЕОСТАЗИС (от греч. hómois — подобный и statis — состояние) — стремление и способность экономической системы сохранять равновесное состояние, характеризующее устойчивость, стабильность и в то же время консервативность системы.
ГОМЕОСТАЗ, ГОМЕОСТАЗИС (греч. homois - подобный, одинаковый и stasis - неподвижный, состояние) - свойство биологических систем сохранять относительную динамическую устойчивость параметров состава и функций. Основой данной способности выступает умение биосистем противостоять возмущениям со стороны внешней среды за счет автономности и стабильности их внутренней организации. Явления Г. универсальны для всех типов биообъектов. В биологии идея о существовании постоянства внутренней среды организма (французский ученый К. Бернар, вторая половина 19 в. ) предшествовала появлению термина Г. (американский биолог У. Кен-нон, 1929). Наиболее интенсивную разработку термин Г. получил в результате применения кибернетического подхода к изучению сложных многоуровневых биосистем (организм, популяция, биоценоз и др. ). Изучение биообъектов с обратной связью позволило выявить многообразные механизмы, которые обеспечивают их устойчивость. Физиологический Г. , например, достигается с помощью физиологических регуяятор-ных систем: желез внутренней и внешней секреции, симпатической нервной системы, центральной нервной системы и особенно коры головного мозга. Генетический (или популя-ционный) Г. обеспечивает постоянство и целостность геноти-пической структуры популяции в постоянно меняющихся сре-довых условиях через поддержание гетерозиготности, поли-морфоза, регуляции темпа и направленности мутаций. В середине 20 в. термин Г. обнаружил дополнительный общенаучный потенциал. Начиная с работы английского биолога У. Р. Эшби, происходил активный перенос термина Г. из биологии в различные научные и технические дисциплины. Это было связано с потребностями моделирования сложных объектов различной природы: социальных, экономических, культурных и т. д. Важные теоретические и практические результаты выявились при изучении т. наз. "рефлексивных" объектов, к которым прежде всего относятся социальные системы. Проблема оптимизации выбора экологических, экономических, политических и др. решений, определение степени их целесообразности связаны со способностью этих систем к прогнозированию результатов их функционирования. В последнее десятилетие термин Г. особенно широко используется в экологических дисциплинах в связи с переходом к исследованию современного состояния экосистем различной степени сложности, вплоть до биосферы.
№8.
ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ КОММОНЕРА
сформулированные американским экологом Б. Коммонером (1974) в свободной беллетристической форме законы (не в том строгом смысле, как это принято в естествознании): 1) “Все связано со всем”; это означает, что живая динамика сложных и разветвленных экологических цепей образует, в конечном итоге, единую высокосвязанную систему; в абстрактном варианте это утверждение повторяет известное диалектико-материалистическое положение о всеобщей связи вещей и явлений; на более конкретном уровне оно выступает как обобщение кибернетического характера; 2) “Все должно куда-то деваться”; это неформальная перефразировка фундаментального физического закона сохранения материи; здесь Коммонер ставит одну из труднейших проблем прикладной экологии — проблему ассимиляции биосферой отходов человеческой цивилизации; 3) “Природа знает лучше”; этот закон вызывает в литературе наибольшую критику; это положение распадается на два относительно независимых тезиса: первый, солидаризирующийся с известным неоруссоистским лозунгом “Назад к природе”, который сегодня не может быть принят как нереалистичный; второй, связанный с призывом к осторожности в обращении с природными экосистемами, важен и конструктивен; 4) “Ничто не дается даром”; этот экологический закон объединяет в себе три предыдущих закона; по Коммонеру, “глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может явиться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платы по этому векселю нельзя избежать; она может быть только отсрочена”.
ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ КОММОНЕРА
сформулированы в начале 70-х годов XX в. американским ученым Б. Коммонером.
Первый закон. Все связано со всем. Это закон об экосистемах и биосфере, обращающий внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Он призван предостеречь человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что модет привести к непредвиденным последствиям. (например, осушение болот приводит к обмелению рек).
Второй закон. Все должно куда-то деваться. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которых неизбежны, и потому необходимо думать как об уменьшении их количества, так и о последующем их использовании.
Третий закон. Природа "знает" лучше. Это закон разумного, сознательного природопользования. Нельзя забывать, что человек - тоже биологический вид, что он - часть природы, а не ее властелин. Это означает, что нельзя пытаться покорить природу, а нужно сотрудничать с ней. Пока мы не имеем полной информации о механизмах и функциях природы, а без точного знания последствий преобразования природы недопустимы никакие ее "улучшения".
Четвертый закон. Ничто не дается даром. Это закон рационального природопользования. "...Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения". Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека и т д.
Принципы защиты биосферы
В решении общей проблемы защиты биосферы большое перспективное значение имеет решение основных научно-технических проблем:
1. Разработка экономических методов обследования различных шахтных и промышленных сточных вод с целью очистки сточных вод от вредных примесей, основанных на использовании последних достижений дистилляции, электролиза, мембранной и ионообменной технологий.
2. Создание химических и физико-технических методов захоронения в изолированные, глубинные пласты Земли высокотоксичных отходов. Создание соответствующего аппаратурного герметического обеспечения.
3. Использование научных методов переработки твердых и жидких отходов и их утилизация.
4. Разработка высокоэффективных методов для улавливания окислов азота, сернистого газа, окиси углерода и других кислых и щелочных газов.
5. Дальнейшее освоение новых источников энергии — энергии ветра, солнца, геотермального тепла и т.д. — и включение их в большую энергетику.
6. Создание научных основ системы технико-экономических показателей, не допускающих внедрения в производство процессов, приносящих ущерб окружающей среде.
Две принципиально различные стратегии биологических систем присущи этим двум этапам развития биосферы.
1. Первый этап организации биосферы: господство бактериальных сообществ
Господство цианобактериальных сообществ на протяжении 3 млрд. лет сменилось взрывом таксономического биоразнообразия начиная с ордовика. До фанерозоя уединеные популяционные волны со свойствами солитонов поддерживали однообразие доминирования цианобактериальных сообществ в составе придонных и наземных матов. Распростанение бактериальных сообществ происходило как автоволна, имеющая определенную форму и скорость
2. Фанерозойский взрыв таксономического биоразнообразия
Тенденция использования простых моделей, заимствованных из физики для описания эволюционных процессов, стало особенно заметной тенденцией в последние годы. Этому способствовало бурное развитие синергетики и прогресс в анализе сложной динамики открытых нелинейных систем.
3. Последний этап эволюции биосферы: деградация экосистем, разрушение сообществ и сукцессионных систем
Наконец, третий этап эволюции биосферы тесно связан с разрушительной деятельностью человека, опустыниванием и загрязнением среды. Фактически появление человека знаменует новый этап эволюции биосферы.
№9.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ – 1. В узком смысле специальное научное исследование конкретных перспектив изменений экосистем, окружающей среды на какой-либо территории в результате развития естественных процессов и воздействия хозяйственной деятельности человека. 2. Процесс исследования возможных путей развития природных систем или их компонентов в будущем, определяемого как естественными процессами, так и воздействием на них хозяйственной деятельности человека с использованием разнообразных методик. Различают краткосрочное Э.п. на срок до 5 лет, среднесрочное — от 5 до 10 лет, и долгосрочное — более 10 лет. По масштабам прогнозируемых явлений Э.п. делят на глобальное (физико-географическое), региональное (в пределах нескольких стран, одного материка, океана и т.п.), национальное (в пределах государства) и локальное (для небольших территорий). Э.п. проводится с помощью специальных методик: линейной (прямолинейной, экспоненциальной или по иным заранее известным кривым изменений) экстраполяции (продления существующих тенденций во времени), модельной экстраполяции (учитывающей возможную неравномерность в развитии процессов; модель может быть натурным экспериментом), интуитивного (экспертного) предсказания (так называемый метод Дельфи, основанный на логическом моделировании, индивидуально проводимом группой экспертов, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов высказываний), анализа причинно-следственной цепи или проведения аналогий (предполагается, что грядущий процесс будет аналогичен по цепи причина — следствие уже известным явлениям, происходившим в сходных условиях), первичного толчка (наблюдаемое слабое изменение рассматривается как способное перерасти в сильное, высокозначимое), качественного скачка (предсказания перехода слабого роста в сверхэкспоненциальный вариант метода экстраполяции). Указанные методы имеют сильные внутренние ограничения, которые требуют осторожного отношения к результатам Э.п. Другое существенное ограничение возможностей Э.п. состоит в том, что для суждений о будущем поведении природных систем всегда недостает информации, что связано с исключительной сложностью природных систем, включающих организмы и человека. Разрыв в объеме имеющейся и необходимой информации, как правило, превышает несколько порядков. Обычно неизвестно, как поведет себя природная система в будущем при естественном развитии и тем более при наложении на нее процессов, связанных с хозяйственной деятельностью. Например, при довольно ясном представлении о физической природе парникового эффекта (см.) и наличии данных наблюдений о повышении температуры на Земле нет метода выделения в этом повышении антропогенного или естественного сигнала. Э.п. — необходимое условие для проектирования различных природоохранных мероприятий.
Ри́мский клуб — международная общественная организация, созданная итальянским промышленником Аурелио Печчеи(который стал его первым президентом) и генеральным директором по вопросам науки ОЭСР Александром Кингом 6-7 апреля1968 года, объединяющая представителей мировой политической, финансовой, культурной и научной элиты. Организация внесла значительный вклад в изучение перспектив развития биосферы и пропаганду идеи гармонизации отношений человека иприроды.
Одной из главных своих задач Римский клуб изначально считал привлечение внимания мировой общественности к глобальным проблемам посредством своих докладов. Заказ Клуба на доклады определяет только тему и гарантирует финансирование научных исследований, но ни в коем случае не влияет ни на ход работы, ни на её результаты и выводы; авторы докладов, в том числе и те из них, кто входит в число членов Клуба, пользуются полной свободой и независимостью. Получив готовый доклад, Клуб рассматривает и утверждает его, как правило, в ходе ежегодной конференции, нередко в присутствии широкой публики — представителей общественности, науки, политических деятелей, прессы, — а затем занимается распространением результатов исследования, публикуя доклады и проводя их обсуждение в разных аудиториях и странах мира.
Римский клуб положил начало исследовательским работам по проблемам, названным «Глобальной проблематикой». Для ответа на поставленные клубом вопросы ряд выдающихся ученых создали серию «Докладов Римскому клубу» под общим названием «Трудности человечества». Прогнозы перспектив развития мира составлялись по компьютерным моделям, а полученные результаты были опубликованы и обсуждались во всем мире.
У истоков глобального моделирования динамики развития социума планетарного масштаба стояли Хасан Озбекхан, Эрих Янч иАлександр Христакис, разработавшие математическую модель развития цивилизации по заказу Аурелио Печчеи и Александра Кинга. Нулевую глобальную математическую компьютерную модель развития мира создал американский философ и математик турецкого происхождения Хасан Озбекхан.
В начале 70-х годов по предложению Клуба Джей Форрестер применил разработанную им методику моделирования на ЭВМ к мировой проблематике. Результаты исследования были опубликованы в книге «Мировая динамика» (1971), в ней говорилось, что дальнейшее развитие человечества на физически ограниченной планете Земля приведет к экологической катастрофе в 20-х годах следующего столетия. Проект Денниcа Медоуза «Пределы роста» (1972) — первый доклад Римскому клубу, завершил исследование Форрестера. Но метод «системной динамики», предложенный Медоузом, не годился для работы с региональной мировой моделью, поэтому модель Медоуза вызвала ожесточенную критику. Тем не менее, модели Форрестера-Медоуза был придан статус первого отчета Римского Клуба. Доклад «Пределы роста» положил начало целому ряду докладов Клуба, в которых получили глубокую разработку вопросы, связанные с экономическим ростом, развитием, обучением, последствиями применения новых технологий, глобальным мышлением. В 1974 году вышел второй доклад Клуба. Его возглавили члены Римского клуба М. Месарович (en) и Э. Пестель. «Человечество на перепутье» предложило концепцию «органического роста», согласно которой каждый регион мира должен выполнять свою особую функцию, подобно клетке живого организма. Концепция «органического роста» была всецело принята Римским клубом и до сих пор остается одной из основных отстаиваемых им идей.
Модели Медоуза—Форрестера и Мессаровича—Пестеля заложили основу идеи ограничения потребления ресурсов за счет так называемых промышленно слаборазвитых стран. Предложенная учеными методика была востребована правительством США для прогнозирования и соответственно активного воздействия на процессы, происходящие в мире.
Следующая работа членов Клуба, посвященная мировой системе — это доклад Я. Тинбергена «Пересмотр международного порядка» (1976). Он существенно отличается от предыдущих работ. Тинберген представил в своем докладе проект перестройки структуры мировой экономики. Им выдвигались конкретные рекомендации, касающиеся принципов поведения и деятельности, основных направлений политики, создания новых или реорганизации существующих институтов, чтобы обеспечить условия для более устойчивого развития мировой системы.
Важную роль из числа докладов Клубу играет работа президента Клуба А. Печчеи «Человеческие качества» (1980). Печчеи предлагает шесть, как он называет «стартовых» целей, которые связаны с «внешними пределами» планеты; «внутренними пределами» самого человека; культурным наследием народов; формированием мирового сообщества; охраной окружающей среды и реорганизацией производственной системы. Человек в своей деятельности должен исходить из возможностей окружающей его природы, не доводя их до крайних пределов. Центральная идея этого доклада состоит во «внутренних пределах», то есть в совершенствовании человека, раскрытии его новых потенциальных возможностей. Как пишет автор: «Надо было сделать так, чтобы как можно больше людей смогли совершить этот резкий скачок в своем понимании действительности»[3].
Особое место среди докладов Римскому клубу занимает доклад Эдуарда Пестеля «За пределами роста» (1987), посвященный памяти Аурелио Печчеи. В нем обсуждаются актуальные проблемы «органического роста» и перспективы их решения в глобальном контексте, учитывающем достижения науки и техники, включая как микроэлектронику, биотехнологию, атомную энергетику, так и международную обстановку. «Только выработав общую точку зрения по этим фундаментальным вопросам — а сделать это должны прежде всего богатые и сильные страны, — можно найти верную стратегию перехода к органическому росту, которую и передать потом своим партнерам на подсистемном уровне. Только тогда можно будет управлять мировой системой и управлять надежно»[4]. Доклад Пестеля подводит итоги пятнадцатилетним дебатам о пределах роста и делает вывод о том, что вопрос заключается не в росте как таковом, а в качестве роста.
В 1991 г. впервые появляется доклад от имени самого Римского клуба, написанный его президентом Александром Кингом (en) и генеральным секретарем Бертраном Шнайдером — «Первая глобальная революция». Подводя итоги своей двадцатипятилетней деятельности, Совет Клуба снова и снова обращается к произошедшим в последнее время в мире переменам и дает характеристику нынешнего состояния глобальной проблематики в контексте новой ситуации в международных отношениях, возникших после окончания долгого противостояния Востока и Запада; новой экономической ситуации, складывающейся в результате создания новых блоков, появления новых геостратегических сил; новых приоритетов в таких глобальных проблемах, как народонаселение, окружающая среда, ресурсы, энергетика, технология, финансы и т. д. Авторы доклада провели системный анализ деятельности Римского клуба, обобщили материалы докладов, представленных клубом, проделали громадную исследовательскую работу и на этой основе предложили программу действий для решения мировой проблематики. Это наиболее весомый труд, описывающий основные направления деятельности Римского клуба.
В 1997 г. вышел очередной доклад Римского клуба «Фактор четыре. Затрат — половина, отдача — двойная», который подготовили Вайцзеккер Э. (de), Ловинс Э., Ловинс Л. Целью этой работы стало решить вопросы, поставленные в предыдущих работах Римского клуба и прежде всего в первом докладе «Пределы роста». Основная идея этого доклада вызвала небывалый интерес во всем мире. Ее суть состоит в том, что современная цивилизация достигла уровня развития, на котором рост производства фактически во всех отраслях хозяйства способен осуществляться в условиях прогрессирующей экономики без привлечения дополнительных ресурсов и энергии. Человечество «может жить в два раза богаче, расходуя лишь половину ресурсов»
В начале 2008 года международный секретариат Римского клуба передислоцирован из Гамбурга, Германия в Винтертур, Швейцария (кантон Цюрих). Римский клуб в настоящее время продолжает исследования современного состояния мира, в котором произошли фундаментальные перемены, особенно в геополитике. Стоит также помнить о том, что экологическая ситуация на планете продолжает ухудшаться. В тесном сотрудничестве с множеством научных и образовательных организаций Римский клуб в мае 2008 года разработал новую трехгодичную программу «Новый путь мирового развития» (A New Path for World Development), в которой обозначены основные направления деятельности до 2012 года.
№10.
ПРОГНОЗЫ “РИМСКОГО КЛУБА”
В феврале 1968 г. итальянский промышленник А. Пиччеи обратился к знакомым из мира бизнеса, науки и техники с письмом, где содержался призыв принять участие в решении вопроса о создавшемся положении в мире. Это явилось поводом к тому, что 30 ученых, бизнесменов и политиков, в основном из развитых стран, собрались в Риме и образовали общество, которое вскоре стало известно под названием “Римский клуб”. В 1970 г. группа “независимых интеллектуалов, обеспокоенных судьбами мира”, обосновалась в Швейцарии для проведения необычного исследования: с помощью компьютеров создать модель мира, которая давала бы возможность провести глобальный анализ состояния и предсказать возможные направления развития и будущего человечества.
Необходимую финансовую помощь клубу оказал концерн “Фольксваген”. Технические условия для исследования и обработки данных обеспечил Массачусетский технологический институт США и Токийский университет. В “Римский клуб” вошли более ста человек — ученых из различных стран и представивших сложный калейдоскоп противоречивых и взаимосвязывающих сценариев развития человечества. Например, имеются сценарии “Римского клуба”, предусматривающие отказ от вооружения, ликвидацию “псевдопотребностей” — никотина, алкоголя, наркотиков.
В 1972 г. профессор Д. Медоуз издал книгу “Пределы роста”, где был сделан основной вывод: если промышленное развитие пойдет так и дальше, то уже через 75 лет наступит коллапс — глобальная экологическая катастрофа. Таким образом, концепции “Римского клуба”, сводятся к поискам пределов научно-технического и социального прогресса.
Книгу “Пределы роста” широко комментировали ученые разных стран. Медоуз применил метод так называемой экстраполяции, который изобилует излишними условностями. Так, прогноз на 2100 г. базируется на основе данных, структурных связей и отношений, которые должны были характеризовать рост производительных сил, начиная с 1990 г. Медоуз руководствовался средними показателями, не принимая во внимание ни темпы роста населения, различные в разных странах, ни доходы на душу населения, которые тоже зависят от места проживания человека. Сутью мировой модели Медоуза явилось положение: “Чем больше людей, тем меньше богатства”.
В 1974 г. Медоуз опубликовал новую книгу “Динамика роста в ограниченном мире”. В ней, Опираясь на новые факты, он продолжил развитие концепции “нулевого роста”. Непримиримым критиком теории “нулевого роста” является известный американский биолог Коммонер, законы экологии которого мы уже рассматривали в рамках этого курса (см ТЕМУ 18.2.1). В книге “Замкнутый круг” Коммонер решительно выступает против теории “замораживания прогресса”.
Стремясь ликвидировать недостатки, допущенные в работе Медоуза, директор Механического института в Ганновере американец Э. Пестель и профессор прикладной математики из Кливленда (США) М. Мессарович опубликовали в 1974 г. новый доклад “Римского клуба” под названием “Человечество на перепутье”, который был задуман как самый мощный взрыв футурологии. Учитывая аргументированную критику модели Медоуза, авторы рассматривали мир уже не как единую систему, а как сложное явление связанных между собой подсистем: экономики, техники, экологии, населения и т.д. Ими был сделан вывод о том, что катастрофы и потрясения могут развиваться неодинаковыми темпами. Состояние опасной или серьезной ситуации в одной из подсистем не обязательно может привести к “коллапсу” всего человечества. Авторы утверждают, что катастрофические кризисы проявятся в различное время и в разных регионах, но будут переплетаться между собой и, подобно цепной реакции, захватят весь мир.
Таким образом, участникам “Римского клуба” проблема поиска путей выхода из создавшегося положения виделась в радикальном изменении ценностных ориентаций человека и человечества и в постепенном улучшении “человеческого материала”.
№11.
Краткое содержание доклада “Пределы роста”
Наша мировая модель была построена специально для исследования пяти основных глобальных процессов: быстрой индустриализации, роста численности населения, увеличивающейся нехватки продуктов питания, истощения запасов невозобновимых ресурсов и деградации природной среды.
Построенная нами модель, как и любая другая, несовершенна, чрезмерно упрощена и остается незавершенной. Понимая предварительный характер нашей работы, мы все же сочли важным опубликовать результаты работы модели и сделанные нами выводы сейчас.
…На наш взгляд, описываемая модель уже разработана достаточно, чтобы принести пользу людям, принимающим решения. Кроме того, нам кажется, что основные тенденции, проявившиеся в поведении модели, имеют настолько фундаментальный и общий характер, что едва ли наши широкие выводы будут серьезно опровергнуты дальнейшими исследованиями.
Вот эти выводы:
1. Если современные тенденции роста численности населения, индустриализации, загрязнения природной среды, производства продовольствия и истощения ресурсов будут продолжаться, в течение следующего столетия мир подойдет к пределам роста. В результате, скорее всего, произойдет неожиданный и неконтролируемый спад численности населения и резко снизится объем производства.
2. Можно изменить тенденции роста и прийти к устойчивой в долгосрочной перспективе экономической и экологической стабильности. Состояние глобального равновесия можно установить на уровне, который позволяет удовлетворить основные материальные нужды каждого человека и дает каждому человеку равные возможности реализации личного потенциала.
Если народы мира выберут не первый, а второй путь, то чем раньше они начнут работать, чтобы вступить на него, тем больше у них шансов на успех.
Все составляющие описываемого исследования – численность населения, производство продовольствия, загрязнение природной среды, расход невозобновимых ресурсов – растут. Каждый год они увеличиваются по закону, который математики называют экспоненциальным ростом.
Экспоненциальный рост величины означает, что за фиксированый период времени она увеличивается в фиксированное число раз.
Экспоненциальный рост – обычный процесс в биологических, финансовых и многих других системах.
Экспоненциальный рост – явление динамическое, значит, величины в этом процессе изменяются со временем. Когда множество различий величин в системе растет одновременно и все они находятся в сложной взаимосвязи, анализ причин роста и будущего поведения системы становится очень сложным.
На протяжении последних 30 лет в МТИ разрабатывается новый метод динамического изучения сложных систем. Этот метод был назван системной динамикой. В его основе лежит утверждение, что поведение системы часто настолько же зависит от ее структуры – множества замкнутых, взаимосвязанных, нередко запаздывающих взаимодействий между составляющими элементами,– насколько и от самих элементов. Модель мира, описанная этой книге, построена по принципам системной динамики.
Экстраполяция существующих тенденций – проверенный временем способ заглянуть в будущее (особенно в ближайшее и особенно если на рассматриваемые величины не слишком влияют другие тенденции, наблюдаемые в системе). Конечно, ни один из пяти исследуемых факторов нельз назвать независимым. Каждый постоянно взаимодействует с остальными. Мы уже упоминали о некоторых таких взаимодействиях. Численность населения не может увеличиваться, если нет продуктов питания, производство продуктов питания растет с ростом капитала, рост капитала требует ресурсов отработанные ресурсы увеличивают загрязнение, загрязнение среды влияет на рост численности населения и производство продовольствия.
Кроме того, каждый из этих факторов через долгое время начинает, испытывать воздействие обратных связей.
В этой первой модели мира нас интересовали только качественные характеристики поведения системы “население – капитал”. Под характеристиками поведения мы понимаем определенные тенденции переменных систем (численности населения, например, или уровня загрязнения среды) к изменению с течением времени.
Поскольку нас интересовали только самые общие характеристики поведения, первая модель мира не нуждалась в тщательной детализации. Мы рассматривали показатель “обобщенного населения”, статистически отражающий средние характеристики населения земного шара. Мы взяли только один класс загрязняющих веществ – семейство долгоживущих широко распространенных на Зеле элементов и соединений (таких как свинец, ртуть, асбест, биоустойчивые пестициды и радиоизотопы), динамическое поведение которых в биосистеме начало проясняться. Мы ввели в модель “обобщенные ресурсы” – величину, отражающую общие запасы всех невозобновимых ресурсов, хотя знали, что для каждого отдельного вида сырья характерна своя динамика, отражающая уровень запасов и скорость их истощения.
На этом этапе был необходим высокий уровень агрегации, чтобы модель оставалась обозримой. В то же время это ограничивало информацию, которую мы надеялись получить, наблюдая за поведением модели.
Но можно ли узнать что-нибудь из такой сильно агрегированной модели? Можно ли сделать содержательные выводы из наблюдений над ней? Если стремиться получить точный прогноз,– нет, нельзя.
Однако настоятельно необходимо хоть сколько-нибудь понять причины роста, его пределы и возможное поведение модели, когда она подходит к этим пределам.
Все оценки в модели (численность населения, объем капитала, уровень загрязнения среды и пр.) отсчитываются от значений 1900 г. С 1900 по 1970 г. все переменные в общем соответствовали действительным значениям. Численность населения, составлявшая в 1900 г. до 1,6 млрд. человек, выросла к 1970 г. до 3,5 млрд. Хотя рождаемость медленно падает, уровень смертности снижается быстрее (особенно после 1940 г.) и темпы роста численности населения увеличиваются. Объем производства промышленной продукции, продуктов питания и услуг на душу населения растет по экспоненте. Запасы ресурсов в 1970 г. составляли почти 95% от значения 1900 г., но начинали угрожающе сокращаться, поскольку продолжается рост численности населения и объема промышленного производства.
Из поведения модели видно, что приближение к предельным значениям и коллапс неизбежны, и причиной этого в данном случае оказывается истощение запасов невозобновимых ресурсов. Объем промышленного капитала достигает уровня, где требуется огромный приток ресурсов. Сам процесс этого роста истощает запасы доступного сырья. С ростом цен на сырье и истощением месторождений для добычи ресурсов требуется все больше средств и, значит, все меньше становятся капиталовложения в будущий рост. Наконец, капиталовложения не могут компенсировать истощения ресурсов; тогда разрушается индустриальная база, а вместе с ней система услуг и сельскохозяйственного производства, зависящие от промышленности (производство удобрений, пестицидов, работа исследовательских лабораторий и особенно производство энергии, необходимой для механизации). За короткий срок ситуация серьезно осложнится, потому что численность населения все еще растет из-за запаздывания, обусловленного возрастной структурой населения и несовершенством регулирующих мер. В конце концов, численность населения снижается, поскольку повышается смертность в результате нехватки продуктов питания и медицинских услуг. Точно рассчитывать время этих событий не имеет смысла, так как уровень агрегирования модели высок и в ней присутствует множество неопределенных факторов. Однако важно, что рост прекращается около 2100 г. В каждом сомнительном случае мы старались выводить оценки с максимальным оптимизмом, пренебрегая случайными временными событиями, вроде войн или эпидемий, которые могли бы положить конец росту еще раньше, чем предсказывает модель. Другими словами, рост в модели продолжается дольше, чем это может оказаться в реальном мире. С определенной уверенностью можно сказать, что если в современном мире не произойдет коренных изменений, рост численности населения и промышленного производства остановится не позднее начала будущего столетия.
Чтобы проверить результаты, касающиеся запасов ресурсов, мы удвоили оценку для 1900 г., сохранив все другие допущения такими, какими они были при обычном прогоне. Тогда уровень индустриализации оказался более высоким, потому что при подобном предположении запасы ресурсов истощаются не столь быстро. Но разрастающиеся промышленные предприятия загрязняют среду с такой скоростью, что нагрузка на природный поглощающий механизм оказывается предельной. Уровень загрязнения растет очень быстро, немедленно вызывая повышение смертности и сокращение производства продовольствия. И к концу прогона запасы ресурсов истощаются полностью, несмотря на удвоенное значение их первоначальной величины.
Обязательно ли в будущем мировая система будет расти, а потом придет к катастрофе, к мрачному полунищему существованию? Да, если предположить, что наш теперешний образ жизни не изменится. У нас достаточно свидетельств человеческой изобретательности и социальной гибкости. В системе заложены возможности множества многообещающих перемен, и некоторые из них уже произошли: “зеленая революция” повысила продуктивность сельского хозяйства в аграрных странах; быстро распространяются способы регулирования рождаемости.
В истории человечества много примеров, доказывающих, что человек не умеет жить в ограниченных физических пределах, но есть и примеры успешного преодоления границ, и этот тип поведения вошел в культурные традиции многих народов современного мира. За последние 300 лет человечество накопило впечатляющий запас грандиозных технических достижений, которые позволили отодвинуть пределы демографического и экономического роста. Последний этап истории многих стран был настолько успешным, что народы, естественно, надеются и впредь прорываться через природные пределы с помощью технологии.
Но сможет ли новая технология противостоять стремлению системы к росту и последующему коллапсу?
Предположим, что “технологические оптимисты” правы и что с помощью ядерной энергии ресурсная проблема будет решена.
Предположим, что начиная с 1975 г. уровень загрязнения от всех источников снизится в 4 раза.
Предположим, наконец, что средняя урожайность с 1 га увеличится во всем мире вдвое. Кроме того, предположим, что с 1975 г. все страны принимают надежные меры по ограничению рождаемости.
Все это означает, что мы пытаемся так или иначе обойти пределы роста, вводя в каждый сектор модели систему технологических мер. Моделируемая мировая система использует ядерную энергию, регенерирует ресурс и, разрабатывает самые глубокие залежи сырья, улавливает все загрязняющие вещества, собирает с полей немыслимые урожаи, в ней рождаются только дети, появления которых страстно желают их родители. И в результате все равно рост прекращается около 2100 г.
В этом повинны три одновременных кризиса. Нагрузка на землю вызывает эрозию, и производство продовольствия сокращается. Высокий уровень благосостояния населения, хотя он не превышает современного уровня благосостояния в США, обусловливает значительное истощение ресурсов. Загрязнение среды растет, снижается, затем снова резко растет, в результате чего опять сокращается производство продовольствия и повышается смертность. Технологические решения могут лишь продлить период демографического и промышленного роста, но не отодвинуть его конечных пределов.
Из-за множества неопределенных факторов, принятых приближений и ограниченности мировой модели не имеет смысла рассматривать подробно весь спектр возможных катастроф. Еще раз подчеркнем: ни один компьютерный результат ничего не предсказывает. Мы вовсе не думаем, что реальный мир буде вести себя согласно графикам, полученным из работы модели, особенно когда речь идет о коллапсе. Модель показывает динамику одних лишь “физических” аспектов человеческой деятельности. Она предполагает, что социальные переменные – распределение доходов, традиционный состав семьи, выбор товаров, продуктов и услуг – будут придерживаться нынешней “линии поведения”. Эта линия, отражающая человеческие ценности, была выработана в фазе роста цивилизации. И конечно, когда численность населения и объем производств начнут падать, ее нужно будет серьезно пересмотреть. Нам трудно себе представить, какие новые формы общественного поведения возникнут в связи с угрозой катастрофы, поэтому мы и не пытались моделировать социальные сдвиги. Наша модель достоверна только для отрезка времени, заканчивающегося точкой, за которой прекращается рост и начинается коллапс.
Во всех прогонах нашей модели содержится неявное утверждение, что рост численности населения и капитала будет продолжаться, пока не дойдет до определенных, “естественных” пределов. Это утверждение, очевидно, тоже должно стать основным положением в реальной современной системе человеческих ценностей.
…Допуская, что рост населения и капитала нельзя остановить произвольно, пока он сам не подойдет к собственным границам, мы не можем разрабатывать систему мер, которая позволит избежать катастрофы.
“Технологические оптимисты” надеются, что технология способна уничтожить или отодвинуть пределы роста численности населения и капитала. Наша мировая модель показала, что технологические решения проблемы истощения ресурсов или загрязнения среды, или нехватки продовольствия не решают главной проблемы экспоненциального роста в конечной сложной системе. Попытки давать лишь самую оптимистическую оценку технологическим возможностям не предотвращают сокращения численности населения и производства и не отводят катастрофы, которая должна произойти к 2100 г.
К сожалению, модель на этой стадии разработки не показывает побочных социальных эффектов, которые часто оказываются самыми важными, когда речь идет о влиянии технологии на жизнь людей.
Прежде чем браться за широкомасштабное внедрение новой технологии, нужно научиться предвидеть и предупреждать социальные последствия.
…Технологию можно сменить очень быстро, но политические социальные институты изменяются медленно. Кроме того, реформы здесь почти никогда не предупреждают требования общества, а проводятся только в ответ на них.
Нужно помнить также и о социальном запаздывании оно – необходимо, чтобы позволить обществу освоиться с переменой или подготовиться ней. Большинство таких запаздываний – физической или социальной природы – снижает устойчивость мировой системы и увеличивает вероятность предельных форм в ее поведении. Их влияние становится критическим потому что процессы роста увеличивают добавочную нагрузку на систему.
…Хотя мы пока еще не в состоянии регулировать темпы технологического прогресса, могут появиться задачи, не имеющие технического решения, или возникнет комплекс взаимосвязанных проблем, который положит конец росту численности населения и объема капитала.
Технологическая борьба с природными механизмами, с помощью которых окружающая среда противостоит процессам роста, в прошлом была настолько успешной, что вся человеческая культура основывалась на преодолении пределов вместо того, чтобы учить человека жить в их рамках.
Но что лучше – жить, учитывая эти пределы и добровольно ограничивая рост, или расти, пока не приблизятся естественные границы, в надежде, что технологический скачок позволит преодолеть их? В течение последних столетий человечество так упорно и успешно следовало вторым курсом, что первая возможность была прочно забыта.
Многие могут не согласиться с тем, что рост населения и капитал скоро остановится, но никто не будет спорить, что рост материального производства на нашей планете не может продолжаться до бесконечности. На нынешнем этапе истории еще возможно в каждой сфере человеческой деятельности сделать выбор, о котором мы говорили. Человек пока имеет шанс определить пределы роста и остановиться возле них, ослабив силы, вызывающие рост капитала и численности населения, или разработав контрмеры, или предпринимая и то и другое. Контрмеры могут оказаться не очень приятными. Они наверняка изменят социальную и экономическую структуру, глубоко укоренившуюся в человеческой культуре за долгие столетия роста. Но единственная альтернатива этому – ждать, пока технология не потребует больших затрат, чем в состоянии позволить себе общество, или пока отрицательные последствия технологических решений сами не остановят рост, или пока не возникнут проблемы, не имеющие технологических решений. В любом из этих случаев от нас уже не будет зависеть, у какой черты остановиться.
Вера в то, что технология в конце концов решит все проблемы может отвлечь внимание от фундаментальных проблем, от проблемы роста в конечной системе, и не позволит предпринять действия, необходимые для ее решения.
Мы вовсе не собираемся заклеймить технику как порождение дьявола, бесполезное или ненужное. Мы сами – технократы, работающие в технологическом институте. Мы твердо уверены… что многие технологические процессы, о которых шла речь – регенерация природных ресурсов, борьба с загрязнением среды, способы управления и контроля, средства ограничения рождаемости,– имеют жизненно важное значение для будущего человеческого сообщества, если ввести тщательный контроль за процессами роста. Мы осудили бы неразумное отрицание технологии так же сурово, как выступаем сейчас против неразумных упований на нее. Может быть, лучше всего нашу позицию отражает девиз одного из экологических клубов: “Не слепое противодействие прогрессу, но противодействие слепому прогрессу”.
№12.
Устойчивое развитие - развитие, обеспечивающее сбалансированное решение задач социально-экономическою развития на перспективу и сохранение благоприятного состояния окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения жизненных потребностей как ныне живущих, так и будущих поколений людей.
Необходимость превращения любого вида хозяйственной деятельности в экологически безопасный (т.е. совместимый с требованиями гармоничного развития общества и природы) была закреплена в документах Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро ("Декларация Рио", "11овестка дня на XXI век", 1992 г.).
На Конференции в Рио были сформулированы те опасности, которые грозят мировой цивилизации. Коротко их можно свести к следующему: 1. Изменения окружающей среды. Пока они наблюдались в небольшом числе стран и носили локальный характер, но затем стали проявляться глобальные изменения, затрагивающие всю планету: кислотные дожди, истощение озонового слоя, тенденция глобального потепления климата, накопление в почвах тяжелых металлов и пестицидов. Boт тогда и пришло понимание того, ч го сели вес страны мира пойдут путем, использовавшимся развитыми странами, (т.е. остальные 3/4 человечества, относимые сегодня к странам развивающимся и странам третьего мира) - то Земля не выдержит. Земля погибнет.
2. Второе важное обстоятельство - интенсивное расходование невозобновимых природных ресурсов в период индустриального развития и при переходе к постиндустриальному развитию.
В материалах конференции приводились такие цифры. В развивающихся странах человек, начиная со своего рождения, за весь период жизни потребляет в 20-30 раз меньше ресурсов, чем в развитых странах. Если каждый из них станет жить так, как живут люди в развитых странах, т.е. потреблять в 20-30 раз больше ресурсов, чем теперь, то общее потребление ресурсов на планете возрастет в десятки раз.
Тогда невозобновимые ресурсы, и в значительной степени возобновимые, будут быстро исчерпаны, и человечеству вновь грозит ТУПИК из-за нехватки ресурсов. Это второй главный вывод.
Обе эти опасности усугубляются быстрым ростом народонаселения. К 2025 г. численность землян но самым скромным подсчетам достигнет от 8,5 до 10 млрд. чел. Это еще один фактор, усугубляющий положение, потому что ожидаемое увеличение нагрузки на планету Земля в несколько десятков раз мы должны умножить и на коэффициент роста численности населения планеты.
Отсюда следует однозначный вывод: двигаться дальше традиционным способом нельзя. Пойти путем, которым прошли развитые страны, все страны мира не могут. Если воспользоваться этим путем экономического развития, погибнет природа, а вместе с ней и человечество. Если, наоборот, все внимание будет сосредоточено на сохранении окружающей среды в ущерб развитию, то это путь к нищете, что также неприемлемо для человечества. Нужен разумный баланс.
Таким образом, концепция устойчивого развития любого региона исходит из требования сбалансированности природной, социальной и экономической систем региона.
В целом понятие устойчивого развития включает в себя 27 принципов, среди которых основное место занимают следующие требования (или положения):
№13.
Проблема соизмерения скорости развития производительных сил и изменение экологической обстановки. Несмотря на резкое расширение разнообразных возможностей обеспечения жизнедеятельности людей; которые раскрывает для человеческой активности научно – технический прогресс; они всегда будут достаточно ограничены. Наука позволяет делать известные прогнозы, т.е. давать оценку роста и расширения тех границ, которые ставят Природа и наши технические возможности. Но наше «дальновидение» также всегда ограничено: любой прогноз теряет точность по мере увеличения его временных характеристик. Скорость нашего движения вперед, наращивание технического и экономического потенциалов должны быть соизмеримы с нашими возможностями. Новые нагрузки на биосферу должны быть компенсированы развитием способов ее адаптации к этим нагрузкам и нашими способностями их компенсации. Кроме того, мы должны заранее знать о возможных опасностях. Модели прогнозирования и должны нам помочь в выборе альтернативных вариантов развития производительных сил, в выборе направлений научной деятельности и т.д. И здесь уже ведутся интенсивные исследования.
Структура агроценоза, в свою очередь влияет на величину альбедо, на параметры водного и углеродного обмена, т.е. в конечном счете на величины, которые мы называем климатообразующие факторами. Таким образом, уже сделан первый шаг, позволяющий связать эволюции некоторых параметров биосферы и процесса человеческой активности.
Однако это лишь самый первый шаг: подобных моделей еще недостаточно для того, чтобы мы могли с необходимой полнотой увидеть даже ближайшие последствия развития производительных сил. Например, мы практически н умеем учитывать такой важнейший экологический фактор, как демография. Конечно, экономисты используют в своих расчетах демографические прогнозы. Но эти прогнозы носят характер простых экстраполяций результатов статистического анализа количественных данных предшествующих лет. Мы не знаем самого главного – каким образом мы можем оказывать влияние на характер демографических процессов, изменять их параметры в ту или иную сторону. И прежде всего мы почти ничего не знаем о том, как мы можем влиять на уровень рождаемости и миграцию. Огромную роль в этих процессах играют традиции, религия, воспитание, а не только чисто экономические факторы. Мы более или менее хорошо знаем демографическую ситуацию в развитых странах. По-видимому, решающим фактором здесь является не столько сам уровень жизни, сколько уровень пенсионного обеспечения. Как показывает опыт Швеции, Англии, Франции и других стран с высоким уровнем пенсионного обеспечения, рост населения имеет тенденцию к снижению вместе с ростом уровня пенсионного обеспечения и объемом услуг, оказываемых престарелым членам общества. Функция гаранта благополучных условий в старости как бы переходит от детей к обществу в целом, снижая тем самым стремление людей иметь много детей.
Совершенно иная картина наблюдается в развивающихся странах. Там уровень рождаемости сохранился катастрофически высоким, и демографические процессы подчиняются иным законам. Сегодня мир уже перенаселен, и этот факт во многом определяет характер глобальной экологической ситуации. Особенно опасны последствия перенаселения стран третьего мира: вследствие стремительного роста населения промышленное развитие этих стран не может обеспечить сохранение даже нынешнего, весьма низкого уровня жизни. Валовой национальный продукт развивающихся стран на душу населения в 10-20 раз ниже уровня развитых стран, и разрыв увеличивается. Это представляет большую потенциальную опасность для человечества в целом. Особенно остро стоит вопрос о белковой пище, дефицит которой катастрофически растет. Демографические проблемы требуют кардинальных политических и социальных решений, а хороших моделей, позволяющих описать эти процессы, пока еще не создано.
Итак, «проблема соизмерения», как мы назвали эту совокупность вопросов, которые связаны с современной оценкой экологической обстановки и ее ближайшими перспективами, требуют широкой международной программы исследований, создания системы эффективных моделей, банков данных и т.д.
Рост численности населения Земли подчиняется экспо ненциальному закону, при этом прирост не постоянный, а в последние десятилетия шел с нарастающим итогом. Исходя из этого экологи расценивают последние тенденции как чрез вычайно опасные. Так, в 70-е гг. XX в. население планеты увеличилось на 750 млн человек, в 80-е — на 840 млн, а при рост на 90-е гг. прогнозировался в 960 млн человек и, как видно из табл. 9.1, ежегодный прирост к началу XXI века прогнозировался почти 100 млн человек, что подтверждает ся современными данными: в1995 году только за один год население планеты увеличилось на 100 миллионов человек, что всего на 15 миллионов меньше, чем в Италии и Франции вместе взятых.
Безусловно, такой прирост характеризует состояние «демо графического взрыва» в человеческой популяции. Это нагляд но видно на рис. 9. 2, где показано, что еще 1,5 млн лет назад на Земле проживало примерно 500 тыс. человек. При продол жительности жизни в то время всего 20 лет количество особей могло удвоиться лишь по прошествии 200 тыс. лет. В настоя щее же время для этого требуется всего 35 лет.
Примерно 9 тыс. лет тому назад на Земле проживало около 10 млн человек, в начале нашей эры — порядка 200 млн, а в середине XVII в. —• 500 млн. Уменьшая воздействие лимити рующих факторов вплоть до практически полного «снятия» их воздействия, человек подошел к миллиардному рубежу своей численности лишь примерно в середине XIX в. Но и в XIX в. и сейчас возникали и возникают различного рода локальные и региональные катастрофы, связанные с болезнями, голодом (на пример вследствие неурожаев), войнами и т. п. И несмотря на это численность населения продолжает расти, так как с помо щью технологических, социальных и культурных перемен, лю ди увеличили для себя емкость планеты, сделав обычно не пригодные для жизни районы Земли обитаемыми (Миллер, 1993).
Переходя на язык моделей динамики популяций в при роде, можно сказать, что регулирующая (ограничительная) роль К-факторов резко снизилась, и в динамике человече ской популяции преобладает r -стратегия. Не последнюю роль играют и особенности жизненных циклов людей: каждая особь участвует в размножении многократно и само размно жение возможно в любое время года. В связи с этим госу дарства создают законы, ограничивающие минимально до пустимый возраст вступления в брак, разрабатывают меро приятия, поощряющие деторождение только в определенном возрасте, и т. д.
№14.
Среднегодовые темпы развития промышленности в натуральной оценке составили лишь 7,4%. Они определялись опережающим ростом производства в машиностроении - 8,4%, цветной металлургии (золото) – 8,2 %, пищевой и топливной промышленности (нефть) – 7,8%. Нельзя не отметить, что лидирующие темпы развития машиностроения не согласуются с очень низким использованием в нём производственных мощностей (42,3%). В электроэнергетике рост всего 1,08%.
Рост промышленного производства в 2004г. в сравнении с 2003г. (6 %) был ниже среднегодовых темпов развития (7,4%), что явилось тревожным сигналом его затухания.
Структура экономического роста свидетельствует об отсутствии даже признаков реструктуризации экономики и оживления обрабатывающих отраслей. Доминирование конъюнктурной составляющей (мировой цены нефти), с одной стороны, обесценивает его как объективный показатель развития экономики, а с другой, ограничивают возможности текущего пользования его благами.
За истекшие пять лет после дефолта 1998г. экономический рост несомненен, но он недостаточен для удвоения ВВП к 2010 году, а, следовательно, и решение основных социально-экономических задач. Незначительное улучшение уровня жизни населения, в том числе работников бюджетной сферы и пенсионеров, планируемые меры усиления этого процесса не имеют под собой прочной экономической базы. В 2004г. экономический рост снизился до 7,1%. В 2005г. он будет 5,9 - 6%, а в 2006г. ещё меньше – 5,8%. Это окончательно поставило под сомнение реальность выполнения намеченной задачи.
Причины низких темпов развития отраслей экономики и ухудшения качественных показателей объясняет анализ показателей эффективности. Сводная (обобщающая) эффективность формируется движением трёх базовых её элементов: производительность труда (использование живого труда), фондоотдача или рентабельность активов (использование прошлого труда), рентабельность продукции (расход ресурсов производства всех видов).
№15.
Понятие и использование природных ресурсов
Природные ресурсы - это тела и силы природы, которые на данном этапе развития производительных сил общества могут быть использованы в качестве предмета потребления или средств производства и их общественные полезности изменяются (прямо или косвенно) под воздействием деятельности человека. Элементы и свойства природ, не требующие для своего вовлечения трудовых затрат, называют природными условиями (температура, осадки, климат и т.д.). Обеспеченность человечества природными ресурсами является наиболее острой. Они играют исключительно важную роль в жизнедеятельности человека, а изменения в их состоянии затрагивают интересы и будущих поколений.
Важным этапом освоения природных ресурсов являются их выявление (разведка), изучение, оставление кадастров по отдельным видам (земельный кадастр, водный кадастр, таксация лесов и др.) и в территориальном разрезе (природные ресурсы Земли в целом, суши, Мирового океана и его частей, крупных природных районов, отдельных стран и др.)
Подготовленные к использованию и вовлекаемые в хозяйственный оборот природные ресурсы превращаются в важный компонент общественно-производительных сил. Выявленные и ныне не используемые, но могущие быть использованными в будущем, при изменении условий техники и экономики, природные ресурсы рассматриваются как потенциальные.
По подсчётам учёных общее количество солнечной энергии, ежегодно получаемое землёй, составляет примерно 5*10 ккал., масса атмосферы Земли около 5,15*10 тонн (из них 23 % кислорода в свободном состоянии), ресурсы гидросферы почти 1,5 млрд. км., ежегодно первичная продукция фитомассы в пересчёте на сухое органическое вещество, по различным данным, от 50 до 100 млрд.т., общегеологические запасы угля 10-12 триллионов тонн, железных руд примерно 350 млрд. тонн, потенциальные запасы природного газа 130-140 триллионов м. Распределение природных ресурсов характеризуется большой неравномерностью, что служит естественной основой для развития территориального распределения труда.
Познание человечеством природных ресурсов расширяется, при этом используются новейшие технические средства, это и искусственные спутники Земли, и сверхглубокое бурение, и другие достижения цивилизации.
Велика роль научно обоснованных оценок природных ресурсов, имеющих всегда конкретно-исторический характер. Основные типы оценок: технологическая или производственная, экономическая, выраженная в количественно определённых экономических категориях и социальная. Правильная оценка природных ресурсов - необходимое условие достижение наибольшего эффекта от их использования. На ранних этапах развития общества важное значение для удовлетворения потребностей населения имело охота и рыболовство. В совершенно незначительных размерах использовались минеральные ресурсы, например, камень для изготовления простейших орудий. На последующих этапах развития первобытного общества, а затем докапиталистических классовых формаций в связи с зарождением и ростом земледелия и животноводства стали использоваться почвенно-климатические ресурсы, естественные ресурсы кормов и вода для орошения. Начали применяться некоторые металлы и их сплавы (бронза, золото, железо и другие) для изготовления орудий труда, оружия, культовых предметов и украшений, а также новые источники энергии (сила ветра и воды, тяговая сила домашних животных). По подсчетам В.И.Вернадского, человек использовал в производстве в древние века 19 химических элементов, в начале 20 века уже 59 ,а ныне же практически все открытые элементы. За это время во много раз возросла добыча черных и цветных металлов, угля, нефти, газа, разных видов химического сырья. Согласно подсчетам ученых, за всю историю человечества из недр Земли было извлечено более 200 млрд. тонн угля, более 100 млрд. тонн нефти 50 млрд. тонн железной руды, 300 млрд. тонн медной руды, свыше 100 тысяч тонн золота. Усиленно вырубались леса с целью получения древесного сырья для промышленности и обращения лесных угодий в сельскохозяйственные ,занявшие обширные площади. Подсчитано, что один человек за свою жизнь «изводит» примерно 200 деревьев - на жилище, мебель, игрушки, тетради, газеты, книги, спички и т.д. Только в виде спичек жители планеты ежегодно сжигают 1,5 млн. м древесины.
Ныне вопрос коренного улучшения использования природных ресурсов и ресурсообеспечения человечества имеет большую остроту.
Население земного шара растёт по экспоненте, о чём предупреждал ещё Мальтус. Нынешние темпы роста таковы, что для обеспечения даже тех условий существования, какие на Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и, стало быть, потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новую техноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле. Тревога, которую испытывают в связи с этим, вполне обоснованна, если, скажем, рациональный предел расширения земледелия оценить в 2,7 млрд. га. Большинство учёных считают, что оптимальное количество жителей планеты не должно превышать 12-20 млрд. человек. Некоторые же демографы полагают, что на Земле живёт уже сейчас больше оптимального «золотого миллиарда».
Осознание складывающееся катастрофической экологической ситуации стало причиной начала разработки сценариев мирового развития с учётом ограниченности природно-ресурсного потенциала. Различные варианты модели мировой динамики показывали, что вследствие исчерпания природных ресурсов, роста загрязнения окружающей среды и т.д. к середине XXI века на Земле должна быть Мировая катастрофа. Единственно приемлемым вариантом оставался - «нулевой рост». Для этого необходимо, чтобы человечество стабилизировало население, прекратило промышленный рост и т.д. Понятно, такие предложенные рецепты человечество не могло на вооружение. И в 1992 году на второй Всемирной конференции по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро представители 175 государств приняли Декларацию РИО по окружающей среде и развитию, а также программу «Повестка дня на XXI век», где были рассмотрены задачи устойчивого развития на ближайшие 40 лет. Судя по содержаниям публикаций на эту тему, ближе всех к устойчивому развитию находится Голландия, которая намерена перейти на эту модель в полной мере. В 1996 году и в России была принята «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию».
Но в вопросе потенциальных экологических опасностей, которые могут актуализироваться в будущем при сохранении существующих тенденций технико-экономического развития на первый план выдвигается опасности исчерпания природных ресурсов. Так как другие глобальные проблемы: теплового перегрева планеты, разрушения озонового щита, сокращения количества кислорода в атмосфере и другие в той или иной мере с нею.
Классификация
По происхождению:
По видам хозяйственного использования:
По виду исчерпаемости:
По степени заменимости:
По критерию использования:
№16.
Современное состояние общества характеризуется высочайшими темпами потребления природных ресурсов. Это спровоцировало нарушение баланса в воспроизводстве составляющих компонентов биосферы под влиянием всевозрастающей хозяйственной деятельности человека. Причиной нарушения такого баланса стала высокая (по отношению к Природе, способной воспрепятствовать этому в ту же единицу времени) скорость изменения состояния компонентов природы, в частности окружающей среды. Возникающие проблемы выживания человечества в складывающихся новейших условиях смещаются в плоскость экологизации мировой экономики. Найденная зависимость между темпами экономического роста, темпами воспроизводства природных ресурсов в рамках ассимиляционного потенциала природы дает надежду решить проблему устойчивого развития на уровне регионов, а затем и в мире в целом.
Неравномерность распределения природных ресурсов на Земле вынуждает общество не только интегрироваться в мировую экономику, но и бороться за сферы влияния на мировой рынок ресурсов, включая минеральные, топливно-энергетические ресурсы суши, а также биотические, минеральные и топливно-энергетические ресурсы Мирового океана. Сфера жизненных интересов высокоразвитых в экономическом отношении государств распространяется как на территории, обладающие ресурсным потенциалом, так и на регионы с высоким качеством окружающей среды, где ассимиляционный потенциал ее оказался менее нарушенным. В этом смысле человечество свои экономические интересы давно связало с экономической ценностью самой природы, а ее ассимиляционный потенциал (как самоорганизующаяся сущность одной из составных частей природы) превратился в источник новых доходов – в источник ассимиляционной ренты.
Раздираемое противоречиями мировое сообщество, не раз поделившее мир, вступило в новую эру, когда территориальная экспансия привела к разделу ресурсному. Страны, обладающие природным ресурсным потенциалом, стали объектом экономических и политических интересов развитых в технологическом отношении стран. Последние развивали и продолжают развивать свои технологии ускоренными темпами за счет энергетических и минеральных ресурсов слаборазвитых стран, обрекая их на политическую, технологическую, а значит и экономическую зависимость.
№17.
Отходы — вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.
Отходы различаются:
В Российской Федерации выделяют следующие классы опасности для окружающей природной среды:
В России существует Федеральный классификатор отходов, в котором каждому виду отходов в зависимости от источника его происхождения присваивается идентификационный код.
Промышленные отходы — твердые, жидкие и газообразные отходы производства, полученные в результате химических, термических, механических и других преобразований материалов природного и антропогенного происхождения.[1]
Отходы определенной продукции — неупотребимые остатки сырья и/или возникающие в ходе технологических процессов вещества и энергия, не подвергающиеся утилизации.
Отходы потребления образуются в промышленности и в быту.
Бытовые отходы — твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека.
Нормативно-правовые документы, регламентирующие обращение с отходами в Российской Федерации подразделяются на:
Нормирование образования, использования и размещения отходов:
Сбор отходов-процесс перемещения отходов от мусорообразователя до процесса вывоза отходов.
методы сбора отходов:
1. Поквартирный-мусорообразователь с мусором подходит в установленные часы к мусоровозу и в его контейнер бросает мусор.
Поквартирный метод менее затратный, по скольку не требует оборудованных контейнерных площадок и контейнеров. Но в свою очередь не удобный для мусорообразователей, т.к. мусорообразователь может воспользоваться данным методом сбора в определенное время.
2. Контейнерный-на специально оборудованных контейнерных площадках устанавливаются контейнера, мусорообразователи несут мусор в эти контейнера.
Контейнерный метод, удобный для мусорообразователей, но затратный. Высокая стоимость строительства контейнерной площадки, контейнеров, а также требуются постоянные затраты на ремонт, содержание и обслуживание контейнеров и площадок.
Мусорообразователь-физическое или юридическое лицо,в процессе своей жизнедеятельности или хозяйственной деятельности образующее отходы. Мусорообразователь обременен затратами на содержание процессов сбора, вывоза мусора и его утилизации.
Вывоз-процесс перемещения отходов от места сбора до полигона бытовых отходов.
Вывоз может быть двух этапным. Если полигон находится далеко от места сбора и экономически не целесообразно чтоб мусоровоз ездил на полигон, то как правило размещают мусоро-перегрузочные станции.
Обезвреживание отходов
Некоторые отходы требуют обезвреживания перед размещением на свалках, полигонах или в отвалах. Так, отходы титанового производства, содержащие летучий и токсичный безводный хлорид алюминия, перед вывозом обрабатывают известью. Одни из самых объемных промышленных отходов – это отходы углесодержащие. Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность, угледобывающая и другие виды промышленности являются источниками опасных углеродсодержащих отходов. Для их обезвреживания используют различные методы и технологии. Современные научные разработки позволяют обезвреживать большую часть промышленных отходов, уменьшать их объем и обеспечить максимальную безопасность. Сегодня обезвреживание опасных отходов можно провести термическими, физико-химическими, химическими и другими способами. Так, например, при помощи методов, окислительно-восстановительных реакций, реакций замещения происходит перевод различных токсичных и опасных соединений в нерастворимую форму.
Использование отходов
В ХХ веке количество отходов производства и потребления росло так быстро, что образование отходов стало важной проблемой больших городов и крупных производств.
Опасность отходов определяется их физико-химическими свойствами, а также условиями их хранения или размещения в окружающей среде.
Для отходов необходимо составление паспорта отходов, определение класса опасности и лимитов на размещение отхода в окружающей среде, лимитов на накопление на предприятии и др. документов.
Понятие «Опасные отходы» используется в следующих случаях:
№18.
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕОГРАФИЧЕСКУЮ ОБОЛОЧКУ ЗЕМЛИ
В начале ХХ века во взаимодействии природы и общества наступила новая
эра. Воздействие общества на географическую среду, антропогенное
воздействие, резко возросло. Это привело к превращению природных ландшафтов
в антропогенные, а также к возникновению глобальных проблем экологии, т.е.
проблем не знающих границ. Чернобыльская трагедия поставила под угрозу всю
Восточную и Северную Европу. Выбросы отходов влияют на глобальное
потепление, озоновые дыры угрожают жизни, происходит миграция и мутация
животных.
Степень воздействия общества на географическую оболочку прежде всего
зависит от степени индустриализации общества. Сегодня около 60% суши
занимают антропогенные ландшафты. К таким ландшафтам относятся города,
села, линии связи, дороги, промышленные и сельскохозяйственные центры.
Восемь наиболее развитых стран потребляют более половины природных ресурсов
Земли и выбрасывают в атмосферу 2/5 загрязнений. Причем Россия, чей валовый
доход меньше американского в 20 раз, потребляет ресурсов лишь в 2 раза
меньше США и выбрасывает отравляющих веществ примерно столько же.
Эти глобальные проблемы экологии заставляют все страны объединить свои
усилия по их решению. Эти проблемы рассматривались и в июле 1997 года на
встрече глав государств ведущей индустриальной «восьмерки» в Денвере.
«Восьмерка» решила более активно бороться с эффектом глобального потепления
и к 2000 году уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу на 15%. Но
это еще не решение всех проблем, и основная работа еще предстоит не только
самым развитым странам, но и тем, которые сейчас бурно развиваются.
1. Результаты антропогенного воздействия
В наше время последствия антропогенного воздействия на географическую
среду многообразны и не все они контролируются человеком, многие из них
проявляются позже. Разберем основные из них.
Изменение климата (геофизики) Земли на основе усиления тепличного эффекта,
выбросов метана и других газов, аэрозолей, радиоактивных газов, изменения
концентрации озона.
Ослабление озонового экрана, образование большой «озоновой дыры» над
Антарктидой и «малых дыр» в других регионах.
Загрязнение ближайшего космического пространства и его замусоривание.
Загрязнение атмосферы ядовитыми и вредными веществами с последующим
выпадением кислотных дождей и разрушением озонового слоя, в котором
участвуют фреоны, NO2, водяные пары и другие газовые примеси.
Загрязнение океана, захоронение в нем ядовитых и радиоактивных веществ,
насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, загрязнение
нефтепродуктами, тяжелыми металлами, сложноорганическими соединениями,
разрыв нормальной экологической связи между океаном и водами суши из-за
строительства плотин и других гидросооружений.
Истощение и загрязнение поверхностных вод суши и подземных вод, нарушение
баланса между поверхностными и подземными водами.
Радиоактивное загрязнение локальных участков и некоторых регионов, в связи
с чернобыльской аварией, эксплуатацией атомных устройств и атомными
испытаниями.
Продолжающееся накопление на поверхности суши ядовитых и радиоактивных
веществ, бытового мусора и промышленных отходов (особенно неразлагающихся
пластмасс), возникновение в них вторичных химических реакций с образованием
токсичных веществ.
Опустынивание планеты, расширение уже существующих пустынь и углубление
самого процесса опустынивания.
Сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к уменьшению
количества кислорода и исчезновению видов животных и растений.
Нарушение регионального и глобального экологического равновесия в
результате вышеперечисленных процессов, вследствие чего возникают
незаполненные экологические ниши, которые заполняются нежелательными
организмами — вредителями, паразитами, возбудителями новых болезней
растений, животных и человека. Вероятно, так возник и распространяется
вирус иммунодефицита человека — ВИЧ, вызывающий неизлечимое заболевание —
СПИД, и возбудителей лейкозов скота и коровьего бешенства.
Абсолютное перенаселение Земли и относительное региональное демографическое
переуплотнение.
Ухудшение среды жизни в городах и сельской местности, увеличение шумового
загрязнения, стрессов, загрязнение воздуха и почв, зрительная агрессия
высотных домов и самого антропогенного ландшафта, напряжение темпа жизни в
городе и потеря социальных связей между людьми, возникновение
«психологической усталости».
Поскольку человечество в современном мире стало глобально целостным
физически, политически и экономически, но не социально, сохраняется угроза
военных конфликтов, которые усугубляют экологические проблемы. Например,
кризис в Персидском заливе показал, что страны готовы забыть о глобальных
угрозах экологических катастроф при решении частных проблем.
Экологическая проблема.
В последние годы слово “экология” приобрело исключительную популярность.
Научные достижения XX века создали иллюзию почти полной управляемости, однако хозяйственная деятельность человеческого общества, экстенсивное использование природных ресурсов, огромные масштабы отходов – все это входит в противоречие с возможностями планеты (ее ресурсным потенциалом, запасами пресных вод, способностью самоочищения атмосферы, вод, рек, морей, океанов).
Выделяются два аспекта экологической проблемы:
- экологические кризисы, возникающие как следствие природных процессов
- кризисы, вызываемые антропогенным воздействием и нерациональным природопользованием .
Наступление ледников, извержение вулканов, ураганы, наводнения и др. – это естественные факторы. Они закономерны на нашей планете. Решение такого рода проблем кроется в возможностях их прогнозирования.
Но возникали и иные экологические кризисы. На протяжении столетий человек бесконтрольно брал все, что дает ему природа и она “мстит” ему за каждый неверный шаг (Аральское море, Чернобыль, БАМ, озеро Байкал).
Основной проблемой является невозможность планеты справиться с отходами человеческой деятельности, с функцией самоочищения и ремонта. Разрушается биосфера. Поэтому велик риск самоуничтожения человечества в результате собственной жизнедеятельности.
Природа испытывает влияние общества по следующим направлениям:
- использование компонентов окружающей среды в качестве ресурсной базы производства
- воздействие производственной деятельности людей на окружающую среду
- демографическое давление не природу (сельскохозяйственное использование земель, рост населения, рост крупных городов).
Здесь переплетаются воедино многие глобальные проблемы человечества – ресурсная, продовольственная, демографическая – все они имеют выход на экологическую проблематику. Но и она оказывает большое влияние на эти проблемы человечества.
Современная ситуация на планете характеризуется резким ухудшением качества окружающей среды – загрязнение воздуха, рек, озер, морей, объединением и даже полным исчезновением многих видов животного и растительного мира, деградацией почв, опустыниванием и др. Неблагоприятное воздействие человеческой деятельности распространилось на биосферу, атмосферу, гидросферу, литосферу. Этот конфликт создает угрозу появления необратимых изменений в природных системах, подрыва естественных условий и ресурсов существования поколений жителей планеты. Рост производительных сил общества, рост населения, урбанизация, научно-технический прогресс являются катализаторами этих процессов.
Даже тенденция потепления климата на планете связана с загрязнением атмосферы.
Углекислый газ пропускает лучистую энергию Солнца, но задерживает тепловое излучение Земли и тем самым создает «парниковый эффект». Содержание диоксида углерода в атмосфере растет (в результате вырубки, сжигания лесов, из-за загрязнения ее промышленными отходами и выхлопными газами. Выбросы хлорфтороуглеродов тоже способствуют потеплению климата. Влияние человеческой цивилизации на климат Земли – печальная реальность. Парниковый эффект нарушает климат Планеты, изменяя такие важные величины как количество осадков, направления ветров, слой облаков, океанские течения и размеры полярных ледниковых шапок. Может повыситься уровень Мирового океана, возникнут проблемы у островных государств.
Существуют прогнозы по поводу воздействия глобального процесса потепления климата на отдельные территории Земли. Но никто точно не знает каковы могут быть последствия в мировом масштабе.
Необходима оценка научных данных и возможного курса действий для мирового сообщества по этому вопросу.
Важнейшей составной часть атмосферы, влияющей на климат, защищающий все живое на Земле от излучения Солнца, является озоновый слой. Озон атмосферы поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение. Активную роль в процессах образования и разрушения озона играют окислы азота, тяжелых металлов, фтор, хлор, бром.
Наблюдения с искусственных спутников показали сокращение уровня озона. С ростом интенсивности ультрафиолетовой радиации ученые связывают увеличение заболевания глаз и онкологических заболеваний, возникновение мутаций. Под ударом оказался человек, мировой океан, климат, животный и растительный мир.
Нельзя не отметить влияние на экологию радиоактивного загрязнения окружающей среды (атомная энергетика, испытания ядерного оружия). После аварии на Чернобыльской АЭС высказываются прямо противоположные мнения: одни – за дальнейшее развитие, другие – за ликвидацию всех АЭС и прекращение строительства новых. Но существование их в ближайшие годы – объективная реальность. Термоядерный синтез, по заявлению МАГАТЭ, является способом получения энергии, потенциально приемлемым с точки зрения экологии, безопасности и экономики и может в будущем обеспечить весь мир необходимым количеством энергии.
Острота социально-экологической ситуации в развивающихся странах привело к появлению феномена «третьего мира». Он характеризуется:
· природным своеобразием тропического пояса
· традиционной ориентацией развития, которая объективно ведет к усилению давления на биосферу (быстрый рост населения, традиционное сельское хозяйство и др.);
· взаимосвязью и взаимозависимостью различных регионов мира (переносзагрязнений);
· слаборазвитостью этих стран, зависимостью от бывших метрополий.
Если для промышленно развитых стран экологические проблемы имеют «индустриальный характер», то для развивающихся – с переиспользованиеместественных ресурсов (лесов, почв и др. природных богатств). Иными словами, если развитые страны страдают от своего «богатства», то развивающиеся – от «бедности».
Развивающиеся страны обвиняют развитой мир в нежелании признавать ответственность за загрязнение окружающей среды, расширение озоновой дыры, парниковый эффект и т.д. Они считают, что экономически развитые страны должны взять на себя ведущую роль в глобальных действиях по предотвращению экологической катастрофы. Вероятнее всего мировое сообщество примет компромиссное решение. Но станут ли они выполняться?
Деревья и почвы имеют огромное значение для глобального кругооборота кислорода и углерода. Это особенно важно в связи с возможностью климатических изменений из-за повышения содержания в атмосфере углекислого газа.
Расширение потребностей общества ускорило, начиная с 16 века, сведение лесов в Западной Европе. Однако в настоящее время площадь лесов умеренных широт не уменьшается, а даже увеличивается в результате лесовосстановительных работ.
В странах третьего мира наблюдается иная картина. Небывалыми темпами уничтожаются влажные тропические леса, а именно эти леса часто называют «легкими Планеты». Среди основных причин сведения лесных массивов в развивающихся странах можно выделить следующие: традиционно подсечная система земледелия, использование древесины в качестве топлива, вырубка на экспорт. Влажные тропические леса вырубаются в десять раз быстрее, чем происходит их естественное восстановление. Катастрофическое сокращение лесов в юго-восточной Азии может привести к их полному уничтожению через 15-20 лет.
В связи с очень важным значением влажно-тропических лесов их сведение является важным экономическим бедствием для всей планеты. Оно выразится в сокращении поступления кислорода и увеличению содержания углекислого газа, уничтожении многих видов растений и животных.
По скорости процессов разрушения и территориальному распространению очень тяжелые последствия имеет вырубка лесов в горных районах. Это ведет к высокогорному опустыниванию.
Сейчас процесс опустынивания, зарождаясь локально, принял глобальные масштабы.
По климатическим данным, пустыни и полупустыни занимают более трети поверхности суши и на этой территории проживают свыше 15% населения мира. Только в результате хозяйственной деятельности людей за последние 25 лет появилось свыше 9 млн. квадратных километров пустынь.
К основным причинам опустынивания можно отнести уничтожение скудной растительности из-за чрезмерного выпаса скота, распашка пастбищных массивов, вырубка деревьев и кустарников на топливо, промышленное и дорожное строительство и др. Добавляется к этим процессам ветровая эрозия, иссушение верхних горизонтов почвы, засухи.
Все это приводит к уменьшению продуктивных земель в странах «третьего мира», а именно в этих странах наблюдается самый большой прирост населения, т.е. увеличивается потребность в продовольствии.
В скором времени на первом плане во всем мире окажутся не идеологические, а экологические проблемы, доминировать будут не отношения между нациями, а отношения между нациями и природой. Человеку настоятельно необходимо изменить его отношение к окружающей среде и его представления о безопасности. Мировые военные расходы составляют около одного триллиона в год. В то же время нет средств для наблюдения за глобальными климатическими изменениями, обследование экосистем исчезающих влажных тропических лесов и расширяющихся пустынь. Правительства продолжают рассматривать безопасность только с военной точки зрения. И хотя до сих пор существует возможность развязывания ядерной войны, все же понятие безопасность должно включать и заботу о среде обитания.
Естественный путь выживания – максимализация стратегии бережливости в отношении с окружающим миром. В этом процессе должны участвовать все члены мирового сообщества.
Экологическая революция победит, когда люди смогут произвести переоценку ценностей, взглянуть на самих себя как не неотъемлемую часть природы, от которых зависит их будущее и будущее потомков.
С точки зрения современных процессов деградации и разрушения окружающей среды под влиянием хозяйственной деятельности, один день планеты можно оценить следующими данными:
Для оценки нашего будущего, прежде всего, возникает вопрос: как рост народонаселения сказывается на состоянии планеты и сколько жителей она может прокормить? Если обратиться к данным по росту населения, то за период с 1890 по 1990 годы численность населения мира увеличилась с 1,49 до 5,32 млрд человек. 12 октября 1998 г. население нашей планеты составляло 6 млрд человек. Отметим, что население Земли увеличилось с 1965 г. по 1990 г. на 2 млрд человек, что означает ежегодный прирост примерно на 1,9%. В 1960 г. население Планеты составляло 3 млрд чел. За период с 1960 по 1999 гг. население планеты удвоилось. Это впервые в истории планеты произошло всего за 40 лет. Население растет в основном в развивающихся странах. К примеру, в 2010 г. в Узбекистане родится 50-миллионный житель. В 1996 г. здесь проживало 24 млн человек. В то же время в промышленно развитых государствах темпы демографического роста падают, а в некоторых странах численность населения даже снижается. К таким странам относится и Россия. Вскоре по числу жителей нашу страну обгонят Пакистан, Нигерия, Бангладеш, Эфиопия, Иран, Конго, Мексика, Вьетнам, Филиппины и Египет.
По мнению академика Н. Моисеева, среди индикаторов приближающейся экологической катастрофы на первое место следует ставить «проблему Мальтуса», которая понимается как растущее несоответствие все увеличивающихся потребностей человечества с уменьшением возможностей планеты в силу исчерпания отдельных видов природных ресурсов и загрязнения окружающей среды. Данное положение особенно касается уменьшения продуктивности биоты и ее загрязнения, которое уже отчетливо видно в ряде стран (Бангладеш, Узбекистан и др.). Процесс несоответствия потребностей и возможностей идет по возрастающей и может принять, по его мнению, общепланетарный характер.
Что касается России и других европейских стран, то здесь имеют место обратные тенденции. Так, в России убыль населения страны наблюдается с 1992 г., и за последние 10 лет численность населения снизилась на 3,5 млн человек. По сравнению с 1999 г. численность постоянного населения России сократилась на 0,5% и составила на 1 января 2001 г. 144819,1 тыс. человек. Отметим, что за последние 100 лет население России снижалось лишь единожды — в период Второй мировой войны.
В целом, даже если произойдет общее снижение роста народонаселения, который будет выражаться цифрой 1,5% в год, то к 2015 г. на планете будут жить 7,27-—7,92 млрд чел. К этому времени мировая экономика, по оценкам, удвоит свой потенциал.
С увеличением численности населения земли потребности в ресурсах биосферы растут, а возможности их удовлетворения сокращаются. Тем самым существуют естественные границы преобразования (использования) природы, за пределами которых начинается экологическая катастрофа. В этих условиях рост народонаселения и увеличение доходов создадут повышенный спрос на продукты питания, энергию и природные ресурсы всех видов. Причем самым дефицитным товаром в будущем может стать пресная вода, но эта проблема будет носить региональный характер. Нерациональная эксплуатация в настоящее время рыбных ресурсов и морепродуктов приведет к тому, что в будущем человечеству придется вести поиск других источников питательного протеина.
По расчетам Института всемирной вахты (Вашингтон) некоторое абсолютное увеличение площадей пахотных и орошаемых земель, пастбищ и уловов рыбы, ожидаемое к 2010 году, окажется «нейтрализованным» 33%-ным ростом населения Земли. При этом прогнозируется существенное (от 10 до 30%) сокращение уровня потребления на душу населения возобновляемых ресурсов. Важно учитывать, что с переходом порога устойчивой продуктивности по одному из видов возобновляемых ресурсов при продолжающемся росте спроса на него может произойти подрыв самой природно-ресурсной базы.
В последнее время проблема поддержания экономического роста и обеспечения благоприятных условий окружающей среды относится к числу наиболее приоритетных. Процессы деградации биосферы проявляются в наметившихся тенденциях глобального изменения климата, разрушения озонового слоя, а также в нарушении целостности и гибели отдельных экологических систем. Говоря о природных ресурсах, нужно посмотреть о наличии «узких» мест в состоянии биосферы, что можно охарактеризовать при помощи анализа имеющихся глобальных экологических проблем.
Изменения глобального климата. Глобальное изменение климата связано с «парниковым эффектом». Антропогенные выбросы углекислого газа, метана и некоторых других газов, уничтожение лесов, изменения ландшафтов и землепользования увеличивают количество «парниковых» газов в атмосфере, что приводит к повышению средней температуры поверхности Земли. Каков же механизм возникновения «парникового эффекта» и связанного с ним изменения климата? «Парниковые» газы, состоящие на три пятых из углекислого газа, накапливаются в атмосфере быстрее, чем поглощаются природными процессами, образуют над землей нечто вроде окна. Вследствие накопления большого количества этих газов создаются условия, аналогичные парниковым, когда видимые лучи солнца достигают земной поверхности и нагревают ее, но инфракрасное излучение не уходит обратно в космос.
В связи со значительными выбросами в атмосферу так называемых «парниковых газов» (углекислый газ, метан, фреон и др.) задерживается солнечное излучение в приповерхностных слоях Земли, вызывая общее потепление. В результате этого поверхностная среднегодовая температура в северном полушарии в настоящее время стала на 0,4°С выше, чем в 1956—1980 гг. К 2000 г. ее повышение в среднем составило на 1,3°С. По данным третьего доклада об оценках Межправительственной группы экспертов по изменениям климата (2000) концентрация углекислого газа в атмосфере с 1750 по 2000 гг. увеличилась на 31%. Столь высокого уровня, как в настоящее время, она не достигала ни разу за последние 420 тыс. лет. Таким образом, одним из главных факторов, которые сказываются на климате, является содержание в атмосфере двуокиси углерода. Промышленные выбросы этого газа влияют на среднюю температуру в 5 раз сильнее, чем солнечная активность. В настоящее время благодаря фабрикам и заводам, автомобилям и самолетам, благодаря вырубке лесов содержание двуокиси углерода в атмосфере на треть выше, чем в «экологически девственном» 1750 г.
По сценариям экспертов, выбросы СО2, обусловленные сжиганием ископаемых источников энергии (нефти, газа, угля), с высокой степенью вероятности будут определять рост концентрации СO2 в атмосфере в течение всего XXI столетия. Согласно расчетам экспертов в течение 1990—2100 гг. средняя глобальная температура у поверхности земли может повыситься на 1,5—5,8°С. Такое потепление не имело прецедентов в течение последних десяти тысяч лет. Как следствие изменения климата и теплового загрязнения окружающей среды, к примеру, уже в настоящее время в таком высокоурбанизированном городе, как Москва, разница температуры воды в Москва-реке в центре города и за ее пределами в районе Можайского водохранилища составляет порядка 4°С.
Эти, казалось бы, незначительные аномалии чреваты опасными последствиями. Прежде всего, повышение температуры может привести к таянию вечных льдов, а следовательно, к увеличению уровня мирового океана, при котором будут затоплены многие расположенные в низинах города и дельты рек, что представляет прямую угрозу жизнедеятельности населения ряда стран. Так, в Африке и Азии упадут урожаи, повысится риск наводнений в Европе; Австралия и Новая Зеландия будут томиться от жажды; восточное побережье США попадет в зону разрушительных штормов и эрозии побережья. Пустыни разрастутся, бури и наводнения станут чаще, распространятся малярия и лихорадка денге.
Хотя некоторые регионы от этого потепления как бы выигрывают, например, огромные пространства на севере Канады и России станут доступными для освоения по мере оттаивания тундры. Сезон роста растений в Европе увеличится на 11 дней. В России эффект глобального потепления скажется сильнее, чем в большинстве развитых стран. Так, повышение средней температуры для России на 2—4 °С для сельского хозяйства является благом, оно как бы сдвинется в более северные широты. С другой стороны, возможность деградации вечной мерзлоты представляет собой реальную угрозу для нефтегазовой промышленности. Другими словами, в мировом масштабе выигравших от глобального потепления климата будет несравненно меньше, чем проигравших. Так, по оценкам Морского исследовательского института в Рейкьявике, улов сельди в 1997—1998 гг. был самым низким за последние 20 лет. Под угрозой оказалось выполнение контрактов на поставку сельди в Европу, в том числе — и в Россию. Неудачи исландских рыбаков объясняются потеплением океанических вод. Кроме того, ожидается увеличение засухи в засушливых и полузасушливых районах, а во влажных зонах — больше осадков. Такое изменение климата может отрицательно сказаться на производстве сельскохозяйственной продукции, а также развитии других отраслей народного хозяйства.
Среди причин, которые вызывают парниковый эффект, можно выделить производство энергии (50%), выбросы озоно-разрушающих веществ (20%), жизнедеятельность тропических лесов (15%), сельскохозяйственное производство (15%).
|
Сектор экономики |
% |
|
Получение энергии (использование ископаемых энергоносителей) |
50 |
|
Химические преобразования (выбросы озоноразрушающих веществ) |
20 |
|
Жизнедеятельность тропических лесов: |
|
|
выбросы в атмосферу в результате горения и естественного гниения |
15 |
|
Сельскохозяйственное производство и другие области: |
|
|
поступление метана от животноводческих хозяйств, рисовых полей, |
|
|
внесения удобрений и размещения отходов |
15 |
|
Итого: |
100 |
Последствия изменения климата могут оказаться весьма тяжелыми для человечества, но парниковый эффект представляет гораздо большую непосредственную угрозу природным экосистемам — лесам, болотам, пресноводным озерам, степям, чем здоровью человека. По имеющимся оценкам, структура выбросов углекислого газа как главного «виновника» парникового эффекта в результате человеческой деятельности по регионам мира имеет следующий вид
|
Регион мира |
Доля региона в общих выбросах угле- 1 кислого газа в результате человече- 1 ской деятельности, % |
|
Северная Америка |
35,0 |
|
Западная Европа |
26,0 |
|
Азия (за исключением бывшего СССР) |
13,3 |
|
Территория бывшего СССР |
13,2 |
|
Восточная Европа |
6,6 |
|
Южная Америка |
2,9 |
|
Африка |
1,8 |
|
Океания (страны Тихоокеанского бассейна) |
1,2 |
|
Итого: |
100,0 |
Как видно из таблицы, наибольший удельный вес по выбросам углекислого газа приходится на Северную Америку и Западную Европу (61,0%). Значительными остаются выбросы углекислого газа на Азиатском континенте (13,3%), а также на территории бывшего СССР (13,2%).
В разрезе отдельных стран выбросы парниковых газов (двуокиси углерода) имеют следующий вид:
|
Страна |
Выбросы двуокиси углерода на одного " |
|
|
жителя, т/год |
|
Германия (старые и новые земли) |
34,1 |
|
США |
20,0 |
|
Нидерланды |
13,8 |
|
Территория бывшего СССР |
13,3 |
|
Польша |
12,8 |
|
Дания |
12,8 |
|
Великобритания |
11,8 |
|
Бельгия |
11,4 |
|
Япония |
7,6 |
|
Франция |
7,0 |
|
Италия |
6,4 |
|
Греция |
5,8 |
|
Испания |
4,7 |
|
Китай |
2,4 |
Таблица показывает, что наибольшее влияние на глобальное изменение климата, исходя из выбросов двуокиси углерода в расчете на одного жителя, оказывают индустриально развитые страны (Германия, США, Голландия).
По данным Межведомственной комиссии Российской Федерации по проблемам изменения климата, структура выбросов парниковых газов в России (2000) имеет следующий вид: СО2 — 77%, СН4 — 19%, N2O и другие газы — 2%. При этом суммарная эммисия этих веществ в 2000 г. составила: СО2 — 1800 млн т/год, СН4 — 445 млн т/год (рассчитанные по углеродному показателю), N2O и другие газы — 43,5 млн т/год.
Следует учитывать, что проблема оценки негативного влияния выбросов одного из компонентов парниковых газов — углекислого газа на изменение климата в пределах территории России оценивается учеными неоднозначно. Анализируя средние температуры за последнюю тысячу лет, академик К.С. Демирчян показал, что средняя температура начала подниматься с середины XVII в., когда еще не было мощной промышленности и энергетики. По его мнению, принятие немедленных мер для предотвращения глобального потепления с учетом обширной лесной территории страны является несколько преждевременным. Академик A. Яншин считает, что опасения относительно таяния льдов Антарктиды и резкого глобального повышения уровня Мирового океана не имеют достаточных оснований. В. В. Клименко считает, что рост концентрации углекислого газа а атмосфере должен замедлиться, а к 2100 г. стабилизироваться.
Одной из глобальных экологических проблем, требующих своего кардинального решения, является разрушение озонового слоя. Этот термин принят для обозначения пика концентрации озона в стратосфере, который служит в качестве эффективного экрана, разрушающего ультрафиолетовое излучение. Озон представляет собой разновидность кислорода, он образуется при воздействии на газообразный кислород ультрафиолетового света в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, находящийся примерно на высоте 24 км, защищает земную поверхность от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца.
Обеспокоенность состоянием озонового слоя была впервые высказана в 1974 г., когда было установлено, что фторуглеводороды могут разрушать озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетового излучения. Выбрасываемые в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды (ФХУ) и галогенные соединения (галоны) разрушают хрупкую структуру этого слоя. Озоновый слой истощается, что обусловливает появление так называемых «озоновых дыр». Проникающие ультрафиолетовые лучи солнца опасны для всего живого на Земле. Особенно отрицательно они воздействуют на здоровье человека, его имунную и генную системы, вызывая рак кожи и катаракту. Разрушение озонового слоя ведет к росту ультрафиолетового излучения, что в свою очередь приведет к росту инфекционных заболеваний.
Ультрафиолетовые лучи могут уничтожить планктон — крошечные организмы, составляющие основу цепи питания в океане. Они также опасны для растительного мира на суше, в том числе для сельскохозяйственных культур. По оценкам, уменьшение озона на 25% приводит к потерям 10% основных веществ в освещенном, теплом и биологически богатом верхнем слое океана и к потерям в 35% — вблизи поверхности воды. Так как планктон составляет основу цепи питания в море, изменения его количества и видового состава будут оказывать влияние на добычу рыбы и моллюсков. Потери такого рода будут оказывать прямое влияние на снабжение продуктами питания. То есть изменение уровня ультрафиолетового излучения в результате истощения озонового слоя Земли может оказать существенное влияние на производство продуктов питания. Как показывают исследования Королевской Академии наук Швеции, в результате влияния данного фактора урожайность сои уменьшилась на 20—25% при уменьшении озона на 25%. Также снижается содержание белка и масла в бобах. Леса также оказались уязвимыми, особенно хвойные породы деревьев.
Монреальский протокол (1987) существенно ограничивает производство и потребление озоноразрушающих веществ, среди которых наиболее разрушительное воздействие оказывает хлорфторуглерод-12, или фреон. Этот газ до последнего времени широко применялся в кондиционерах воздуха, холодильных установках, аэрозольных разбрызгивателях, в производстве пенопластов и средств пожаротушения. По данным Программы ООН по охране окружающей среды основными направлениями применения ФХУ на момент принятия Монреальского протокола являются следующие направления применения ФХУ:
Направления применения ФХУ |
% |
|
Аэрозоли |
27 |
|
Пенообразователи |
25 |
|
Холодильники |
25 |
|
Растворители |
16 |
|
Прочие |
7 |
|
Итого: |
100 |
С точки зрения применения ФХУ по регионам мира, картина имеет следующий вид:
Применение ФХУ по регионам мира |
% |
|
Северная Америка |
35 |
|
Западная Европа |
32 |
|
Азия и Океания |
18 |
|
Восточная Европа |
11 |
|
Южная Америка |
3 |
|
Африка |
1 |
|
Итого: |
100 |
Россия также относится к числу крупнейших производителей и потребителей озоноразрушающих веществ. В 1990 г., к примеру, она производила 198 тыс. т этих веществ, что составляло около 20% их мирового объема. В 1996 г. в силу внутриэкономических причин производство озоноразрушающих веществ в стране упало примерно до 42 тыс. т. Для сравнения отметим, что гигантская дыра в озоновом слое атмосферы уже более чем вдвое превысила размеры Европы и, по данным Всемирной метеорологической организации 1997 г., превышает 22 млн кв. км. По оценкам, разрушение стратосферного озона будет продолжаться до 2070 г. Согласно оценкам Программы ООН по охране окружающей среды содержание хлора в атмосфере увеличится более чем в два раза в течение нескольких последующих десятилетий даже в том случае, если все страны снизят выброс хлора в атмосферу на 50% в соответствии с Монреальским протоколом, следовательно, истощение озонового слоя будет продолжаться и в будущем.
Отметим, что в 1995 г. за работы в области химии атмосферы, которые касаются, в частности, процессов образования и разрушения озонового слоя, Королевская академия наук присудила Нобелевскую премию ученым М. Молина, Ш. Роуленду (США) и П. Крутцену (Германия). Эти ученые выяснили, что озона в атмосфере Земли не так уж много. Если его спрессовать, то образуется слой всего в три миллиметра толщиной. Это слой очень чувствителен к загрязнению воздуха. Своими исследованиями данные ученые внесли вклад в дело спасения человечества от глобальной экологической катастрофы.
Согласно решениям Венской конвенции по защите озоносферы (1985) и Монреальского протокола о веществах, приводящих к разрушению озонового слоя (1987), начиная с 1993 г. годовое потребление озоноразрушающих веществ должно было быть снижено до 80% от уровня 1986 г., а, начиная, с 1998 г. потребление хладонов в развивающихся странах должно быть сокращено вдвое. Протокол включает также торговые ограничения, а именно — наложение запрета на ввоз химических веществ из стран, не подписавших протокол, а также на ввоз товаров, содержащих ФХУ и галогены. Предусмотрено также создание международного климатического фонда, из которого страны, в особенности с переходной экономикой, могут получать помощь для капиталовложений в технологию, способствующую сохранению озонового слоя.
Выпадение кислотных дождей и трансграничное загрязнение воздуха. Попадая в атмосферу, диоксид серы и оксиды азота, получившиеся в результате сгорания органического топлива, могут разноситься ветром на значительные расстояния от источника выброса и возвращаются на землю с дождем, снегом или туманом. Загрязненные осадки, называемые кислотными дождями, меняют кислотность озер, рек и почвы в местах выпадания, что приводит к гибели многих животных и растений, а также вызывает значительные потери и дополнительные затраты в коммунальной сфере.
Проблема кислотных осадков во многом связана с трансграничным переносом загрязнителей по воздуху. Трансграничное загрязнение атмосферы вызывает кислотные осадки с негативными последствиями для экономики стран-«реципиентов», отдаленных от источников загрязнения на сотни километров, — пример экологического дисбаланса, иногда ведущего к межгосударственной напряженности. А ведь кислотные осадки — это гибель лесных массивов (в Германии — до 50%), мор рыбы во внутренних водоемах, интенсификация коррозии открытых металлических конструкций, повреждение памятников культуры и истории.
По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2000 году» на Европейской территории России (ЕТР) за год выпало 2,4 млн т окисленных соединений серы и азота, в том числе — 1,39 млн т (57%) в результате трансграничного переноса. Основной вклад в трансграничное подкисление территории России вносят Украина, Польша, Беларусь, Румыния и Германия. Суммарное выпадение окисленных серы и азота от российских источников, расположенных на ЕТР, составили 1,4 млн т, при этом на территории других европейских стран выпало 160,3 тыс. т или 11,3% общих выпадений от российских источников. В обмене трансграничными выпадениями окисленной серы с другими странами соотношение составило 1:6,2; окисленного азота — 1:3,8, а восстановленного азота — 1:6,5. Другими словами, Россия в большей мере является «потребителем» трансграничного загрязнения воздуха на ЕТР, чем его «экспортером».
Очевидно, что экономический рост, связанный с получением максимальной выгоды от производства за счет истощения природных ресурсов и разрушения окружающей среды, исчерпал себя. Экстенсивное природопользование, в силу возрастания абсолютной и относительной ограниченности энергетических, минеральных, водных, лесных, земельных и других ресурсов, возможностей естественного самовосстановления окружающей среды, в последние десятилетия становится одним из основных факторов, препятствующих социально-экономическому развитию.
Следует отметить, что возможность поддержания темпов экономического роста за счет увеличения использования ресурсов уже практически исчерпаны. При сохранении нынешних темпов вырубки лесов их площадь к началу XXI в. сократится почти на 40%. В табл. 1.8 показано изменение площади лесов на планете за последние четыре тысячи лет.
|
Год |
Площадь леса, млрд га |
|
2000 д. н. э. |
4,0 |
|
1000 н. э. |
3,5 |
|
1955 |
3,3 |
|
1978 |
2,6 |
|
2000 |
2,1 |
В XX в. было уничтожено около половины тропических лесов планеты. В настоящее время их ежегодные потери, по оценкам специалистов, составляют 16—17 млн га. Это превышает вдвое уровень потерь в 1980 г. и соответствует площади Японии. Леса, как известно, являются «легкими» Земли: они вырабатывают основную массу кислорода, играющего важную роль в обеспечении замкнутого кругооборота вещества в биосфере. Уменьшение зеленых массивов ведет к эрозии почв, сокращению разнообразия растительного и животного мира, деградации водных бассейнов, сокращению поглощения диоксида углерода — газа, вызывающего парниковый эффект, снижению количества топливной и промышленной древесины, а в конечном итоге — к уменьшению потенциала жизнедеятельности человечества.Отметим при этом, что на долю России приходится 22% лесов планеты.
В наибольшей мере процессы деградации и сокращения площади лесов характерны для Южной Америки (сокращение площади лесов на 221 млн га), Африки, а также Азии и стран Тихоокеанского бассейна (сокращение площади, покрытой лесом, в 2 раза). В то же время для региона Европы характерна стабилизация и даже некоторое увеличение площади лесов. Сведение лесов в бассейне реки Амазонки — это пример того, как тропические леса по образному выражению «обмениваются» на бифштексы. В связи с опасностью сердечных заболеваний при употреблении жирного мяса, которое стало повсеместным из-за массового и ускоренного откармливания скота, содержащегося в стойлах, и при этом кормами со специальными химическими добавками, выяснилось, что тощее мясо с малым содержанием холестерина можно получить лишь от скота, питающегося травами на выгульных пастбищах. Учитывая, что такие возможности во многих странах, например в США, ограничены, было решено использовать пастбища в тропических лесах Амазонки. Для этого стали сводить тропические леса на больших пространствах, разбивать на них пастбища, а мясо экспортировать.
В то же время известно, что тропические леса — место обитания более 50% всех видов растений и животного мира. Эти леса играют большую роль в создании баланса химического состава атмосферы. Их сведение может привести к необратимым глобальным последствиям.
Наиболее высокий уровень лесистости территории в Австрии (46,9%), России (45,2%), Португалии (39%), Испании (31,2%). Наиболее низким данный показатель является в Ирландии, Великобритании, Нидерландах.
|
Страна |
% территории, покрытой лесом |
|
Австрия |
46,9 |
|
Бельгия |
21,1 |
|
Великобритания и Северная Ирландия |
9,4 |
|
Германия |
29,0 |
|
Греция |
19,8 |
|
Дания |
11,4 |
|
Ирландия |
4,7 |
|
Испания |
31,2 |
|
Италия |
22,3 |
|
Нидерланды |
8,0 |
|
Польша |
27,9 |
|
Португалия |
39,4 |
|
Россия |
45,2 |
|
Территории бывшего СССР |
42,1 |
|
Франция |
28,6 |
|
Швейцария |
25,5 |
По оценкам специали стов ежегодно исчезает 10—15 тыс. разновидностей (преимущест венно простейших) организмов. Это означает, что за грядущие 50 лет планета потеряет, по разным оценкам, от четверти до поло вины своего биологического разнообразия. Обеднение видового разнообразия флоры и фауны существенно снижает устойчивость экосистем и биосферы в целом, что также представляет серьезную опасность для человечества. К примеру, если еще в начале века насчитывалось около 100 тыс. особей тигра, то сегодня уцелели едва 6—7,5 тыс. По оценкам Российского представительства Всемирного фонда дикой природы популяция уссурийского (амурского) тигра на Дальнем Востоке составляет 300 особей. Вместе с тем, по статисти ке Приморской природоохранной прокуратуры, в 80-е годы убиты около 30 тигров, в первой половине 90-х — до 50 особей.
В Красную книгу России по состоянию на 2000 г. занесены 415 видов (подвидов, популяций) животных (в том числе 155 видов бес позвоночных, 39 — рыб, 8 — амфибий, 21 — рептилий, 123 — птиц, 65 — млекопитающих) и 533 вида растений. В 1998 г. из естественной среды обитания исчезли средиземноморский тюлень-монах, живший в Чер ном море, и кавказско-беловежский зубр, которого можно теперь уви деть только в зоопарке. Сохранилось не более 30 амурских леопардов, такая же тревожная ситуация сложилась со снежным барсом, обитаю щим на Кавказе, в Средней Азии и в Уссурийском крае, и с горным алтайским бараном. Отметим, что перечень животных, занесенных в Красную книгу Российской Федерации, увеличился за последние годы в 1,6 раза, что еще раз подчеркивает остроту проблемы сохранения редких и исчезающих видов.
Что касается видов, находящихся под угрозой исчезновения, наиболее критическая ситуация сложилась в Польше, Словении, России, Венгрии, США, Австралии и некоторых других странах. Отметим, что по отдельным странам такая информация вообще отсутствует.
Одним из таких негативных процессов — оскудение, вплоть до полного выведения из сельскохозяйственного оборота плодородных земель. За время существования земледелия человечество уже потеряло 2 млрд га биологически продуктивных почв, ставших пустынями или засоленными, загрязненными бесплодными территориями. Это больше, чем площадь современной пашни во всем мире. Скорость деградации за последние 50 лет выросла в сравнении со среднеисторической в 30 раз. Ежегодно, по оценкам, мир теряет 7— 8 млн га плодородных земель, а продуктивность остающихся в хозяйствовании почв падает.
Семьдесят процентов всех засушливых земель нашей планеты — около 3 млрд га — уже пострадали от деградации почвы. Это одна четвертая часть земной суши — территории, которая превратилась в пустыню. С каждым годом нарастает химическая и физическая деградация земель, вызванная ветром и водой. В результате загрязнения значительная часть продуктов питания повседневного рациона характеризуется сейчас опасным для здоровья человека содержанием вредных веществ. Существенное влияние на деградацию земель имеет переуплотнение почв в результате применения тяжелых сельскохозяйственных агрегатов.
Деградация физических свойств почв при переуплотнении происходит вследствие пластических деформаций, приводящих к разрушению структурного состояния почв и воздухопроницаемости. Эрозия понижает способность почвы к влагозадержанию, лишает ее питательных веществ и сокращает толщину продуктивного слоя, что снижает урожайность сельскохозяйственных культур.
Проблема деградации земель тесно связана с производством экспортных монокультур в развивающихся странах. Проблемы бедности, задолженности развивающихся стран вызывают необходимость изыскания средств для получения конвертируемой валюты. С этой целью и выращиваются сельскохозяйственные культуры, специально предназначенные на экспорт в развитые страны. Помимо того, что эта политика усугубляет продовольственные проблемы развивающихся стран, население которых страдает от голода, она отрицательно сказывается и на национальных экосистемах. Как правило, монокультуры быстро истощают почву, возникают экологические проблемы в связи с использованием химических удобрений. Особенно характерно это для стран Африки: Кения, Уганда и др.
В перспективе миру грозит исчерпание минеральных ресурсов. По оценкам специалистов, запасов серебра хватит на 17 лет, цинка — на 19 лет, ртути — на 21 год, свинца — на 25 лет, нефти — на 40 лет, газа — на 60 лет, угля — немногим более 100 лет.
Мировое удельное потребление энергоносителей и сырья ведет к невосполнимому истощению природных ресурсов и необратимым изменениям среды обитания. Такой вывод содержится в докладе Вашингтонского института мониторинга окружающей среды (1998). За минувшие 25 лет глобальное потребление древесины удвоилось, расход бумаги увеличился в 6 раз, зерновых — в 3 раза, энергоносителей — в 5 раз, вылов рыбы возрос на 500%. За этот же период резко возросло загрязнение промышленными отходами воды, воздуха и почвы. В этой связи мировому сообществу рекомендуется провести тотальную реструктуризацию глобальной экономической системы, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение среды обитания. Предполагается, что это можно осуществить без ущерба для экономического роста по трем направлениям: стабилизировать увеличение численности населения, перейти на альтернативные источники получения энергии, а также путем применения промышленных материалов, поддающихся утилизации. Перспективным является также создание новых рабочих мест при переходе на «дружественные» по отношению к природе передовые технологии.
В настоящее время проблема ограниченности запасов невозоб- новляемых природных ресурсов определяется многими специалистами как причина необходимости ограничения и даже сокращения материальных потребностей общества. Хотя такая позиция и представляется спорной. В свете новых представлений общество столкнулось с угрозой надвигающегося исчерпания топливно-энергетических и других материальных ресурсов по причине, что до сих пор отсутствуют в достаточной мере развитые общественные экологические потребности. Данная точка зрения исходит из следующих представлений: дисбаланс потребностей ведет к тому, что через соотношения спроса и предложения устанавливаются цены на товары и услуги, в том числе на природные ресурсы и использование экологических благ, не соответствующие их объективным экономическим оценкам.
В свою очередь отсутствие и незрелость экологических потребностей приводит к тому, что природные ресурсы получают экономическую оценку только в случае их хозяйственного использования. Вместе с тем, при эксплуатации любого природного ресурса и объекта воздействию подвергается целый ряд пространственно связанных с ним видов природных ресурсов. А поскольку такое воздействие в соответствии с традиционными представлениями ничего не стоит производителю, у него не возникает необходимой экономической мотивации и потребности бережно относиться к этим природным ресурсам.
Следует отметить, что исследование экологических потребностей населения должно охватывать социально-демографические факторы, а также доступность возобновляемых ресурсов. Так, в результате демографического и экономического роста и сопряженного с ними увеличения потребления природных ресурсов (включая, ассимиляционный потенциал биосферы), человек как вид приблизился к пределу емкости эколого-экономической системы Земли. Тем самым положено начало процессу истощения производственного потенциала экосистемы планеты, необходимого для поддержания как существующего уровня антропогенного потребления, так и систем жизнеобеспечения, от которых зависит жизнь на планете.
Растущий разрыв между спросом на продовольствие и возможностями устойчивого его производства в мире, сопровождается нестабильностью цен и конкурентной борьбой на мировом рынке, может существенно дестабилизировать мировую экономику в целом. Ситуация может усугубиться взаимосвязанностью экономических, экологических, социальных и политических проблем, что приводит к росту безработицы, сокращению доходов населения, недоеданию, росту заболеваемости и снижению качества жизни населения. К примеру, годовой улов рыбы в мире составляет около 83 млн т. Однако по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, около 70% мировых рыбных запасов истощены в результате их интенсивной эксплуатации, процесс восстановления идет чрезвычайно медленно.
В равной мере международная торговля возобновляемыми ресурсами означает перераспределение экологического капитала. В условиях глобальной ограниченности этого капитала и перехода границ экологической емкости планеты расчет импортеров на неограниченные возможности международного рынка, как инструмента компенсации истощения ресурсов на своей территории и обеспечения экономического роста, является иллюзорным. Такая торговля неизбежно будет сопровождаться сокращением и истощением природно-ресурсного потенциала экспортеров, уменьшением уровня их собственного потребления и ростом предельных нагрузок на биосферу.
Развитие хозяйственной деятельности без учета экологических требований может в свою очередь привести к конфликту целей. В этом случае, как правило, выбирается только одна цель, другие же могут быть проигнорированы, либо деятельность по их реализации будет ослаблена. Как показывает анализ, такой вариант конфликтов социальных, экологических и экономических целей широко распространен во всем мире. Указанные конфликты целей ведут к понятию «экологических преступлений». По решению министров по вопросам окружающей среды семи наиболее развитых индустриальных держав, заседание которых проходило с участием России в английском городе Лидс в августе 1998 г., к таким деяниям, которые разрушают сегодняшний хрупкий мир природы, относятся:
Для примера отметим, что ежегодно на рынках по всему миру продается пять миллионов птиц, 30 тыс. приматов, 15 млн пушных зверей, 12 млн орхидей и 8 млн кактусов, что осуществляется в нарушение Конвенции о международной торговле находящимися под угрозой уничтожения видами флоры и фауны. Данную конвенцию уже подписали 143 государства.
ООН предложила в рамках программы по охране окружающей среды конвенцию, ограничивающую торговлю опасными для жизни химическими веществами и пестицидами типа ДДТ, ртутных соединений и органофосфатов. Новый договор, в котором примут участие более 100 стран, вступит в силу на рубеже нового тысячелетия.
Экологические перегрузки стали лимитирующим фактором экономического развития и благосостояния. Напряженность во взаимоотношениях между жителями разных регионов одной страны или между народами разных стран способны вызвать и такие неблагоприятные экологические изменения, как наступление пустынь, эрозия почв, вымирание лесов, загрязнение водной и воздушной среды в крупных промышленных центрах и т. п. Одной из новых эколого- экономических проблем, требующих своего решения, являются «экологические беженцы», то есть это та категория людей, которая хочет изменить местожительство по причине плохого состояния окружающей среды и экологического неблагополучия. К 2000 г. в мире насчитывалось более 50 млн человек «экологических беженцев», их рост составляет 2—3 млн человек ежегодно. Причинами такого явления, как уже отмечалось, в основном являются засухи, нехватка пресной воды, демографические перегрузки, вырубка лесов и др. По данным Государственного доклада о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году, 15—20% территории страны находится в острой экологической ситуации
приводит к социальной и политической напряженности в ряде регионов. Экологическая обстановка в России отличается крайней неоднородностью. Наряду с тем, что 7—8 млн км2 в стране остаются практически не затронутыми современной хозяйственной деятельностью, более 2 млн км2 относятся к экологически неблагополучным.
Сравнительно недавно стало очевидным, что дальнейшая неуправляемая экспансия техносферы грозит полным разрушением элементов жизнеобеспечения: озонового слоя, гумуса почвы, пресной воды и т. п. В этих условиях Программой ООН по окружающей среде — ЮНЕП, поставлена задача сохранить примерно до 10% территории планеты свободной от присутствия техносферы. Человечество выживет лишь в том случае, если фактические антропогенные воздействия на биосферу не будут превышать пороговые критические уровни, за которыми жизнь людей нормально в нашем понимании развиваться не может.
Следует учитывать, что поиски решения глобальных экологических проблем ведутся, прежде всего, в направлении создания максимально щадящих биосферу «замкнутых» технологических процессов — малоотходных технологий, экологически «чистых» источников энергии и т. п. Важность этого направления несомненна. Вместе с тем, по мнению специалистов, возможности «щадящих» технологий все же ограничены: с их помощью удастся лишь оттянуть наступление момента, когда «ассимилирующие» способности биосферы окажутся исчерпанными. По мнению отдельных ученых, хотя эта точка зрения является достаточно дискуссионной, есть основания полагать, что долгосрочная гармонизация взаимоотношений общества и природы может иметь место лишь при условии перемещения в перспективе экологически наиболее вредных видов человеческой (прежде всего хозяйственной) деятельности за пределы биосферы — в космическое пространство.
Разумно управлять развитием общества можно, лишь точно зная, где таится опасность, где та черта, за которую нельзя перешагнуть. Если население планеты и потребление природных ресурсов будет расти прежними темпами, а технический прогресс будет незначительным, то катастрофа человечества неизбежна. Человек (вопреки его высокомерному заблуждению) не является хозяином природы. Чтобы выжить, он должен подчиниться ее ультимативным требованиям. Эти требования вытекают из предельных возможностей биосферы. Для оценки этих возможностей учеными предложены две модели, которые можно назвать ресурсной и биосферной. В ресурсной модели мировой системы Земля, по существу, рассматривается как источник материальных и продовольственных ресурсов. Эту модель исследовали представители Римского клуба американцы Деннис и Донелла Медоузы и норвежец Иорген Рэндерс которые провели математическое моделирование состояния мировой системы на временном участке XX—XXI столетий.
Основу биосферной модели мировой системы составляет теория устойчивости биосферы, которую разработал русский ученый В. Г. Горшков. Так, по ресурсной модели допускается численность населения Земли около 8 млрд человек, в то время как по биосферной — всего лишь 1—2 млрд человек.
Некоторые ученые, давая оценку теоретическому потенциалу общественного производства продовольствия, называют другие цифры предельной численности населения Земли. Они исходят из следующих рассуждений: если предположить, что площади, занятые под производство продовольствия, могут достичь примерно 1,5 млрд га (близко к нынешнему уровню) и что средний урожай должен доходить до 5 т эквивалента зерна с 1 га (по сравнению с нынешним средним уровнем 2 т эквивалента зерна). С поправкой на продукцию пастбищ и морепродукты общий потенциал определяется в 8 млрд т зернового эквивалента.
Логично возникает вопрос: сколько людей это может прокормить? Нынешнее среднее потребление в мире растительной энергии для питания, на семена и корма животных составляет порядка 6 тыс. калорий в день при колебаниях среди стран от 3 до 15 тыс. калорий. Исходя из этого исчисленный потенциал позволяет прокормиться около 11 млрд человек. Однако если среднее потребление существенно возрастает, например до 9 тыс. калорий, то возможности земного шара накормить проживающее на нем население, по оценкам, сократится до 7%. По другим оценкам, российские леса при использовании специальной технологии, разработанной российскими учеными, способны обеспечить высококалорийным белковым питанием более 9 млрд человек. Так, одно сельскохозяйственное предприятие с участком леса 1000 га может обеспечить по данной технологии, позволяющей использовать все полезные свойства древесины, недревесные ресурсы леса (грибы, ягоды и т. п.), ежегодный белковый рацион питания для 12 тыс. человек.
Не будем оспаривать приведенные выше цифры, но для выживания человечества критической, пожалуй, является биосферная модель, основанная на свойствах живой системы. По этой модели человечество уже переступило порог возможности биосферы и вступило в полосу глобального кризиса, в результате чего продолжение жизни на Земле поставлено под угрозу.
В соответствии с Экологической доктриной Российской Федерации (2002), подготовленной ко Всемирному саммиту «Рио + 10» (Йоханнесбург, 2002), к числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды, которые либо проявляются в Российской Федерации, либо оказывают на нее негативное воздействие, относятся:
№19.
ЗОНА ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ
- участок территории РФ, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных. 3. ч. э. с. объявляются указами Президента РФ по представлению специально уполномоченных на то государственных органов РФ в области охраны окружающей природной среды на основании заключения государственной экологической экспертизы. В З.ч.э.с. прекращается деятельность, отрицательно влияющая на окружающую природную среду; приостанавливается работа предприятий, учреждений, организаций, цехов, агрегатов, оборудования, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека, его генетический фонд и окружающую природную среду; ограничиваются отдельные виды природопользования; проводятся оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов.
Экологическая безопасность - состояние защищенности окру-жающей среды, населения, территорий, хозяйственных и иных объ-ектов от различных угроз, возникающих вследствие негативных из-менений компонентов окружающей среды в результате антропоген-ной деятельности, природных явлений и противоправных деяний. Экологическая безопасность обеспечивается комплексом правовых, организационных, финансовых, материальных и информационных мер, предназначенных для прогнозирования, предотвращения, лик-видации реальных и потенциальных угроз безопасности, смягчения их последствий. Дубовик О.Л. Экологическое право. - М., 2008. С. 550.
Угроза экологической безопасности выражает повышенную ве-роятность гибели отдельных природных объектов, существенного загрязнения, отравления или заражения окружающей среды, мас-штабы которых определяются исходя из размеров поражения окру-жающей среды, его устойчивости, возможности устранения, воздей-ствия на жизнь и здоровье населения.
Масштабы планетарных негативных социально-экономических процессов сказываются на состоянии окружающей среды. Отсюда возникает необходимость более чет-кого правового регулирования взаимодействия человеческого общест-ва с окружающей средой, которое составляет целостную планетарную систему со всеми присущими ей отношениями и связями. Поэтому ло-кальное нарушение любого ее элемента приведет к изменению, а в ко-нечном счете и к разрушению всей системы.
Кроме особо охраняемых территорий и природных объектов, имеются территории с особым режимом экологопользования. В ста-тье 57 нового закона «Об охране окружающей среды» предусмотрены зоны экологического бедствия и зоны чрезвычайной экологической ситуации, которые объявляются таковыми либо решениями Феде-рального Собрания РФ, либо указами Президента РФ по представ-лению специально уполномоченных на то органов государственной экологической экспертизы. Зонами чрезвычайной экологической ситуации либо зонами экологического бедствия объявляются участ-ки территории РФ, где в результате хозяйственной или иной деятель-ности происходят устойчивые отрицательные изменения или уже произошли глубокие необратимые изменения окружающей среды, угрожающие здоровью населения или повлекшие существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, расширение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны. Ерофеев Б.В. Экологическое право России. - М., 2006. С. 251.
Рис. 3. Возникновение, изменение и прекращение права экологопользования
30 мая 2001 года принят Федеральный конституционный закон «О чрезвычайном положении».
Чрезвычайное положение означает вводимый в соответствии с Кон-ституцией РФ и настоящим Федеральным конституционным законом на всей территории РФ или в ее отдельных местностях особый правовой режим деятельности органов государственной власти, органов мест-ного самоуправления, организаций, независимо от организационно-правовых форм и форм собственности, их должностных лиц, общест-венных объединений, допускающий установленные настоящим Зако-ном отдельные ограничения прав и свобод граждан, либо без граж-данства, прав организаций и общественных объединений, а также возложение на них дополнительных обязанностей. Введение чрезвы-чайного положения является временной мерой, применяемой исклю-чительно для обеспечения безопасности граждан и защиты конститу-ционного строя РФ. Чрезвычайное положение вводится лишь при наличии обстоятельств, которые представляют собой непосредствен-ную угрозу жизни и безопасности граждан или конституционному строю РФ и устранение которых невозможно без применения чрезвы-чайных мер.
Чрезвычайное положение на всей территории РФ или в ее отдель-ных местностях вводится указом Президента РФ.
После объявления территорий указанными зонами в них прекра-щается или существенно ограничивается подобная и уже указанная де-ятельность. Финансирование всех указанных мероприятий осуществ-ляется за счет непосредственных виновников ухудшения экологичес-кого состояния на данной территории или за счет средств федерально-го бюджета и бюджетов соответствующих субъектов РФ.
В соответствии с Положением о классификации чрезвычайных ситу-аций природного и техногенного характера, утвержденным Постановле-нием Правительства РФ от 13 сентября 1996 г., чрезвычайные ситуа-ции классифицируются в зависимости от количества людей, постра-давших в этих ситуациях, у которых оказались нарушены условия жизнедеятельности, размеры материального ущерба, а также границы зон распространения поражающих факторов чрезвычайных ситуаций; чрезвычайные ситуации подразделяются на локальные, мест-ные, территориальные, региональные, федеральные и трансгранич-ные.
Под чрезвычайными ситуациями иногда понимают не только экологи-ческие и иные ситуации, связанные со стихийными бедствиями, взрыва-ми магистральных трубопроводов, наводнениями, землетрясениями и т.д. Такие нарушения окружающей среды нередко затрагивают целые экосистемы и носят устойчивый характер, для ликвидации последст-вий которых, как правило, необходимы большие сроки и громадные материальные средства.
Кроме особо охраняемых территорий и природных объектов, имеют-ся территории с особым режимом экологопользования. В статье 57 За-кона «Об охране окружающей среды» предусмотрены зоны чрезвы-чайной экологической ситуации и зоны экологического бедствия, которые объявляются таковыми либо решениями Федерального Со-брания РФ, либо указами Президента РФ по представлению специ-ально уполномоченной на то государственной экологической эспертизы.
Для борьбы с указанными ситуациями было создано Министерство РФ по делам гражданском обороны, чрезвычайным ситуациям и лик-видации последствий стихийных и иных бедствий. Положение об этом Министерстве было утверждено 2 августа 1999 г.
В соответствии со ст. 1 Федерального закона от 21 декабря 1994 г. «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций при-родного и техногенного характера» чрезвычайная ситуация - это об-становка на определенной территории, сложившаяся в результате ава-рии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или ино-го бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человечес-кие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей среде, значи-тельные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей; а предупреждение чрезвычайных ситуаций - это комплекс мероприя-тий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска возникновения чрезвычайных ситуа-ций, а также на сохранение людей, снижение размеров ущерба окружающей природной среде и материальных потерь в случае их возник-новения.
Инициаторами объявления территории зоной чрезвычайной эко-логической ситуации являются органы государственной власти субъек-тов РФ или органы местного самоуправления этих территорий.
Зона чрезвычайной экологической ситуации объявляется Указом Президента РФ или постановлением Федерального Собрания РФ по представлению Министерства природных ресурсов на основании за-ключения государственной экологической экспертизы.
Порядок определения статуса зон чрезвычайной экологической си-туации утверждает Правительство РФ.
Организация экологопользования в зоне чрезвычайной экологической ситуации состоит в комплексе мероприятий по оздоровлению экологичес-кой обстановки, включая реабилитацию нарушенных природных ком-плексов, снижение уровня воздействия хозяйственной и иной деятель-ности на окружающую среду. Она оформляется в виде проекта феде-ральной целевой Программы неотложных мер по улучшению состоя-ния окружающей среды, санитарно-эпидемиологической обстановки и здоровья населения.
Функции государственного заказчика федеральной целевой Про-граммы неотложных мер по улучшению состояния окружающей среды, санитарно-эпидемиологической обстановки и здоровья населения воз-лагаются на инициатора объявления территории зоной чрезвычайной экологической ситуации, который осуществляет разработку проекта Программы совместно с местными природоохранительными и сани-тарно-эпидемиологическими органами управления и контроля, науч-но-исследовательскими и проектными организациями.
Подготовка федеральной целевой Программы включает в себя два аспекта:
- разработку неотложных мер и мероприятий по улучшению состояния окружающей среды, санитарно-эпидемиологической обстановки, здоровья населения;
- создание условий для субъектов хозяйствования в целях организа-ции устойчивого социально-экономического развития территории.
Источниками финансирования Программы являются целевые средства федерального бюджета; средства бюджетов различных уров-ней; средства предприятий-экологопользователей, загрязняющих ок-ружающую среду, и их отраслевых объединений; средства экологичес-кого фонда; заемные средства (кредиты). Используются также средства благотворительных фондов и иностранные инвестиции.
Организация деятельности по выполнению утвержденной Про-граммы и ответственность за ее выполнение возлагаются на главу адми-нистрации территории, объявленной зоной чрезвычайной экологичес-кой ситуации.
По истечении срока выполнения этой Программы администрация территории подготавливает материалы о состоянии окружающей среды и реализации мероприятий Программы и представляет их на государст-венную экологическую экспертизу.
Решение о снятии статуса зоны чрезвычайной экологической ситуации принимается Президентом РФ по представлению Министерства природ-ных ресурсов РФ на основании заключения государственной экологичес-кой экспертизы.
Понятие чрезвычайная экологическая ситуация впервые было введено ст. 58 Закона РСФСР от 19 декабря 1991 г. «Об охране окружающей природной среды», определившей зоны чрезвычайной экологической ситуации как участ-ки территории РФ, где в результате хозяйственной и иной деятель-ности происходят устойчивые отрицательные изменения в окру-жающей среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естест-венных экологических систем, - генетических фондов растений и животных. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» сохранил отсылочную норму ст. 57 «Порядок установления зон эко-логического бедствия, зон чрезвычайных ситуаций», правда выде-лив для нее целую главу - VIII. Здесь говорится: порядок объявле-ния режима зон экологического бедствия определяется законода-тельством о зонах экологического бедствия. Защита окружающей среды в зонах чрезвычайных ситуаций устанавливается федераль-ным законом о защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, другими Феде-ральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, законами и иными нормативными право-выми актами субъектов Российской Федерации. Дубовик О.Л. Экологическое право. - М., 2008. С. 551.
Российское законодательство использует также ряд смежных понятий: «зона экологического бедствия», «чрезвычайная ситуа-ция», «чрезвычайное положение», «угроза безопасности», «бедст-вие», «стихийное бедствие», «экологический риск», «зона экологи-ческого риска» и пр.
Чрезвычайная ситуация - это обстановка, реально угрожающая жизни значительного числа людей или их здоровью с необратимы-ми последствиями для трудоспособности, с существенным матери-альным ущербом, негативными социально-политическими, эконо-мическими, военными, экологическими и иными последствиями. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ «О защите насе-ления и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и тех-ногенного характера» в ст. 1 устанавливает, что чрезвычайная си-туация - это обстановка на определенной территории, сложившая-ся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлек-ли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окру-жающей природной среде, значительные материальные потери и на-рушение условий жизнедеятельности людей.
Элементами чрезвычайной ситуации являются:
- наличие угро-зы (реальной, потенциальной, неизбежной, чрезвычайной);
- по-следствия (необратимые, существенные, устойчивые, отрицатель-ные);
- необходимость принятия дополнительных мер для лик-видации, предотвращения, смягчения последствий.
Ситуация при-знается чрезвычайной, когда она приобретает новые черты и тенденции, характеризуется кризисностью положения.
Классификация чрезвычайных ситуаций проводится по различ-ным единичным и комплексным критериям. По источнику возник-новения они делятся на внешние и внутренние (ст. 3 Закона РФ «О безопасности»), межнациональные конфликты, массовые беспорядки, блокада отдельных местностей, стихийные бедствия, круп-ные аварии (ст. 4 Закона РФ от 30 мая 2001 г. «О чрезвычайном по-ложении»); по своим последствиям - на вызвавшие необратимые, долговременные, временные, существенные последствия либо соци-ально-политические, экономические, экологические и иные послед-ствия; по степени остроты - на реальные и потенциальные (ст. 3 Закона РФ «О безопасности»), требующие введения чрезвычайного положения немедленно и без предупреждения либо с соблюдением более продолжительной процедуры; по скорости развития - на си-туации взрывного характера, быстротекущие, вялотекущие; по сфе-ре проявления - на техногенные, экологические, природного, био-генного, зоогенного и фитогенного характера. Так, чрезвычайные ситуации экологического характера вызываются воздействием из-мененной в результате деятельности человека окружающей среды, состояния почв, недр, ландшафта и проявляются в просадках, оползнях, обвалах, массовой гибели рыбы, покрытии пленкой трети площади водоема и более при общей его поверхности до 6 кв. км, переполнении хранилищ промышленными и бытовыми отходами л др. Биогенные и зоогенные чрезвычайные ситуации - это эпиде-мии, пандемии, инфекционные заболевания экзотическими или не-выясненной этиологии болезнями, массовые отравления водой, продуктами питания, массовое появление животных - разносчиков опасных инфекций и т.п. По своим масштабам они разделяются на глобальные и локальные; по происхождению - на природные и тех-ногенные. В зависимости от нескольких показателей, взятых ком-плексно (размеров ущерба, количества пострадавших, границ рас-пространения поражающих факторов), чрезвычайные ситуации де-лятся на локальные, местные, территориальные, региональные, фе-деральные и трансграничные.
К локальной относится чрезвычайная ситуация, в результате ко-торой пострадали не более 10 чел., либо нарушены условия жизне-деятельности не более 100 чел., либо материальный ущерб состав-ляет не более 1 тыс. МРОТ на день возникновения чрезвычайной ситуации, а ее зона не выходит за пределы территории объекта про-изводственного или социального назначения. К местной относится чрезвычайная ситуация, в результате которой пострадали свыше 10 чел., но не более 50, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 100, но не более 300 чел., либо материальный ущерб состав-ляет свыше 1 тыс., но не более 5 тыс. МРОТ и зона чрезвычайной ситуации не выходит за пределы населенного пункта, города, рай-она. Территориальной является чрезвычайная ситуация, в результате которой пострадали свыше 50, но не более 500 чел., либо нару-шены условия жизнедеятельности свыше 300, но не более 500 чел. либо материальный ущерб составляет свыше 5 тыс., но не более 0,5 млн. МРОТ и зона чрезвычайной ситуации не выходит за преде-лы субъекта РФ. К региональной относится чрезвычайная ситуа-ция, в результате которой пострадали свыше 50, но не более 500 чел., либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 500, но не более 1000 чел., либо материальный ущерб составляет свыше 0,5 млн., но не более 5 млн. МРОТ и зона чрезвычайной ситуации ох-ватывает территорию двух субъектов РФ. Федеральная чрезвычай-ная ситуация - та, в результате которой пострадали свыше 500 чел., либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 1000 чел., либо материальный ущерб составляет свыше 5 млн. МРОТ и зона чрезвы-чайной ситуации выходит за пределы более двух субъектов РФ. На-конец, трансграничной является чрезвычайная ситуация, поражаю-щие факторы которой выходят за пределы РФ либо которая про-изошла за рубежом и затрагивает территорию РФ (Положение о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенно-го характера от 13 сентября 1996 г.).
В 2001 г., по данным МЧС России, в стране произошли 233 чрез-вычайные ситуации природного характера, 14,5 тыс. опасных экзо-генных геологических процессов.
Органы, уполномоченные в области управления, контроля и над-зора за чрезвычайными экологическими ситуациями. В систему этих органов входят: МЧС, геофизическая служба Российской академии наук, сейсмическая служба Минобороны России, служба монито-ринга геологической среды МПР России, службы сейсмических и геодинамических охранных сетей наблюдений Росатома России, службы геодинамических наблюдений Минпромэнерго России, службы инженерно-сейсмометрических наблюдений Росстроя Рос-сии, службы контроля деформации земной поверхности Роскартографии, Росгидромет, МПР России.
Понятие экологическое бедствие было введено ст. 59 Закона РСФСР от 19 декабря 1991 г. «Об охране окружающей природной среды». Зонами эколо-гического бедствия объявляются участки территории РФ, где в ре-зультате хозяйственной или иной деятельности произошли глубо-кие необратимые изменения окружающей среды, повлекшие суще-ственное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, дегра-дацию флоры и фауны. В зоне экологического бедствия прекраща-ется деятельность хозяйственных объектов, кроме связанных с об-служиванием проживающего на территории зоны населения, за-прещаются строительство, реконструкция хозяйственных объектов, существенно ограничиваются все виды природопользования, при-нимаются оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов и оздоровлению окружающей природной сре-ды. Как указывалось выше, Федеральный закон «Об охране окру-жающей среды» содержит лишь отсылку к федеральному законода-тельству (ст. 57).
Экологические бедствия, как и чрезвычайные экологические си-туации, могут быть природного и техногенного происхождения. Стихийные бедствия - это землетрясения, извержения вулканов (например, в результате начавшегося после сильнейшего землетря-сения на Камчатке и длившегося почти весь 1996 г. извержения двух вулканов - Карымского и Академии наук, входящих в Камчатский вулканический пояс, произошли выброс пепла и газа на высоту 8 км, излияния лавы, вулканические взрывы и землетрясения в результате окрестности покрылись слоем пепла, изрыты вулкани-ческими бомбами, вода в расположенном на этой территории озере глубиной 60 м и диаметром около 4 км отравлена, рыба погибла, пойма реки Карымской залита грязевыми потоками); ураганы (шквалы, смерчи), ливневые дожди, сопровождающиеся, как прави-ло, усилением скорости ветра, в результате чего происходят подъем уровня воды в реках, затопление населенных пунктов, расположен-ных по берегам рек, скотомогильников, мест хранения пестицидов, топлива и т.п. с последующим смывом в водные источники и значи-тельным загрязнением вод; оползни, лесные пожары, наводнения и др.
М.М. Брингчук в разработанном проекте Федерального за-кона «О стихийных бедствиях» определяет таковыми чрезвычай-ную ситуацию, обусловленную опасными явлениями и процессами, которые порождены силами природы или совместно ими и деятель-ностью людей, а затем дает их перечень в приложении к законопро-екту. В частности, в число опасных явлений и процессов, которые могут вызвать стихийные бедствия, он включает:
- опасные геофи-зические явления, т.е. землетрясения и извержения вулканов;
- опасные геологические явления, т.е. абразии, эрозии, карстовые просадки (провалы) земной поверхности, курумы, обвалы, осыпи, оползни, повышение уровня грунтовых вод, просадки пород, сели и склоновые смывы;
- опасные метеорологические (агрометеороло-гические) явления, т.е. бури (9-11 баллов), вертикальные вихри, заморозки, засухи, крупный град, лавины, пыльные бури, сильная жара, метели, гололед, дожди (ливни), морозы, снегопады, туманы, а также смерчи, торнадо, суховеи, ураганы (12-15 баллов), шквалы;
- опасные гидрологические явления, т.е. высокие уровни воды (наводнения, половодья, дождевые паводки, заторы, ветровые наго-ны), затирания плавсредств и их гибель под напором льда, напоры льдов, интенсивный дрейф льдов, непроходимый (труднопроходи-мый) лед, низкие уровни вод, обледенение судов и портовых соору-жений, отрыв прибрежных льдов, ранний ледостав, ранний ледяной покров и припай, сильное волнение (5 баллов и более), сильное ко-лебание уровня моря, озера, сильный тегун в портах, тропические циклоны (тайфуны), цунами;
- природные пожары, т.е. лесные, подземные пожары горючих ископаемых, пожары степных и хлеб-ных массивов, торфяные пожары.
Экологические бедствия техногенного характера могут быть ре-зультатами крупных аварий (например, на нефтепроводах), мас-штабного загрязнения окружающей среды и т.п. Наиболее извест-ны экологические бедствия в результате аварий на предприятиях, связанных с атомной энергетикой (авария в 1957 г. на производст-венном объединении «Маяк» со сбросом радиоактивных отходов в реку Теча и загрязнением значительных территорий, авария на Чер-нобыльской АЭС), при ядерных испытаниях (на Семипалатинском полигоне, Новой Земле) и др. Закон РФ от 15 мая 1991 г. в редак-ции от 18 июня 1992 г. «О социальной защите граждан, подвергших-ся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыль-ской АЭС» устанавливает правовой статус населения и территорий в зоне экологического бедствия, права государственных органов, граждан и т.п., в частности, выделяет по ряду показателей (загряз-нение цезием-137, стронцием-90, плутонием-239, 240, ландшафт-ные и геохимические особенности почв и т.п.) различные участки территории, объявляемые соответственно: зоной отчуждения, зоной отселения, зоной проживания с правом на отселение,- зоной прожи-вания с льготным социально-экономическим статусом, границы ко-торых пересматриваются Правительством РФ не реже одного раза в три года с учетом изменения радиационной обстановки и других факторов.
№20.
То, что современный экологический кризис является обратной сто роной НТР, подтверждает тот факт, что именно те достижения науч но-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к самым мощным экологи ческим катастрофам на нашей планете. В 1945 г. была создана атомная бомба, свидетельствующая о новых невиданных возможностях челове ка. В 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске — на «мирный атом» возлагалось много надежд. А в 1986 г. произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС как следствие попытки «приручить» атом и заставить его работать на себя.
В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных материалов, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. «Мирный атом» оказался более страшным, чем военный. Человечество столкну лось с такими техногенными катастрофами, которые вполне могут претендовать на статус суперрегиональных, если не глобальных.
Особенность радиоактивного поражения в том, что оно способно убить безболезненно. Боль, как известно, является эволюционно развитым защитным механизмом, но «коварство» атома состоит в том, что в данном случае этот предупредительный механизм не включается.
Чернобыльская авария затронула более 7 млн. человек и коснется еще многих, в том числе и не родившихся, поскольку радиационное за ражение влияет не только на здоровье живущих ныне, но и тех, кому предстоит родиться. Средства же на ликвидацию последствий катаст рофы могут превысить экономическую прибыль от работы всех АЭС на территории бывшего СССР.
Чернобыль разрешил споры о том, можем ли мы говорить об эколо гическом кризисе на нашей планете или всего-навсего об экологических трудностях, переживаемых человечеством, и насколько уместны слова об экологических катастрофах. Чернобыль был экологической катастрофой, захватившей несколько стран, последствия которой трудно пол ностью предугадать.
Второй крупнейший катастрофой суперрегионального масштаба является высыхание Аральского моря. Еще несколько десятилетий на зад газеты прославляли строителей Каракумского канала, благодаря которому вода пришла в бесплодную пустыню, превратив ее в цвету щий сад. Но прошло немного времени и выяснилось, что победные реляции о «покорении» природы оказались опрометчивыми. Полез ный эффект от орошения был далек от расчетного, почвы на громад ной территории оказались засоленными, вода в многочисленных ка налах стала высыхать, и вслед за этим приблизилась катастрофа, которая в отличие от чернобыльской не случилась мгновенно в резуль тате аварии, а понемногу подбиралась годами, с тем чтобы предстать во всем своем ужасающем виде.
В настоящее время площадь Арала уменьшилась наполовину, а вет ры принесли токсичные соли с его дна на плодородные земли, отда ленные на тысячи километров. «В питьевую воду попало такое количество химических сбросов, что матери в районе Аральского моря не могут кормить грудью своих детей, не подвергая их риску отравления».
В.И. Вернадского о том, что человек стал ве личайшей геологической силой на нашей планете.
Чтобы не создалось впечатление, что экологические катастрофы происходят только на территории СССР, упомянем о катастрофе, выз ванной вырубанием тропических лесов в Бразилии, что может повли ять на изменение климата на планете с последствиями, которые труд но представить в полном объеме.
№21.
1 СОВРЕМЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС: ПРИЧИНЫ, ПРОЯВЛЕНИЯ И ПУТИ РАЗРЕШЕНИЯ
1.1 Понятие экологической проблемы, сущность,философский смысл
Природа - это интуитивно ясное и в то же время трудно определяемое в силу его многозначительности понятие. В широком смысле природа - это все сущее во всем многообразии его проявления. В таком понимании «природа» по содержанию совпадает с такими понятиями как Вселенная, Космос, материя. Именно это значение природы является предметом философского анализа.
Понимание природы в узком смысле может быть рассмотрено в двух аспектах. Первый - природа как совокупность естественных условий существования человека и человечества. Второй - природа как совокупность объектов изучения естествознания.
Значительную роль в утверждении современного подхода к природе сыграли: экология, концепции биосферы, ноосферы, принцип коэволюции человека и природы. Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой; о допустимых технических воздействиях на природную среду обитания человека. Экология изучает разнообразные связи на уровне «организм-среда», но особое внимание уделяет положению человека в экосистеме; антропогенным воздействиям на биосферу; взаимоотношениям общества и природы; формированию системного экологического мышления, экологической культуры, и другим глобальным проблемам современности.
К глобальным проблемам современности относят экологические, демографические, проблемы кризиса культуры, проблемы войны и мира. Основными причинами глобальных проблем является усиленный рост потребностей человечества, возросли масштабы технических средств воздействия обществ анна природу, истощение природных ресурсов.
Глобальные экологические проблемы сосредоточены в системе отношений «человек-общество-биосфера». Они требуют от ученых и предпринимателей повышения ответственности за последствия и результаты их деятельности, а также усиления контроля со стороны государства, правительственных структур за осуществление предполагаемых проектов и разработок. Реакцией науки на глобальную экологическую проблему стало создание новой отрасли - социальной экологии. Она направлена на изучение экстремальных ситуаций, выяснение факторов, обуславливающих экологический кризис и поиск оптимальных путей выхода. Следовательно, отчетливо видно, что экологическая проблема занимает значительное место в жизни и существовании человечества. Поскольку экологически беззаботный режим в настоящее время мыслится недопустимым. Именно несоблюдение принципов и режимов природопользования, стремительное развитие технологий и составляют саму экологическую проблематику.
Необходимо также определить и философский смысл экологической проблемы, почему такая наука как философия изучает проблему экологии. А смысл в том, что философия сама по себе система, состоящая из идей, теоретически объясняющих отношение человека к миру. А экология - это самое непосредственное человеческое отношение к природе, к миру в целом. Поэтому философия через свои идеи направляет мысль человека так, чтобы у него усовершенствовалось своеобразное экологическое сознание, так необходимое для предотвращения глобальных экологических проблем. Философия формирует в подсознании людей экологическую культуру, которая является основой, базисом для правильного восприятия и использования человеком того, что предоставлено природой. А при правильном мышлении и правильных действиях в отношении экологии и природы в целом не будет возникать вопрос экологической проблемы.
Таким образом ученые во всеуслышание заявляют о глобальных проблемах современности, к которым относят проблемы, охватывающие систему «мир-человек» в целом и которые отражают жизненно важные факторы человеческого существования. Глобальные проблемы имеют не локальный, а всеохватывающий планетарный характер. От их решения зависят предотвращение глобального кризиса современной цивилизации, жизнедеятельность общества, судьба человечества, состояние природной среды, социальный прогресс
Изменения климата – длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле в целом или в ее крупных регионах. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека. По данным Всемирной метеорологической организации, в последние десятилетия среднегодовая температура увеличивается аномально быстро.
Проблема глобального изменения климата является одной из ключевых экологических проблем Земли. Причиной изменения климата являются динамические процессы на планете, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, в огромной степени, деятельность человека.
Неклиматические факторы и их влияние на изменение климата
1. Последние исследования показывают, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Согласно исследованиям, парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли. Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3. Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи - до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас - 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов).
2. Тектоника литосферных плит. На протяжении длительных отрезков времени тектонические движения плит перемещают континенты, формируют океаны, создают и разрушают горные хребты, т. е. создают поверхность, на которой существует климат. Недавние исследования показывают, что тектонические движения усугубили условия последнего ледникового периода: около 3 млн лет назад северо- и южноамериканская плиты столкнулись, образовав Панамский перешеек и закрыв пути для прямого смешивания вод Атлантического и Тихого океанов.
3. Солнечное излучение. Солнце является основным источником тепла в климатической системе. Солнечная энергия, превращённая на поверхности Земли в тепло, является неотъемлемой составляющей, формирующей земной климат. Если рассматривать длительный период времени, то в этих рамках Солнце становится ярче и выделяет больше энергии, т. к. развивается согласно главной последовательности. Это медленное развитие влияет и на земную атмосферу.
4. Изменения орбиты. По своему влиянию на климат изменения земной орбиты сходны с колебаниями солнечной активности, поскольку небольшие отклонения в положении орбиты приводят к перераспределению солнечного излучения на поверхности Земли.
5. Вулканизм. Одно сильное извержение вулкана способно повлиять на климат, вызвав похолодание длительностью несколько лет. Гигантские извержения, формирующие крупнейшие магматические провинции, случаются всего несколько раз в сто миллионов лет, но они влияют на климат в течение миллионов лет и являются причиной вымирания видов.
Вулканы являются также частью геохимического цикла углерода. На протяжении многих геологических периодов диоксид углерода высвобождался из недр Земли в атмосферу, нейтрализуя тем самым количество СО2, изъятого из атмосферы и связанного осадочными породами и другими геологическими поглотителями СО2. Однако этот вклад не сравнится по величине с антропогенной эмиссией оксида углерода, которая, по оценкам Геологической службы США, в 130 раз превышает количество СО2, эмитированного вулканами.
Антропогенное воздействие на изменение климата
Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат.
1. Сжигание топлива. Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что сейчас уровень СО2 в атмосфере несоизмеримо выше, чем когда-либо за последние 750 000 лет. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры на 1.4-5.6°С в промежутке между 1990 и 2100 годами.
2. Аэрозоли. Считается, что антропогенные аэрозоли, особенно сульфаты, выбрасываемые при сжигании топлива, влияют на охлаждение атмосферы.
3. Цементная промышленность. Производство цемента является интенсивным источником выбросов СО2, на него приходится приблизительно 2.5 % выбросов индустриальных процессов (энергетический и промышленный секторы).
4. Землепользование. Существенное влияние на климат оказывает землепользование. Орошение, вырубка лесов и сельское хозяйство коренным образом меняют окружающую среду. Например, на орошаемой территории изменяется водный баланс. Землепользование может изменить изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо) отдельно взятой территории, поскольку изменяет свойства подстилающей поверхности и тем самым количество поглощаемого солнечного излучения.
5. Скотоводство. Согласно отчету ООН скот является причиной 18% выбросов парниковых газов в мире. Это включает в себя и изменения в землепользовании, т. е. вырубку леса под пастбища. В дополнение к выбросам СО2, скотоводство является причиной выброса 65% оксида азота и 37% метана, имеющих антропогенное происхождение.
Все эти факторы губительно сказывается на жизни и здоровье очень многих представителей флоры и фауны. Звери, птицы и рыбы страдают от перенасыщения воздуха углекислым газом. Места их обитания сокращаются из года в год.
Самыми уязвимыми на планете существами являются обитатели полярных территорий. Морской лед исчезает, а с ним уходит и привычная среда обитания жителей местности. Глобальное потепление может привести к исчезновению многих видов животных, обитающих в этой местности.
"Этот регион отличается большим биологическим разнообразием. Здесь очень много различных форм жизни, если они исчезнут, их больше нигде нельзя будет найти", - говорит биолог-маринист Дейв Барнс.Императорский пингвин — красивейшая птица. Он приспособился к арктическим холодам и ветрам. Но его пространство уменьшается. И пища, криль, исчезает. Из-за прихода слишком ранней весны (виновник – глобальное изменение климата), берлоги белых медведей, где в это время подрастают их детеныши, обваливаются. Медвежата оказываются погребенными заживо. Та же ситуация с тюленями. На местах бывшей тундровой мерзлоты начинают расти деревья. Это увеличивает среду обитания одних животных за счет других. Это "сталкивает их лбами" и заставляет яростно бороться за территории – источники пропитания. И всегда находится более слабый соперник. Например, песец. Лис больше и они сильнее этого зверя. Новый враг неотступно преследует песца в некоторых районах тундры.
Существуют прогнозы исчезновения до 30-40% видов растений и животных Земли, поскольку их среда обитания будет изменяться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.
Всемирный фонд дикой природы (WWF) назвал десять животных, популяциям которых грозит гибель из-за глобального изменения климата на нашей планете. "По оценкам ученых, если выбросы парниковых газов останутся на прежнем уровне, к 2050 году исчезнет четверть известных нам сегодня видов животных и растений", - говорится в составленном экологами списке животных, находящихся под угрозой исчезновения.
Главным символом угрозы изменения климата экологи называют белого медведя. По их мнению, при современном темпе роста глобальной температуры на Земле к середине XXI века 42% летнего льда будет потеряно, и через 75 лет белый медведь может исчезнуть как вид. Вторыми в списке экологов значатсябенгальские тигры, обитающие в расположенном на границе между Бангладеш и Индией массиве мангровых лесов Сандарбан. Из-за ежегодного подъема уровня моря на 4 миллиметра в течение 50 лет около 70% местообитания тигров может быть потеряно. На третьем месте в списке - кораллы, более 80% которых через несколько десятков лет может исчезнуть навсегда. В 1998 году из-за обесцвечивания кораллов, вызванного изменением климатических условий, погибло 16% мировых запасов коралловых рифов. Рекордно жаркие температуры воздуха лишают рифы питательных веществ и полностью их обесцвечивают. Изменение климата в Австралии из-за сокращения осадков и увеличения температуры ставит многие виды австралийских животных на грань вымирания, в том числе кенгуру валлаби, а также коаловые, древесные и другие виды австралийских кенгуру. Еще одним видом животных, которым смертельно угрожает сокращение площади льдов в Арктике, ученые называют китов, в том числе популяции нарвалов и белух. Шестым номером в списке значатся четыре популяции пингвинов, численность которых сильно уменьшилась за последние годы. Повышение температуры приводит к таянию антарктических льдов и истощению водных биоресурсов, от которых зависит выживание пингвинов. Некоторые колонии императорского пингвина сократились в два раза за последние 50 лет, а на северо-западном побережье Антарктики пингвинов Адели стало меньше на 65% за последние 25 лет. Седьмое место занимают морские черепахи, для потомства которых опасно изменение климата - температура гнезда четко определяет пол потомков: холод производит мужское потомство, тогда как тепло способствует появлению женского. Потепление мест гнездования уменьшает количество мужского потомства, серьезно угрожая тем самым жизнеспособности популяций черепах. На двух островах Индонезии, где живут орангутаны, глобальное изменение климата приведет к росту количество осадков в сезон дождей и пожаров в сухой период. Из-за своей медлительности многие орангутаны погибают в разгул огненной стихии. За последние десять лет численность орангутанов сократилась на 30-50%, и в дальнейшем единственный вид этой обезьяны в Азии может исчезнуть в течение нескольких десятилетий. На девятом месте в списке - слоны, места обитания которых будут также сокращаться из-за более сухого и менее предсказуемого климата в Африке южнее Сахары. Замыкают список альбатросы - шесть из семи видов австралийского альбатроса наиболее уязвимы из-за того, что привязаны к одному месту гнездования. Также они зависят от температуры воды: теплая вода менее богата едой, и из-за недостатка пищи многие птицы погибают.
№22.
1 СОВРЕМЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС: ПРИЧИНЫ, ПРОЯВЛЕНИЯ И ПУТИ РАЗРЕШЕНИЯ
1.1 Понятие экологической проблемы, сущность,философский смысл
Природа - это интуитивно ясное и в то же время трудно определяемое в силу его многозначительности понятие. В широком смысле природа - это все сущее во всем многообразии его проявления. В таком понимании «природа» по содержанию совпадает с такими понятиями как Вселенная, Космос, материя. Именно это значение природы является предметом философского анализа.
Понимание природы в узком смысле может быть рассмотрено в двух аспектах. Первый - природа как совокупность естественных условий существования человека и человечества. Второй - природа как совокупность объектов изучения естествознания.
Значительную роль в утверждении современного подхода к природе сыграли: экология, концепции биосферы, ноосферы, принцип коэволюции человека и природы. Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой; о допустимых технических воздействиях на природную среду обитания человека. Экология изучает разнообразные связи на уровне «организм-среда», но особое внимание уделяет положению человека в экосистеме; антропогенным воздействиям на биосферу; взаимоотношениям общества и природы; формированию системного экологического мышления, экологической культуры, и другим глобальным проблемам современности.
К глобальным проблемам современности относят экологические, демографические, проблемы кризиса культуры, проблемы войны и мира. Основными причинами глобальных проблем является усиленный рост потребностей человечества, возросли масштабы технических средств воздействия обществ анна природу, истощение природных ресурсов.
Глобальные экологические проблемы сосредоточены в системе отношений «человек-общество-биосфера». Они требуют от ученых и предпринимателей повышения ответственности за последствия и результаты их деятельности, а также усиления контроля со стороны государства, правительственных структур за осуществление предполагаемых проектов и разработок. Реакцией науки на глобальную экологическую проблему стало создание новой отрасли - социальной экологии. Она направлена на изучение экстремальных ситуаций, выяснение факторов, обуславливающих экологический кризис и поиск оптимальных путей выхода. Следовательно, отчетливо видно, что экологическая проблема занимает значительное место в жизни и существовании человечества. Поскольку экологически беззаботный режим в настоящее время мыслится недопустимым. Именно несоблюдение принципов и режимов природопользования, стремительное развитие технологий и составляют саму экологическую проблематику.
Необходимо также определить и философский смысл экологической проблемы, почему такая наука как философия изучает проблему экологии. А смысл в том, что философия сама по себе система, состоящая из идей, теоретически объясняющих отношение человека к миру. А экология - это самое непосредственное человеческое отношение к природе, к миру в целом. Поэтому философия через свои идеи направляет мысль человека так, чтобы у него усовершенствовалось своеобразное экологическое сознание, так необходимое для предотвращения глобальных экологических проблем. Философия формирует в подсознании людей экологическую культуру, которая является основой, базисом для правильного восприятия и использования человеком того, что предоставлено природой. А при правильном мышлении и правильных действиях в отношении экологии и природы в целом не будет возникать вопрос экологической проблемы.
Таким образом ученые во всеуслышание заявляют о глобальных проблемах современности, к которым относят проблемы, охватывающие систему «мир-человек» в целом и которые отражают жизненно важные факторы человеческого существования. Глобальные проблемы имеют не локальный, а всеохватывающий планетарный характер. От их решения зависят предотвращение глобального кризиса современной цивилизации, жизнедеятельность общества, судьба человечества, состояние природной среды, социальный прогресс
Озоновый слой — это тонкий газовый слой в стратосфере (от 10 км и выше от поверхности Земли), который защищает поверхность Земли от разрушительного эффекта солнечных ультрафиолетовых лучей. В середине 1970-х годов было обнаружено, что ряд полученных искусственным путем химических веществ, включая хлорфторуглероды (ХФУ), которые применяются в холодильной промышленности, кондиционировании воздуха и промышленной чистке, разрушали атмосферный озоновый слой, приводя к его опасному утончению. Эта проблема привлекла всеобщее внимание мировой общественности, поскольку известно, что воздействие усилившейся ультрафиолетовой радиации вызывает рак кожи, катаракту глаз и способствует подавлению иммунной системы человека, а также наносит непредсказуемый ущерб растениям, водорослям, пищевым цепям и глобальной экосистеме.
В ответ на эту проблему ЮНЕП помогла заключить, а теперь проводит в жизнь историческую Венскую конвенцию об охране озонового слоя (1985),Монреальский протокол (1987) и поправки к нему. Согласно этим соглашениям, промышленно развитые страны запрещают производство и продажу хлорфторуглеродных веществ, истощающих озоновый слой, а развивающимся странам предлагается прекратить их производство к 2010 году. Планируется также постепенно ликвидировать и другие истощающие озоновый слой вещества.
В 2007 году проведенная Секретариатом по озону ЮНЕП, научная оценка озонового истощения подтвердила эффективность Монреальского протокола. Из этой оценки вытекает, что суммарное содержание истощающих озоновый слой компонентов в тропосфере (нижний слой атмосферы) в настоящее время медленно уменьшается, плюс наметились ранние признаки «регенерации озонового слоя». Если бы не были предприняты меры в соответствии с Протоколом, то озоновое истощение было бы гораздо сильнее и могло бы приобрести необратимый характер. Вместе с тем, если бы государства-участники смогли бы полностью прекратить выброс в атмосферу озоноразрушающих веществ к 2006 году, то процесс можно было бы ускорить на 15 лет, что позволило бы восстановить мировой уровень озона до уровня 1980 года уже к 2035 году.
Дополнительную информацию, касающуюся деятельности ООН в области борьбы с изменением климата, можно найти на сайте «Деятельность системы ООН в области изменения климата».
№23.
Кисло́тный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град,туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота).
Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским учёным Робертом Смитом в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».[2] Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели лесов, урожаев, и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почвы и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.
Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ, вступают в реакцию с дождевой водой. В реальной жизни показатель кислотности дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.
В 1883 году шведский ученый Сванте Август Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода. Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы. Водородный показатель является взятым с обратным знаком десятичным логарифмом активности ионов водорода в растворе и его используют в качестве показателя кислотности воды.
Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий, тепловых электростанций.
Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии,Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.
Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.[3] Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
№24.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ [а. соntamination of the environment, environmental pollution; н. Verschmutzung der naturlichen Umwelt; ф. pollution du milieu ambiant; и. соntaminacion del medio ambiente (natural)] — процесс изменения состава и свойств одной или нескольких сфер Земли в результате деятельности человека в различных целях природопользования, приводящей к ухудшению качестваатмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Допустимая степень загрязнения каждой из сфер природной среды в CCCP и социалистических странах регламентируется соответствующими ГОСТами и нормативами, в капиталистических странах — специальным законодательством.
Загрязнение природной среды возможно твёрдыми, жидкими и газообразными веществами, которые рассеиваются, растворяются, поглощаются или удерживаются в виде взвесей, плёнок, эмульсий, комплексов, отложений и т.д. Различают загрязнения ядовитые, болезнетворные, химические, механические и тепловые. Загрязнение природной среды производится природными (космическая пыль, микроорганизмы, извержения вулканов, лесные и степные пожары, просачивание нефти, дренаж природных газов) и антропогенными (автомобильный, железнодорожный и воздушный транспорт, тепловые и энергетические установки, космонавтика, промышленные предприятия, сельское хозяйство) источниками. Допустимый объём сброса загрязняющих веществ в гидро- или атмосферу регламентируется нормативами предельно допустимых выбросов (ПДВ) с учётом предельно допустимых концентраций (ПДК), утверждённых Министерством здравоохранения CCCP.
В процессе добычи полезных ископаемых происходит существенное загрязнение природной среды. Из каждой тонны добытых полезных ископаемых только 2% превращаются в полезную продукцию, а 98% идут в отходы. По объёму выброса загрязняющих веществ и по степени влияния их на природную среду горнодобывающая промышленность стоит на 4-м месте после химической, металлургической и сельского хозяйства.
При подземной добыче полезных ископаемых происходит загрязнение пылью (угольной, породной, рудной), ядовитыми газами, углекислым газом, метаном, полициклическими ароматическими углеводородами, сернистыми газами, сероуглеродом, теплом, подземными водами, породами и другими веществами; при открытой добыче — окисью углерода, двуокисью азота, пылью, карьерными водами, породами.
Загрязнение атмосферы сернистыми газами, окисью углерода, двуокисью азота, пылью и другими специфическими веществами, свойственными промышленным выбросам, ведёт к нарушению норм качества воздуха. В мире ежегодно отбивается 10 млрд. м3 горной массы с применением взрывчатых веществ. Примассовых взрывах образуется пылегазовое облако объёмом 15-20 млн. м3, поднимающееся на высоту до 1500-1700 м, где воздушное течение рассеивает и уносит 93-99% пыли, при бурении скважин — 91-93%, при погрузке разрушенной горной массы — до 88%, внутрикарьерные дороги дают 80-90% общего пылевого баланса. Особую опасность представляет пыль тяжёлых металлов, выбрасываемая в атмосферу или в водоёмы, т.к. она включается в природный кругооборот; ещё опаснее металлические яды. Горящиепородные отвалы выделяют на каждую тонну породы до 135 мг пыли и от 86,3 до 363 кг газов (CO, CO2, SO2, Н2S, NO + NO2).
Загрязнение гидросферы приводит к ухудшению качества воды для водопользования. При добыче полезных ископаемых производят сброс шахтных и карьерных вод, содержащих механические, химические и биологические примеси. Ежегодно в CCCP при производстве горных работ откачивается около 4 км3подземных вод, из них объём вод с минерализацией более 1000 мг/л составляет 48%, а с содержанием сульфатов более 3000 мг/л — 27% общего объёма сбрасываемых вод. Сбрасываемые воды содержат 0,9 млрд. т твёрдых механических примесей. Загрязнение гидросферы происходит за счёт вымывания оксидовредкоземельных элементов из породных отвалов, а также смыва осевшей на земную поверхность пыли, образующейся в процессе добычи, при выветривании породных отвалов, при транспортировке, перегрузке и пересыпке руды.
Загрязнение литосферы происходит за счёт внесения в геологические структуры ядовитых и радиоактивных веществ, а также не свойственных им химических соединений и бактерий. Нарушение геологических структур создаёт условия проникновения поверхностных вод, несущих биологические, химические и механические примеси. Горные предприятия нарушают зоны питания подземных вод и являются источниками их загрязнения. Захоронение в горных выработках радиоактивных, ядовитых и химических отходов также ведёт к загрязнению литосферы.
Загрязнение биосферы вызывает нарушение норм содержания бактерий и ядовитых химических соединений, приводящих к повышению опасности в эпидемиологии, и гигиенических отношениях, к гибели или значительному изменению состава фауны и флоры. Загрязнение биосферы при добыче полезных ископаемых происходит косвенно посредством взаимодействия ряда подсистем. Выброс пыли в атмосферу изменяет её прозрачность, снижает приток солнечного тепла. Осевшая на земную поверхность пыль зачерняет снежный покров, изменяет альбедо, возрастает поглощение солнечной радиации, происходит интенсивное таяние снега. Талые воды активно сносят пыль в водоёмы, загрязняя их, что, в свою очередь, приводит к нарушению нерестилищ рыб и гнездовий водоплавающих птиц. Одновременно быстрый сход снега ведёт к изменению теплового баланса почвы, способствуя замещению одних видов растений другими и изменению биомассы, а это влияет на миграцию животных и птиц. Особенно неблагоприятные последствия в биосфере возникают при разработке полезных ископаемых в зонах многолетней мерзлоты, занимающей 22% суши (в том числе около 50% территории CCCP). В этих условиях загрязнение атмо- и биосферы изменяет растительный состав, что сказывается на миграции диких животных и птиц. Воздействие горного производства на окружающую среду проявляется на значительных расстояниях от места проведения работ (до нескольких сотен километров). Породные отвалы загрязняют биосферу, занимая десятки тысяч га пахотных земель, способствуют переносу в почвы вредных оксидов редкоземельных элементов, уничтожая и видоизменяя растительность. Сбрасываемые воды также засоряют биосферу содержащимися в них механическими примесями.
Охрана окружающей среды — одна из главных задач горнодобывающей промышленности. С целью защиты атмосферы на рудных предприятиях применяют инерционные сухие (70,3%), мокрые (27,7%) и электрические (2,0%) пылеуловители, на угольных шахтах — гидрообеспыливание на всех основных производственных процессах; для снижения запылённости дорог в карьерах проводится обработка их синтетическими составами, снижающая запылённость на 80-89%. Для предотвращения сорбции ядовитых газов и снижения запылённости при взрывных работах применяют внутреннюю водяную забойку. Утилизируют попутный метан и угольную пыль с последующим сжиганием в котельных. Разработана технология, предусматривающая оставление сопутствующих пород в подземных выработках. Очистку выхлопных газов дизельных двигателей на 60-70% производят в нейтрализаторах, увеличивают расходвоздуха в 3-4 раза по сравнению с электроприводами. В горном производстве для предотвращения загрязнения водных бассейнов сбрасываемые шахтные воды подвергаются осветлению в отстойниках и прудах-накопителях, используется электрохимический метод очистки искусственных суспензий и рудничных вод в широком диапазоне исходного содержания твёрдых взвесей (от 50 до 15 000 мг/л). Для снижения объёма сбрасываемых шахтных вод применяют предварительный дренаж, исключающий загрязнение, сбор и передачу их для питьевого и технического водоснабжения, для обессоливания — дистилляцию. Перспективны станции производительностью свыше 10 тысяч м3/сутки для воды с минерализацией более 10 г/л.
На водоохранные мероприятия и строительство очистных сооружений горного предприятия выделяют средства, составляющие не менее 20% общих затрат, а на газо- и пылеочистку от 10 до 30% стоимостиосновных фондов предприятий.
Загрязнение — это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды — воздуха, воды, почвы — путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.
Виды загрязнений
Степень загрязнения воздуха по городу в целом связана с инерционным фактором. Загрязнение воздуха в городе Р зависит от его значения в предшествующий день Р. Это видно из табл. 3, которая составлена по материалам наблюдений в группе городов со скользящим графиком наблюдений за концентрациями примесей в воздухе. Теснота связей между показателями загрязнения воздуха в различные периоды снижается с увеличением промежутка времени между этими периодами.
Если в предшествующий день значение параметра Р (или другого обобщенного показателя загрязнения воздуха в городе) велико, то и в текущий день загрязнение воздуха, как правило, повышено. Обратная картина имеет место, когда значение обобщенного по городу показателя загрязнения в предшествующий день (Р < 0,1) мало. В этом случае в последующем загрязнение воздуха чаще всего понижено, в том числе и в такой неблагоприятной ситуации, как застой воздуха. Коэффициент корреляции между значениями параметра Р в соседние дни составляет 0,6—0,7.
№25.
Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Также существует определение атмосферы, как внешней геологической газовой оболочки Земли.
Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли,
Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.
изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.
В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).
Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2).
|
Состав сухого воздуха[1][2] |
||
|
Газ |
Содержание |
Содержание |
|
Азот |
78,084 |
75,50 |
|
Кислород |
20,946 |
23,10 |
|
Аргон |
0,932 |
1,286 |
|
Вода |
0,5-4 |
— |
|
Углекислый газ |
0,0387 |
0,059 |
|
Неон |
1,818·10−3 |
1,3·10−3 |
|
Гелий |
4,6·10−4 |
7,2·10−5 |
|
Метан |
1,7·10−4 |
— |
|
Криптон |
1,14·10−4 |
2,9·10−4 |
|
Водород |
5·10−5 |
7,6·10−5 |
|
Ксенон |
8,7·10−6 |
— |
|
Закись азота |
5·10−5 |
7,7·10−5 |
Кроме указанных в таблице[2] газов, в атмосфере содержатся SO2, NH3, СО, озон,углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).
Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникаютоблака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом0,65°/100 м
Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.
Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или областьинверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой имезосферой.
Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).
Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.
Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).
Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. В соответствии с определением ФАИ, линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.
Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров[3]. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.
Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности — например, в 2008—2009 гг — происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.
Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.
Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).
До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.
На высоте около 2000—3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные час тицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разреженных пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.
На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.
В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитацияоказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемаягомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.
№26.
Адиабатические процессы в атмосфере
Адиабатическими называются процессы, происходящие без обмена теплом с окружающей средой. Применительно к метеорологии эти процессы происходят в атмосфере, но соблюдаются не в полной мере строго, поскольку теплообмен с окружающими массами воздуха всегда существует. Однако, если процесс происходит достаточно быстро, то влиянием теплообмена можно пренебречь.
Если некоторая масса воздуха адиабатически расширяется, то в ней снижается давление и температура. При адиабатическом сжатии давление и температура возрастают. Эти изменения происходят вследствие изменения внутренней энергии газа, величина которой прямо пропорциональна его абсолютной температуре. При рассмотрении некоторого объема воздуха вполне допустимо считать его идеальным газом, к которому применимо уравнение Пуассона dQ=Cv*dT+PdV 1.17). где dQ – изменение количества тепла, CVdT – изменение внутренней энергии газа, PdV – работа расширения или сжатия, Cv – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, P – давление, T – температура газа, V – удельный объем. Поскольку в адиабатическом процессе dQ = 0, то CvdT -PdV, (1.18) Уравнение (1.18) содержит значение dV. Величина удельного объема газа не может быть измерена непосредственно. Для того, чтобы исключить ее, необходимо использовать уравнение состояния атмосферы (1.1)
PV= RT. После дифференцировавания его получим PхdV+VхdP═RхdT ,откуда
PхdV═RхdT-VхdP, из уравнения состояния атмосферы V= RT/P , следовательно PdV=RdT-Vx*dP . (1.19) С учетом полученного значения для PdV уравнение (1.18) примет вид CvdT=-RdT+ RT/P *dP
В атмосфере расширение воздуха и падение его давления происходит, как правило, при его восходящем движении. В этом случае выполняется работа расширения, производимая за счет внутренней энергии газа, т.е. кинетической энергии молекул. При нисходящем движении воздушной массы ее сжатие происходит за счет работы внешних сил, т.е. работы сжатия. В этом случае возрастает внутренняя энергия газа, что выражается в увеличении температуры давления воздуха.
при адиабатическом подъеме температура воздуха уменьшается на 1оС на каждые 100 м высоты, а при опускании на такую же величину возрастает. Полученное значение относится к сухому, а также к влажному, но ненасыщенному воздуху. Эта величина называется сухоадиабатическим градиентом и обозначается γa.
В процессе адиабатического подъема влажного, но ненасыщенного воздуха его относительная влажность увеличивается, и воздух приближается к насыщенному состоянию. Насыщение наступает на высоте, называемой уровнем конденсации. При дальнейшем подъеме насыщенный воздух охлаждается иначе, чем ненасыщенный. В насыщенной массе воздуха происходит конденсация водяного пара, в процессе которой выделяется теплота в количестве 2,501.10 6 Дж/кг. Выделение этой теплоты замедляет падение температуры воздуха при его подъеме. В поднимающемся насыщенном воздухе его температура падает по влажноадиабатическому закону с влажноадиабатическим градиентом γ'a.
При опускании воздушной массы, если в нем отсутствуют продукты конденсации, то эта масса перейдет в ненасыщенное состояние. В этом случае при дальнейшем опускании ее температура будет в соответствии с сухоадиабатическим градиентом на 10С на каждые 100м высоты.
Если же в нем содержатся капли воды или кристаллы льда, то они будут испаряться и воздух будет оставаться насыщенным до тех пор, пока все продукты конденсации не перейдут в газообразное состояние. Температура воздуха в этом случае будет повышаться в соответствии с влажноадиабатическим процессом.
Предположим, что некоторая масса влажного ненасыщенного воздуха, находящаяся на уровне моря, при давлении 1000 гПа, имеет температуру +200С
Допустим, что высота 2000м соответствует уровню конденсации. В этом случае рассматриваемая масса воздуха на этой высоте будет иметь температуру 00С при давлении 800гПа (т. В на Рис. 1.4). При дальнейшем подъеме воздушной массы ее температура будет снижаться по влажноадиабатическому закону с градиентом /100 м. На высоте 4000м она снизится до –120С (т. С на Рис. 1.4). Если продукты конденсации сохранились в атмосфере, то при опускании рассматриваемой воздушной массы до высоты 2000м ее температура возрастет до 00С и достигнет т.B на рассматриваемом графике, поскольку воздух на этом участке остается в насыщенном состоянии.
При дальнейшем снижении воздух будет находиться в ненасыщенном состоянии и его температура будет повышаться на 10С на каждые 100м потери высоты. Таким образом, на уровень моря рассматривая воздушная масса возвратится при той же температуре +200С, при которой она начала свое движение вверх.
Если до начала опускания воздушной массы продукты конденсации, находившиеся в ее более низких слоях, выпали в виде осадков, то в процессе ее снижения температура воздуха будет возрастать по сухоадиабатическому закону с градиентом γa =10С/100 м . В этом случае при опускании до уровня моря масса воздуха приобретет температуру +280С (т. D на графике), что на 80С больше той температуры, при которой эта воздушная масса начала свое движение вверх.
Очевидно, что за рассматриваемый период в массе воздуха произошел необратимый термодинамический процесс. В метеорологии такой процесс называется псевдоадиабатическим.
Если воздух, находящийся в атмосфере на некоторой высоте Z имеет давление P при температуре T , то при его опускании на уровень, где атмосферное давление равно , он приобрел бы температуру .Температура, которую приобрел бы воздух при давлении P0=1000 гПа, называют потенциальной температурой. Приближенно потенциальную температуру воздуха можно рассчитать по формуле .
При изменении состояния массы воздуха по сухоадиабатическому закону его потенциальная температура не изменяется, поскольку и при подъеме и при опускании воздуха изменение его температуры составляет 10С на каждые 100м изменения высоты. При нисходящем движении температура воздушной массы повышается, а при восходящем повышается на 10С на каждые 100м. Если же в процессе подъема воздушной массы происходит конденсация водяного пара, то ее потенциальная температура взрастает.
Изменения температуры в элементарной частице воздуха, адиабатически поднимающейся или опускающейся, не следует смешивать с распределением температуры по высоте в атмосфере.
Температура в атмосферном столбе воздуха может изменяться по различным законам в зависимости от типа процессов, происходящих в этом столбе. График фактического изменения температуры с высотой в определенный момент времени называется кривой стратиграфии. Характер кривой стратиграфии определяется вертикальным градиентом температуры . Обычно за единицу приращения высоты принимается 100 м.
В реальной атмосфере изменение температуры воздуха с высотой носит достаточно сложный характер. Если температура воздуха с высотой не изменяется, то такое явление называется изотермия. Если же температура воздуха с высотой возрастает, то имеет место инверсия температуры.
В тропосфере, т.е. в нижних слоях атмосферы на высоте от 10 до 11км в обычных условиях для умеренных широт 0С/100 м.
В стратосфере, на высоте от 10 до 50 км преобладают инверсионные и изотермические слои. Такие же слои возникают при определенных условиях в тропосфере и даже в ее приземном слое.
В зависимости от стратификации атмосферы потенциальная температура поднимающейся массы воздуха изменяется в соответствии с измерением температуры окружающей среды. Если γ=10С/100 м¸ то потенциальная температура не изменяется с высотой. Если γ<10С/100 м, что является наиболее распространенным явлением в атмосфере, то потенциальная температура возрастает. В изотермическом слое при /100м потенциальная температура возрастает на 10С/100м увеличения высоты.
В слое инверсии, где вертикальный градиент температуры , потенциальная температура возрастает в еще большей степени, чем в изотермическом..
Только в том случае, если вертикальный градиент температуры в воздушном столбе превышает 10С/100 м, потенциальная температура восходящей массы воздуха уменьшается.
К климатообразующим процессам относятся теплооборот, влагооборот и циркуляция атмосферы.
Теплооборот обеспечивает тепловой режим атмосферы и зависит от радиационного баланса, т.е. притоков теплоты, приходящих на земную поверхность (в форме лучистой энергии) и уходящих от нее (лучистая энергия, поглощенная Землей, преобразуется в тепловую).
Солнечная радиация – поток электромагнитного излучения, поступающий от Солнца. На верхней границе атмосферы интенсивность (плотность потока) солнечной радиации равна 8,3 Дж/(см2/мин). Количество теплоты, которое излучает 1 см2 черной поверхности в 1 мин при перпендикулярном падении солнечных лучей, называется солнечной постоянной(1,98 кал/см2/мин). Солнечная постоянная, вопреки своему названию, не остается постоянной. Она изменяется в связи с изменением расстояния Солнце – Земля в процессе движения Земли по орбите.
Количество солнечной радиации, получаемое Землей, зависит от:
1) расстояния между Землей и Солнцем (ближе всего к Солнцу Земля в начале января, дальше всего в начале июля; разница между двумя этими расстояниями – 5 млн. км, вследствие чего, Земля, в первом случае получает на 3,4% больше, а во втором на 3,5% меньше радиации, чем при среднем расстоянии от Земли до Солнца: в начале апреля и в начале октября);
2) угла падения солнечных лучей на земную поверхность, зависящего в свою очередь от географической широты, высоты солнца над горизонтом (меняющейся в течение суток и по временам года), характера рельефа земной поверхности;
3) преобразования лучистой энергии в атмосфере (рассеяние, поглощение, отражение обратно в мировое пространство) и на поверхности земли. Среднее альбедо Земли – 43%.
Поглощается около 17% всей радиации; озон, кислород, азот поглощают в основном коротковолновые ультрафиолетовые лучи, водяной пар и углекислый газ – длинноволновую ифракрасную радиацию. Атмосфера рассеивает 28% радиации; к земной поверхности поступает 21%, в космос уходит 7%. Та часть радиации, которая поступает к земной поверхности от всего небесного свода, называется рассеянной радиацией. Сущность рассеяния заключается в том, что частица, поглощая электромагнитные волны, сама становится источником излучения света и излучает те же волны, которые на нее падают. Молекулы воздуха очень малы, по размерам сопоставимы с длиной волн голубой части спектра. В чистом воздухе преобладает молекулярное рассеивание, следовательно, цвет неба – голубой. При запыленном воздухе цвет неба становится белесым. Цвет неба зависит от содержания примесей в атмосфере. При большом содержании водяного пара, рассеивающего красные лучи небо приобретает красноватый оттенок. С рассеянной радиацией связаны явления сумерек, белых ночей, т.к. после захода Солнца за горизонт верхние слои атмосферы еще продолжают освещаться.
Верхняя граница облаков отражает около 24% радиации. Следовательно, к земной поверхности в виде потока лучей подходит около 31% всей солнечной радиации, поступившей на верхнюю границу атмосферы, она называется прямой радиацией. Сумма прямой и рассеянной радиации (52%) называется суммарной радиацией. Соотношение между прямой и рассеянной радиацией меняется в зависимости от облачности, запыленности атмосферы и высоты Солнца. Распределение суммарной солнечной радиации по земной поверхности зонально. Наибольшая суммарная солнечная радиация 840-920 кДж/см2 в год наблюдается в тропических широтах Северного полушария (СП), что объясняется небольшой облачностью и большой прозрачностью воздуха. На экваторе суммарная радиация снижается до 580-670 кДж/см2в год из-за большой облачности и уменьшения прозрачности из-за большой влажности. В умеренных широтах величина суммарной радиации составляет 330-500 кДж/см2 в год, в полярных широтах – 250 кДж/см2 в год, причем в Антарктиде из-за большой высоты материка и небольшой влажности воздуха она немного больше.
Природные системы – атмосфера, суша, океан, – а также жизнь на планете в целом подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении последнего столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых составляющих, таких, как двуокись углерода, закись азота, метан и тропосферный озон.
№27.
Изменение газового состава воздуха
Как известно, наша атмосфера состоит на 78,09% (по объему) из азота, на 20,95% из кислорода, на 0,93% из аргона, на 0,03% из углекислого газа, а также 4% паров воды и незначительных объемов водорода, гелия и озона. Но этот состав не всегда был таким, как сейчас. Даже на протяжении только ХХ века заметно возрос процент углекислого газа и уменьшился процент озона. Различными методами исследования в свое время было доказано, что на протяжении истории Земли соотношение атмосферных газов сильно изменялось.
В прошлые периоды становления жизни на Земле атмосфера содержала больше углекислого газа, чем сейчас в сотни раз. При этом процент кислорода был незначительным. И чем дальше уходить назад в начальные периоды Земли, тем больше углекислого газа было в атмосфере. Затем кислород стал медленно накапливаться в воздухе, а углекислого газа становилось все меньше, поскольку этому способствовало развитие растительности, поглощавшей углекислый газ и выделявшей кислород.
Благодаря наличию в листьях растений хлорофилла, они могут под действием солнечной энергии усваивать из воздуха углерод, расщепляя углекислый газ на углерод и кислород и образовывать органические вещества. Эти вещества остаются в теле растений, до их смерти, а кислород выходит в атмосферу.
Например, подсчитано, что вся растительность земного шара ежегодно выделяет в атмосферу более 400 млрд. тонн кислорода. Потребность растений в углекислом газе достаточно велика, они поглощают почти 600 млрд. тонн этого газа в год. Но при дыхании самих растений выделяется углекислого газа значительно меньше. Эта разница между поглощенным и выдохнутым углекислым газом используется растениями для собственного развития.
После гибели растения начинают загнивать и разлагаться, и вскоре от него не остается ничего, кроме воды, из которой состоит львиная доля всех живых существ, и незначительной части минеральных солей. А все атомы углерода, из которых состояло растение, соединились с кислородом воздуха и вновь образовали углекислый газ, причем в том же самом объеме, которое было взято когда-то живым растением из атмосферы.
Но, несмотря на равенство взятого и возвращенного количества углекислого газа, кислород все же постепенно накапливался в атмосфере. Это происходило потому, что не во всех случаях, смерть растения происходит по этому сценарию. То есть, погибшие растения попадают в условия, где доступ кислорода к ним затруднен или невозможен. Например, стволы деревьев могут быть покрыты толщей различных пород в период процесса горообразования, попасть на дно морей, океанов и озер и покрываться глинистыми наносами во время селей. В этих случаях отмершие растения начинают обугливаться, либо испытывают целый ряд других сложных химических процессов, в результате которых получаются залежи каменного и бурого угля, торфа и других полезных ископаемых.
Существуют и другие варианты. Например, растение может быть съедено животными. Тогда весь его углерод пойдет на питание и поддержку жизнедеятельности этих животных. И пока жив животный мир, он держит в себе определенный запас углерода, не давая образоваться углекислому газу. Правда следует отметить, что общая масса всех животных на Земле – ничтожна, по сравнению с объемом тех скрытых запасов углерода в известняковых породах и в различных горючих полезных ископаемых.
Поэтому кислород, который после смерти растения должен был соединиться с атомами углерода, не попал в круговорот и остался в атмосфере. Еще известный академик Владимир Иванович Вернадский заметил, что количество углерода, который содержится в ископаемых и различных породах, соответствует количеству свободного кислорода в атмосфере. Следовательно, объем накопленного кислорода в атмосфере зависит от количества накопленных горючих ископаемых. Процесс накопления кислорода начинается с момента возникновения первых бактерий. И где-то примерно 600 – 900 млн. лет назад количества кислорода и углекислого газа в атмосфере сравнялись.
Последующий промежуток времени и характеризуется как раз интенсивными неравномерными периодическими процессами горообразования и накоплением в морях и земной коре толщ различных известняковых пород и горючих ископаемых. Причем в одну из эпох массового накопления горючих ископаемых и вымирают динозавры.
Животные, в отличие от растений очень чутко реагируют на все изменения окружающей среды. И, если в атмосфере происходят изменения газового состава, они неизбежно должны были повлечь за собой и перемены в животном мире. Определенные промежутки, в которых наблюдалось вымирание или расцвет различных групп животных, соответствуют резкому увеличению содержания кислорода в атмосфере.
Именно этим некоторые исследователи и объясняют массовую гибель динозавров. Но у этой гипотезы, также как и у “магнитной”, пока что нет веских доказательств, но их поиски продолжаются.
Антропогенное воздействие на атмосферу
К основным загрязняющим веществам, поступающим в атмосферный воздух, относятся следующие:
Эти вещества составляют 98% от массы всех остальных загрязнителей и поэтому их называют основными.
Основные загрязняющие вещества атмосферы имеют природное и антропогенное происхождение. Природное происхождение: вулканизм, почвенные процессы, поверхность морей, океанов, пыльные бури, лесные пожары и др., а для оксидов азота кроме того – грозовые разряды.
Антропогенное происхождение:
Оксид углерода (СО) – самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы Основная масса выбросов СО образуется в процессе сжигания топлива – автотранспорт, ТЭС, котельные промышленность. Наиболее высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях с интенсивным движением транспорта.
СО – агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. При этом ухудшается острота зрения, нарушаются функции головного мозга, деятельность сердца, легких, возникает головная боль, сонливость, нарушается дыхание. Степень воздействия СО на организм человека зависит от длительности воздействия и содержания карбоксигемоглобина.
В атмосфере СО постепенно окисляется до СО2.
Оксиды азота (NOx), – образуются в процессе горения при высокой температуре путем окисления части азота находящегося в атмосферном воздухе. Основными источниками выбросов NOx являются автотранспорт, ТЭС, промышленные печи и др.
Другими источниками NOх являются промышленные предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту, анилиновые красители, вискозный шелк и др.
При контакте оксидов азота с водяным паром, поверхностью слизистой образуются кислоты, что может привести к отеку легких.
Диоксид серы (SО2). На его долю приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих от антропогенных источников. Основным источником являетсясжигание угля, мазута на ТЭС, в котельных, в промышленности. Другими источниками SО2являются металлургия, строительная промышленность, производство серной кислоты и другие виды промышленности.
Диоксид серы раздражает слизистую оболочку рта, глаз, во рту возникает неприятный привкус, при соединении с влагой воздуха или слизистой образуется серная кислота.
Углеводороды (CmHn). Основной техногенный источник – пары бензина, метан, пентан, гексан – автотранспорт. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Углеводороды обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение, кашель, неприятные ощущения в горле.
Основные источники образования пыли в атмосфере: строительная промышленность, ТЭС, черная и цветная металлургия, места складирования промышленных и бытовых отходов, автотранспорт, карьеры добычи полезных ископаемых, разработанные грунты и т. д. Размеры пылинок в воздухе составляют от сотых долей до нескольких десятков микрометров. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция, углерода, а также оксиды металлов.
Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, у людей могут возникать специфические заболевания.
Глобальные экологические проблемы, связанные с загрязнением атмосферы.
К глобальным экологическим проблемам в связи загрязнением атмосферы многие ученые относят:
Нарушение озонового слоя. Озон (О3) – представляет собой третью форму существования кислорода, образуется в атмосфере естественным путем при воздействии на атмосферный кислород солнечного ультрафиолетового излучения (которое можно обозначить hν):
О2 + hν О + О; О2 + О О.
Наибольшая концентрация молекул озона находится в стратосфере на высоте 20 – 22 км (~в 10 раз выше, чем у поверхности Земли) и распространяется она примерно на 5 км по высоте, этот слой и называют озоновым слоем. Если весь озон сконцентрировать в один слой, то толщина его составит ~ 2,9 мм.
Озоновый слой задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение, губительное для всего живого на Земле. Оно может вызвать большие изменения в организмах, чем гамма-излучение, рентгеновское излучение и привести к заболеваниям иммунной системы, раку кожи, поражению сетчатки глаза и другим заболеваниям.
В настоящее время озоновый слой нарушается, т. е. снижается концентрация озона в озоновом слое. Впервые истощение озонового слоя обнаружили в 1985 году над Антарктидой, когда над ней концентрация озона была снижена на 50%. Это пространство получило название “озоновой дыры”. С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное нарушение озонового слоя на всей планете (концентрация озона в озоновом слое снижается в разное время года на 10 – 20 %, особенно над промышленными странами).
Наука до конца не установила основные причины, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение “озоновых дыр”.
По мнению большинства ученых, главными разрушителями озонового слоя являются химические вещества, объединенные термином “хлорфторуглеводороды” (ХФУ) – так называемые фреоны, а также оксиды азота (NОх) и углерода (СО). Фреоны начали использовать в 1930-е годы в качестве хладонов в холодильных установках, затем в системах кондиционирования воздуха, для производства полимеров, дезодорантов, лаков, красок, как растворители, распылители в аэрозольных упаковках. Они нетоксичны, инертны, стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. Эти разрушители взаимодействуют с молекулой озона и разрушают ее, их называют катализаторами, так как они только своим присутствием разрушают озон, например:
О3 + NО О2 + NО2; NО2 + О NО + О2;
О3 + Cl ClО + О2; ClО + О Cl + О2.
В соответствии с международными соглашениями (Венская конвенция об охране озонового слоя – 1985г., а также Протоколы к этой конвенции), к которым присоединилась Украина, все страны-участницы этой Конвенции должны прекратить производство и использование практически всех озоноразрушающих веществ.
Собственного производства ХФУ Украина не имеет. Потребности промышленности в этих веществах обеспечиваются поставками из России. Основными потребителями ХФУ в Украине являются заводы бытовой химии, холодильной техники, а также они используются в пожаротушении.
Парниковый эффект – это способность атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать земное тепловое длинноволновое излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землей.
Солнечная энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, нагревает ее и выделяется в виде инфракрасного или теплового длинноволнового излучения. Однако некоторые газы атмосферы его задерживают, поглощают, нагреваются и тем самым нагревают атмосферу в целом. Эти газы называют парниковыми.
Парниковый эффект существует в природе вне деятельности человека,
и без него жизнь на Земле была бы невозможна. Если бы не было этого явления, на Земле наблюдались бы сильные суточные и сезонные колебания температуры.
Основным парниковым газом является углекислый газ, на его долю приходится до 60% парникового эффекта. Другими парниковыми веществами являются хлорфторуглеводороды, метан, оксиды азота, тропосферный озон, а также аэрозоли, пары воды.
Экологическая проблема парникового эффекта заключается в том, что содержание парниковых газов в атмосфере растет в связи с антропогенной деятельностью. В природной биосфере содержание углекислого газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В связи с вырубкой лесов и сжиганием ископаемого топлива это равновесие нарушается.
В настоящее время из-за парникового эффекта средняя температура на нашей планете увеличилась, в среднем на 0,6о С. Если в дальнейшем будет сохранено существующее положение с вырубкой лесов и сжиганием топлива, то концентрация углекислого газа к 2050 году может удвоиться. Климатологи прогнозируют среднее потепление в таком случае на 1,5 – 4,5о С. Такое потепление вызовет таяние полярных льдов и горных ледников, подъем уровня мирового океана (уровень мирового океана может подняться на 1,5 м), что приведет к затоплению обширных прибрежных территорий суши.
Влияние потепления также скажется на режиме осадков, по прогнозам в северных районах их количество может снизиться на 40%, это может привести к развитию пустынь.
Кислотные дожди. Одной из важнейших экологических проблем, с которой связано закисление природной среды, являются кислотные дожди.
Основными источниками кислотных дождей являются промышленные выбросы диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоту.
Природные осадки имеют подкисленный характер, при отсутствии загрязнителей рh дождевой воды равно 5,6. Кислотными называют любые осадки, кислотность которых, выше природной, т. е. при рh < 5,6. В последнее время среднее значение рh осадков составляет 4 – 4,5, а иногда оно опускается до 3 и даже ниже. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе – рh = 2,3 (для сравнения, домашний уксус имеет рh = 2,8).
Кислотные дожди выпадают во всех промышленных районах мира и воздействуют в целом на экосистемы:
Нарушают восковой покров листьев, что делает их уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов.
Выщелачивают биогенные вещества из листьев, ветвей, почв и истощают их. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость деревьев к засухам, болезням, загрязнением, что приводит к еще более выраженной деградации их как природных экосистем.
Кислотные дожди выщелачивают также из почвы токсичные металлы – свинец, кадмий, алюминий и др., растворяют их, а в последствии они усваиваются живыми организмами, передаются по пищевой цепи и негативно на них воздействуют. Растворенные загрязнители легко проникают в подземные и поверхностные воды.
Кислотные дожди воздействуют на почвенные организмы, замедляют их активность, почвообразовательные процессы разложения и минерализации детрита.
Под действием кислотных дождей происходит закисление пресных вод. Особенно интенсивно происходит закисление озер в Швеции, Норвегии, Финляндии, где коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранито-гнейсами и гранитами не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие от осадочных пород, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Повышение кислотности влияет на популяции различных видов рыб, приводит к гибели фитопланктона, различных видов водорослей и других его обитателей.
Кислотные дожди разрушают предметы, конструкции из металла (в городах коррозия металла в десятки раз быстрее происходит, чем в сельской местности), также они воздействуют на здания, сооружения, памятники архитектуры. Памятники и здания простоявшие сотни и даже тысячи лет, сейчас разрушаются и рассыпаются в крошево.
Смоги. Слово смог происходит от английского smoke – дым, fog – туман. Смог -атмосферное явление накопления в воздухе нижней тропосферы первичных антропогенных загрязнителей и последующее вторичное загрязнение этих же масс воздуха продуктами реакций на основе первичных загрязнителей и солнечной радиации. Смоги образуются в воздушном пространстве больших городов, а в связи с развитием автомобильного и авиационного транспорта, стали захватывать даже отдельные регионы.
Образуются смоги в безветренную погоду, при наличии большого количества загрязнителей в атмосфере.
Различают следующие виды смогов: влажный, ледяной, фотохимический.
Влажный смог – ядовитая смесь в атмосфере газообразных продуктов сгорания твердого и жидкого топлива (NОх, SO2, CO, в основном диоксида серы), частичек пыли, сажи и тумана. Наблюдается чаще в осенне-зимний период и характерен для умеренных широт с влажным морским климатом при неблагоприятных погодных условиях.
Этот смог называют лондонским т. к. в 1952 г. в Лондоне от смога с
3-го по 9-е декабря погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели. Влажный смог вызывает отек слизистой, бронхов, легких, удушье, приступы бронхиальной астмы, хронического бронхита, раздражение глаз и др. Благодаря принятым мерам по ограничению пылегазовых выбросов, загрязнение атмосферного воздуха в Лондоне значительно снизилось. Сильный туман, который образовался в декабре 1972 г., на этот раз не имел серьезных последствий для населения. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) от смога погибло за 3 дня 156 человек.
Рассеять смог может только ветер, а улучшить ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих веществ.
Ледяной смог – смесь газообразных загрязнителей (в основном диоксида серы), частичек пыли, сажи и мельчайших кристалликов льда. Он образуется в городах, расположенных в северных широтах, при температурах ниже – 300С и наличии высокой влажности воздуха. Капельки водяного пара превращаются в мельчайшие кристаллики льда (размером 5 – 10 мкм) и впитывают загрязнители. Образуется белый густой туман, при таком тумане дышать практически невозможно. Образованию высокой влажности в атмосфере способствуют аварии на теплотрассах, незамерзающие водохранилища из-за сброса не достаточно охлажденных промышленных сточных вод, которые при такой температуре постоянно парят.
Фотохимический или Лос-анжелесский смог не менее опасен, чем лондонский. Он образуется в районах с сухим и жарким климатом при интенсивном воздействии солнечной радиации.
Основными первичными загрязнителями этого смога являются оксиды азота и углеводороды (автотранспорт, ТЭС, промышленность). При безветрии в атмосфере происходят сложные реакции с образованием новых загрязнителей – фотооксидантов(органические перекиси, нитраты, тропосферный озон и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких, бронхов, органов зрения.
Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и отрицательно влияют на животных, птиц, состояние растений и экосистем в целом. В экологической литературе описаны случаи массового отравления диких животных, птиц, насекомых при выбросах веществ большой концентрации.
1.
Парниковый эффект: исторические сведения и причины
1.1. Исторические сведения
Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли, при этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция).
При рассмотрении влияния атмосферы на радиационный баланс Фурье проанализировал опыт М. де Соссюра с зачернённым изнутри сосудом, накрытым стеклом. Де Соссюр измерял разность температур внутри и снаружи такого сосуда, выставленного на прямой солнечный свет. Фурье объяснил повышение температуры внутри такого «мини-парника» по сравнению с внешней температурой действием двух факторов: блокированием конвективного теплопереноса (стекло предотвращает отток нагретого воздуха изнутри и приток прохладного снаружи) и различной прозрачностью стекла в видимом и инфракрасном диапазоне.
Именно последний фактор и получил в позднейшей литературе название парникового эффекта -- поглощая видимый свет, поверхность нагревается и испускает тепловые (инфракрасные) лучи; поскольку стекло прозрачно для видимого света и почти непрозрачно для теплового излучения, то накопление тепла ведёт к такому росту температуры, при котором количество проходящих через стекло тепловых лучей достаточно для установления теплового равновесия.
Фурье постулировал, что оптические свойства атмосферы Земли аналогичны оптическим свойствам стекла, то есть её прозрачность в инфракрасном диапазоне ниже, чем прозрачность в диапазоне оптическом.
1.2. Причины
Суть парникового эффекта состоит в следующем: Земля получает энергию от Солнца, в основном, в видимой части спектра, а сама излучает в космическое пространство, главным образом, инфракрасные лучи.
Однако многие содержащиеся в ее атмосфере газы - водяной пар, СО2, метан, закись азота и т. д. - прозрачны для видимых лучей, но активно поглощают инфракрасные, удерживая тем самым в атмосфере часть тепла.
В последние десятилетия содержание парниковых газов в атмосфере очень сильно выросло. Появились и новые, ранее не существовавшие вещества с "парниковым" спектром поглощения - прежде всего фторуглеводороды.
Газы, вызывающие парниковый эффект, - это не только диоксид углерода (CO2). К ним также относятся метан (CH4), закись азота (N2O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF6). Однако именно сжигание углеводородного топлива, сопровождающееся выделением CO2, считается основной причиной загрязнения.
Причина быстрого роста количества парниковых газов очевидна, - человечество сейчас сжигает за день столько ископаемого топлива, сколько его образовывалось за тысячи лет в период образования месторождений нефти, угля и газа. От этого «толчка» климатическая система вышла из «равновесия» и мы видим большее число вторичных негативных явлений: особо жарких дней, засух, наводнений, резких скачков погоды, причем именно это и наносит наибольший урон.
Согласно прогнозам исследователей, если ничего не предпринимать, мировые выбросы CO2 в течение ближайших 125 лет вырастут вчетверо. Но нельзя забывать и о том, что значительная часть будущих источников загрязнения еще не построена. За последние сто лет температура в северном полушарии увеличилась на 0,6 градуса. Прогнозируемый рост температуры в следующем столетии составит от 1,5 до 5,8 градусов. Наиболее вероятный вариант - 2,5-3 градуса.
Однако изменения климата - это не только повышение температуры. Изменения касаются и других климатических явлений. Не только сильная жара, но и сильные внезапные заморозки, наводнения, сели, смерчи, ураганы объясняют эффектами глобального потепления. Климатическая система слишком сложна, чтобы ожидать от нее равномерного и одинакового изменения во всех точках планеты. И главную опасность ученые видят сегодня именно в росте отклонения от средних значений - значительных и частых колебаний температуры.
По степени влияния на климат парникового эффекта Земля занимает промежуточное положение между Венерой и Марсом: у Венеры повышение температуры приповерхностной атмосферы в ~13 раз выше, чем у Земли, в случае Марса в ~5 раз ниже, эти различия являются следствием различных плотностей и составов атмосфер этих планет.
При неизменности солнечной постоянной и, соответственно, потока солнечной радиации, среднегодовые приповерхностные температуры и климат, определяются тепловым балансом Земли. Для теплового баланса выполняются условия равенства величин поглощения коротковолновой радиации и излучения длинноволновой радиации в системе Земля-атмосфера. В свою очередь, доля поглощенной коротковолновой солнечной радиации определяется общим (поверхность и атмосфера)альбедо Земли, на величину потока длинноволновой радиации, уходящей в космос, существенное влияние оказывает парниковый эффект, в свою очередь, зависящий от состава и температуры земной атмосферы.
Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан иозон.
|
Основные парниковые газы атмосферы Земли |
||
|
Газ |
Формула |
Вклад |
|
Водяной пар |
H2O |
36 – 72 % |
|
Диоксид углерода |
CO2 |
9 – 26 % |
|
Метан |
CH4 |
4 – 9 % |
|
Озон |
O3 |
3 – 7 % |
Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации.
Вместе с тем, концентрация водяного пара в тропосфере существенно зависит от приповерхностной температуры: увеличение суммарной концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению влажности и парникового эффекта, который в свою очередь приведет к увеличению приповерхностной температуры.
При понижении приповерхностной температуры концентрация водяных паров падает, что ведет к уменьшению парникового эффекта, и, одновременно с этим при снижении температуры в приполярных районах формируется снежно-ледяной покров, ведущий к повышению альбедо и, совместно, с уменьшением парникового эффектом, вызывающим понижение средней приповерхностной температуры.
Таким образом, климат на Земле может переходить в стадии потепления и похолодания в зависимости от изменения альбедо системы Земля - атмосфера и парникового эффекта.
Климатические циклы коррелируют с концентрацией углекислого газа в атмосфере: в течение среднего и позднего плейстоцена, предшествующих современному времени, концентрация атмосферного углекислого газа снижалась во время длительныхледниковых периодов и резко повышалась во время кратких межледниковий
В течение последних десятилетий наблюдается рост концентрации углекислого газа в атмосфере, считается, что этот рост в значительной степени имеет антропогенный характер.
В конце восьмидесятых — начале девяностых годов XX века несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура была выше обычной. Это вызвало опасения, что вызванное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3 — 0,6 градусов Цельсия. Существует научный консенсус, что жизнедеятельность человека является основным фактором, который влияет на текущее повышение температуры на земле.
№28.-№27
№29.
Процесс разрушения
Разрушение озонового слоя – это разделение молекул озона, которое вызывают встречаемые в стратосфере вещества, разрушающие озоновый слой (OSNV), возникающие в результате природных процессов (например, извержения вулканов) или эмитированные (высвобожденные) в результате деятельности человека, и содержащие хлор (Cl) или бром (Br); а также метан или оксид азота (I) – (N2O).
Самые существенные этапы разрушения озонового слоя:
Виды и воздействие разрушающих веществ
Главные идентифицированные вещества, разрушающие озоновый слой:
- хлорофторуглероды (HFO или CFC);
- частично галогенизированные хлорфторуглероды (HHFO или HCFC);
- частично галогенизированные бромфторуглероды (HBFO);
- 1,1,1 – трихлоретан (метилхлороформ);
- бромхлорметан (BHM);
- метилбромид (MB);
- тетрахлоруглерод;
- галоны.
Главные цели использования веществ, разрушающих озоновый слой:
Воздействие на озоновый слой веществ, разрушающих озоновый слой, характеризует потенциал разрушения озона (ONP). Чем выше величина потенциала разрушения озона, тем выше воздействие соответствующего вещества на озоновый слой. Самый высокий потенциал разрушения озона – у галонов (до 12), а сравнительно низкий – у частично галогенизированных хлорфторуглеродов (до 0,01).
Количество разрушающих веществ
Количество веществ, разрушающих озоновый слой, за несколько последних десятилетий значительно изменились. Например, в 1986 году общее потребление хлорофторуглеродов (HFO) в мире составляло примерно 1 100 000 тонн, а в 2002 году его общее потребление было уже только 100 000 тонн. Однако существенно считаться с тем, что, учитывая сложность процессов разрушения озонового слоя и уменьшение количества эмиссий веществ, разрушающих озоновый слой, объемы разрушения озонового слоя все еще продолжают расти и ожидается, что в течение нескольких ближайших лет будет достигнуто максимальное разрушение озонового слоя, после которого последует постепенное, более чем 50-летнее обновление озонового слоя (допуская, что эмиссии веществ, разрушающих озоновый слой, не возрастут и продолжат уменьшаться).
Данные о потреблении веществ, разрушающих озоновый слой, в Латвии доступны с момента присоединения Латвии 16 сентября 1987 года к Монреальскому протоколу «О веществах, разрушающих озоновый слой». Согласно информации, находящейся в распоряжении Латвийского агентства среды, геологии и метеорологии, в 1995-2002 годах в Латвии периодически потреблялись хлорофторуглероды (HFO-11, HFO-12, HFO-112), галоны (галон 1301, галон 2402), частично галогенизированные хлорфторуглероды (HHFO-22, HHFO-133) и метилбромиды (MB).
В 2003 году в Латвии констатировано потребление только HHFO-22 (39,7 тонн) и MB (50,4 тонн). По сравнению с 1993 годом, в Латвии количество потребляемых веществ, разрушающих озоновых слой, уменьшилось на 1 134,3 тонны или на 93 %.
«Озоновая дыра»
«Озоновая дыра» – вызванные разрушением озонового слоя особо низкие концентрации озона на Южном Полюсе во время арктической зимы и весны. Площадь «озоновой дыры» в последние годы составляла приблизительно 24 000 000 км2, и на фотографиях со спутника она выглядит как большая дыра. Толщина озонового слоя в регионе «озоновой дыры» составляет 100-150 DU (нормальная толщина озонового слоя – 300 DU).
Последствия разрушения
В результате разрушения озонового слоя Землю достигает повышенное количество солнечного излучения UV-B, что оказывает негативное воздействие как на живые существа (людей, животных, растительность), так и на предметы. Последствия слишком «тонкого» озонового слоя: