План:
1. Введение. Глобалистика.
2. Демографическая проблема.
3. Проблема войны и мира.
4. Продовольственная проблема.
5. Проблема здоровья людей.
6. Проблемы экологии:
Химическое загрязнение биосферы;
Аэрозольное загрязнение биосферы;
Фотохимический туман (смог);
Химическое загрязнение природных вод;
Неорганическое загрязнение;
Органическое загрязнение;
Загрязнение почвы;
Пестициды как загрязняющий фактор;
Кислые атмосферные выпады на сушу.
7. Энергосырьевая проблема.
Нефтяная промышленность России;
Перспективы развития нефтяной промышленности России.
8. Проблемы Мирового океана.
Вода – основа жизни на Земле;
Что такое Мировой океан;
Океан – кормилец человека;
Проблема загрязнения Мирового океана;
Сброс отходов в море с целью захоронения. Дампинг.
9. Мирное освоение Космоса.
1.Введение. Глобалистика.
По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы, порою и планетарного характера. Но все же это была далекая предыстория, своего рода “инкубационный период” современных глобальных проблем. В полной мере эти проблемы проявились уже во второй половине и, в особенности, в последней четверти XX века, то есть на рубеже двух веков и, даже, тысячелетий. Они были вызваны к жизни целым комплексом причин, отчетливо проявившихся именно в этот период.
В самом деле, никогда прежде само человечество не возрастало количественно в 2,5 раза при жизни только одного поколения, наращивая тем самым силу “демографического пресса”. Никогда до этого человечество не вступало в период научно - технической революции, не доходило до постиндустриальной стадии развития, не открывало дороги в космос. Никогда прежде для его жизнеобеспечения не требовалось такого количества природных ресурсов, и возвращаемые им в окружающую среду отходы тоже не были столь велики. Никогда до этого не возникало такой глобализации мировой экономики, такой единой мировой информационной системы. Наконец, никогда прежде холодная война не подводила все человечество так близко к рубежу самоуничтожения.
Все это привлекло внимание к глобальным проблемам не только политики, но и науки. Сам термин глобалистика вошел в научный обиход на рубеже 60-70 годов, когда вышли в свет первые доклады Римскому клубу[1]. В СССР глобалистика начала развиваться в 80-е годы и, в особенности, с началом периода перестройки и перехода к приоритету общечеловеческих ценностей.
Тогда же сформировалось и само понятие о глобальных проблемах, которые:
во-первых, касаются всего человечества, затрагивая интересы и судьбы всех
стран, народов и социальных слоев;
во-вторых, приводят к значительным экономическим и социальным потерям, а в
случаях обострения могут угрожать самому существованию человеческой
цивилизации;
в-третьих, требуют для своего решения сотрудничества в общепланетарном
масштабе, совместных действий всех стран и народов.
Это понятие вряд ли можно считать достаточно четким. И не случайно многие
авторы по-разному трактуют существо глобалистики. Да и само количество
глобальных проблем варьирует в очень широких пределах: от, примерно,
десяти до сорока и более. Но если иметь в виду главные проблемы, то их не
более десятка:
1) Проблема мира и разоружения, предотвращение новой мировой войны;
2) Экологическая проблема;
3) Демографическая проблема;
4) Энергетическая проблема;
5) Сырьевая проблема;
6) Продовольственная проблема;
7) Проблема использования Мирового океана;
8) Проблема мирного освоения космоса.
Но если в пределах экологической проблемы отдельно вычленить, скажем,
проблемы обезлесения, опустынивания, загрязнения атмосферы и гидросферы, в
пределах демографической проблемы - аспекты демографического взрыва и
демографического кризиса, неконтролируемой урбанизации, переселения
беженцев, да еще добавить к этому, в качестве самостоятельных проблем,
проблемы борьбы с наркоманией и наркобизнесом, с организованной
преступностью и терроризмом, ликвидации неграмотности, кризиса культуры и
нравственности и многие другие, то общее число таких проблем возрастет в
три-четыре раза.
В 80-х годах русский ученый Ю. Н. Гладков классифицировал и выделил,
довольно интересным способом, основные положения глобалистики:
A) Наиболее ”универсальные” проблемы политического и социально- экономического характера ( предотвращение ядерной войны и сохранение мира, обеспечение устойчивого развития мирового сообщества и повышение уровня организованности и управляемости им;
B) Проблемы преимущественно природно-экономического характера ( экологическая, энергетическая, сырьевая, продовольственная, Мирового океана;
C) Проблемы преимущественно социального характера ( демографическая, межнациональных отношений, кризиса культуры, нравственности, дефицита демократии и охраны здоровья (а так же терроризма, в какой-то мере);
D) Проблемы смешанного характера, нерешенность которых, нередко приводит к массовой гибели людей ( региональные конфликты, преступность, технологические аварии, стихийные бедствия и др.;
E) Проблемы чисто научного характера ( освоение космоса, исследование внутреннего строения Земли, долгосрочное прогнозирование климата и др.;
F) “Малые проблемы”, опять-таки “синтетического характера”, сопровождающие все развитие человеческой цивилизации ( бюрократия, эгоцентризм и т.п.[2]
В соответствии с такой классификацией была составлена и схема
взаимосвязей глобальных проблем человечества:
Глобальные проблемы человечества стали важным объектом междисциплинарных
исследований, в которых участвуют и общественные, и естественные, и
технические науки. Среди отдельных таких наук можно назвать философию,
экономику, социологию, право, географию, биологию, экологию, физику, химию,
океанологию и др. науки.
Важное место среди них занимает и география, в структуре которой в 80-е
годы возникло новое направление, получившее название геоглобалистики. Его
организационным началом следует, очевидно, считать совместную сессию Секции
глобальных проблем Научного совета по философии и социальным проблемам
науки и техники при Президиуме АН СССР, которая проходила в апреле 1984
года. Доклады на этой сессии сделали академик И. П. Герасимов, В. С.
Преображенский, В. М. Котляков и другие видные ученые академического
института. Это было первое осмысление сущности геоглобалистики и основных
направлений ее развития в нашей стране. Затем формирование геоглобалистики
продолжалось, прежде всего, в том же институте. Во второй половине 80-х
годов здесь было проведено специальное исследование ”Глобальные проблемы и
география”, включавшее разработку методических подходов к теме,
рассмотрение всех глобальных проблем в совокупности и определение места
географии в изучении опасных глобальных тенденций и поиске путей их
разрешения.
Итак, выделим, на мой взгляд, главнейшие аспекты глобальных проблем и
попытаемся рассказать о них более подробно:
Демографическая проблема;
Проблема войны и мира;
Продовольственная проблема;
Проблема здоровья людей;
Проблемы экологии;
Энергосырьевая проблема;
Проблемы Мирового океана;
Мирное освоение Космоса;
2.Демографическая проблема.
Демографический взрыв во всем мире уже явно пошел на убыль, хотя в Африке
такое снижение еще только начинает проявляться. Если в начале 60-х гг.
население мира увеличивалось в среднем на 2% в год, то в конце 80-х – на
1,7%, в конце 90-х – на 1,5%. В начале 21 в. оно будет продолжать
снижаться. Тем не менее, инерция демографического взрыва, связанная в
первую очередь с очень высокой долей молодых возрастов, будет сказываться
еще долго.
Демографы ООН регулярно публикуют свои прогнозы роста численности
населения Земли. Согласно прогнозу начала 90-х гг., эта численность должна
была достигнуть: в 2010 г. - 7,2, в 2025 г. – 8,5, в 2050 г. – 9,5 млрд.
человек. В конце 90-х гг. он был пересмотрен в сторону некоторого
уменьшения – до немногим более 8 млрд. человек в 2025 г. и 9 млрд. в 2050
г.
С целью решения демографической проблемы ООН приняла “Всемирный план
действий в области народонаселения”, в осуществлении которого участвуют
также географы и демографы. При этом прогрессивные силы исходят из того,
что программы планирования семьи могут содействовать улучшению
воспроизводства населения. Но одной демографической политики недостаточно.
Она должна сопровождаться улучшением экономических и социальных условий
жизни людей.
3.Проблема войны и мира.
На протяжении нескольких послевоенных десятилетий проблема войны и мира,
предотвращения новой мировой войны была важнейшей глобальной проблемой
человечества. И для этого были все основания.
Известно, что войны накладывали свой отпечаток на развитие общества во
все предыдущие эпохи развития человеческой цивилизации. Только в XX веке в
двух мировых и локальных войнах погибло более 100 млн. человек. А во второй
половине этого столетия появилось ядерное оружие и возникла реальная
возможность уничтожения целых стран и, даже, континентов, то есть
практически всей современной цивилизации. Достаточно сказать, что в одном
ядерном заряде могла быть сконцентрирована разрушительная сила, в несколько
раз превышающая силу всех взрывчатых веществ, использованных во всех
предшествующих войнах вместе взятых. К тому же ядерные боеприпасы в
сочетании с баллистическими ракетами, в случае их применения, могли бы в
считанные минуты преодолевать огромные расстояния и наносить удары
практически по любой точке земного шара. В таком случае потенциальными
объектами ядерного поражения неизбежно должны были стать не только, и даже
не столько, противоборствующие вооруженные силы, сколько вся территория
воюющих и других стран. А суммарная мощность уже накопленного в мире
ядерного оружия более чем достаточно, чтобы не раз уничтожить все живое на
Земле. В результате мир подошел к такой критической точке, когда
знаменитый гамлетовский вопрос “Быть или не быть?” встал уже не перед
отдельными группами людей, а пред всем человечеством....
Из таблицы вытекает, что в 1987-1991 годах мировая торговля оружием
сократилась более чем в два раза. Сократилась она и в большинстве ведущих
стран-продавцов, причем в особенности в СССР, который прежде был ведущим
мировым экспортером оружия и военной техники, и конкурировал с США за
лидерство на мировом рынке вооружений.
Мировая торговля оружием.
(в ценах 1990г., млрд. дол.)
|Мир, страны |1987г. |1988г. |1989г. |1990г. |1991г. |
|Весь мир |45,8 |39,3 |38,2 |29,0 |22,1 |
|США |13,7 |11,9 |11,9 |11,2 |11,2 |
|СССР |17,7 |15,1 |14,9 |9,6 |3,9 |
|ФРГ |0,8 |1,3 |0,8 |1,2 |2,0 |
|Китай |2,9 |1,9 |0,9 |1,0 |1,1 |
|Великобритания |2,2 |1,7 |2,7 |1,6 |1,0 |
|Франция |3,2 |2,4 |2,9 |2,0 |0,8 |
Еще более впечатляющим оказались результаты запрещения химического
оружия, производство которого Великобритания прекратила в середине 50-х,
Франция ( в середине 70-х, СССР ( в 1987 году, а США ( в 1990 году. В
январе 1992 года, после более чем двадцатилетних переговоров и обсуждений,
была принята Международная конвенция о запрещении разработки, производства,
накопления и применения химического оружия и его уничтожении, которую
подписали сразу 130!!! стран.
Двадцатый век, принесший человечеству две невиданные, до этого, по масштабам мировые войны, еще более обострил значение проблемы войны и мира. В этот период развивается пацифистское движение, зародившееся в США и Великобритании после наполеоновских войн. Оно отвергает всякое насилие и любые войны, в том числе и оборонительные. Некоторые современные представители пацифизма[3] считают, что войны исчезнут тогда, когда население на земле станет стабильным; другие разрабатывают такие мероприятия, на которые можно было бы переключить “воинственный инстинкт” человека. Таким “моральным эквивалентом”, по их мнению, может служить развитие спорта, особенно состязаний, связанных с риском для жизни.
Известный исследователь Й. Галтунга попытался выйти за узкие рамки
пацифизма; его концепция выражается в “минимизации насилия и
несправедливости в мире”, тогда только и смогут жить высшие человеческие
ценности. Весьма интересна позиция одного из самых влиятельных теоретиков
Римского клуба А. Печчеи, который утверждает, что созданный человеком
научно-технический комплекс “лишил его ориентиров и равновесия, повергнув
в хаос всю человеческую систему”. Основную причину, подрывающую устои
мира, он видит в изъянах психологии и морали индивида - алчности, эгоизме,
склонности к злу, насилию и т.д. Поэтому главную роль в осуществлении
гуманистической переориентации человечества, по его мнению, играет
“изменение людьми своих привычек, нравов, поведения”. “Вопрос сводится к
тому, - пишет он, - как убедить людей в различных уголках мира, что
именно в усовершенствовании их человеческих качеств лежит ключ к
решению проблем”.
4.Продовольственная проблема.
Количество пищи, необходимой человеку для нормальной жизни и
деятельности, зависит от пола, возраста, веса, роста, от характера и
условий труда, быта, от климатических особенностей территории. Ученые
считают, что медицинская норма калорийности потребляемой пищи должна быть
не меньше 2300 – 2600 ккал. И 70 – 100 г. белка в сутки. Но в настоящее
время, по данным ООН, почти 2/3 человечества проживает в странах, где
ощущается постоянная нехватка продуктов. Вот почему продовольственную
проблему следует считать глобальной. Для ее решения человечество должно
полнее использовать ресурсы растениеводства, животноводства и рыболовства.
При этом оно может идти двумя путями.
Экстенсивный путь заключается в дальнейшем расширении пахотных,
пастбищных и рыбопромысловых угодий.
Однако, поскольку все самые плодородные и удобно расположенные земли
практически уже освоены, этот путь требует очень больших затрат.
Интенсивный путь заключается, прежде всего, в повышении биологической
продуктивности существующих угодий. Решающее значение для него будут иметь
биотехнология, использование новых, высокоурожайных сортов и новых методов
обработки почвы, дальнейшее развитие механизации, химизации, а также
мелиорации, история которой насчитывает уже несколько тысячелетий, начиная
с Месопотамии, Древнего Египта и Индии.
Ученые подсчитали, что для обеспечения населения Земли продовольствием,
нужно в последней четверти 20 в. увеличить объем сельскохозяйственного
производства в 2 раза, а к середине 21 в. – в 5 раз. Расчеты показывают,
что, если бы достигнутый к настоящему времени во многих развитых странах
уровень сельского хозяйства был распространен на все страны мира, можно
было бы полностью удовлетворить потребности в продовольствии 10 млрд.
человек и даже больше. Следовательно, интенсивный путь является главным
путем решения продовольственной проблемы человечества. Уже теперь он
обеспечивает 9/10 всего прироста продукции земледелия.
5.Проблема здоровья людей.
Во второй половине 20 в. были достигнуты большие успехи в борьбе со
многими заболеваниями – чумой, холерой, оспой, желтой лихорадкой,
полиомиелитом и др.
Тем не менее, многие болезни еще продолжают угрожать жизни людей,
зачастую приобретая поистине глобальное распространение. Среди них можно
назвать сердечно-сосудистые заболевания, от которых ежегодно в мире умирает
15 млн. человек, злокачественные опухоли, венерические болезни, наркоманию,
малярию. Еще большую угрозу для всего человечества представляет собой СПИД.
При оценке здоровья человека нельзя ограничиваться только его
физиологическим здоровьем. Это понятие включает в себя также нравственное
(духовное), психическое здоровье, с которым дело также обстоит
неблагополучно, в том числе и в России. Вот почему здоровье человека
продолжает оставаться одной из приоритетных глобальных проблем.
6.Проблемы экологии.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим
миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное
вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого
вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной
опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья
повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на
них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться
в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует
жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему
антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее
существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую
ситуацию на планете.
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды
несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные
и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.
Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее
развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в
сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у
экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и
нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное
загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения
газообмена и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает
сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее
повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом, все
рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект,
оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
Химическое загрязнение биосферы.
Обзор этой темы я начну с рассмотрения тех факторов, которые приводят к
ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы.
Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия
употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были
незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что
сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло
было для человека важнее, чем чистый воздух и не закопченные стены
пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо
люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную
нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на
сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности,
не сопровождалось еще серьезными последствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто
лет развитие промышленности “одарило” нас такими производственными
процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе
представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя.
Все это - результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:
промышленность бытовые котельные транспорт
Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно
различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее
сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений
- теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух
сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной
металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород,
хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и
мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в
результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,
работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие
непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом
превращения последних.
Аэрозольное загрязнение атмосферы.
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном
состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно
опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В
атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана,
мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при
взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром.
Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли
ежегодно поступает около 1 куб. км. пылевидных частиц искусственного
происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе
производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках
техногенной пыли приведены ниже:
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС. ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН.Т./ГОД.
1. Сжигание каменного угля. 93,60
2. Выплавка чугуна.
20,21
3. Выплавка меди (без очистки). 6,23
4. Выплавка цинка.
0,18
5. Выплавка олова (без очистки). 0,004
6. Выплавка свинца.
0,13
7. Производство цемента. 53,37
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха
являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные
фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.
Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием
химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения
кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния,
марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка,
бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее
разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и
ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании
остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих,
нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками
аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные
насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород[4],
образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий
перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов
служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по
массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается
около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.
Производство цемента и других строительных материалов также является
источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы
этих производств - измельчение и химическая обработка шихт,
полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда
сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К
атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и
ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются
различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В
результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные
радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде
аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться
особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в
приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое
воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует
инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что
препятствует движению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх.
В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,
содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин
образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман (смог).
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и
аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных
компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные
органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности
фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических
реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой
концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей,
интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена
воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток,
повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно
сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации
реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне, сентябре и
реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает
расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного
кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.
Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в
молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не
происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов,
которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул
и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы
диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.
Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно
накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою
очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются
различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для
фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так
называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной
способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-
Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему
физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для
дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной
смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является внесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение.
Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и
морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для
обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути,
хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате
человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а
затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.
Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей
гидросферы представлен в таблице:
|Вещество |Планктон |Ракообразные |Моллюски |Рыбы |
|Медь |+++ |+++ |+++ |+++ |
|Цинк |+ |++ |++ |++ |
|Свинец |- |+ |+ |+++ |
|Ртуть |++++ |+++ |+++ |+++ |
|Кадмий |- |++ |++ |++++ |
|Хлор |- |+++ |++ |+++ |
|Роданит |- |++ |+ |++++ |
|Цианид |- |+++ |++ |++++ |
|Фтор |- |- |+ |++ |
|Сульфид |- |++ |+ |+++ |
Степень токсичности (примечание):
- - отсутствует.
+ - очень слабая.
++ - слабая.
+++ - сильная.
++++ - очень сильная.
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды
можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий
диапазон рН[5] промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять pН
водной среды до значений 5,0 или выше 18,0, тогда как рыба в пресной и
морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди
основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и
биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности
и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.
т. солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн. т./год.
Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у
берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы
территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную
продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,
содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или
эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением
метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.
Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые
обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу,
выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали
промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение.
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн. т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды, и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:
ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ
МЛН.Т./ГОД
1. Нефтепродукты.
26,563
2. Фенолы.
0,460
3. Отходы производств синтетических волокон.
5,500
4. Растительные органические остатки. 0,170
5. Всего.
33,273
В связи с быстрыми темпами урбанизации[6] и несколько замедленным
строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной
эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.
Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или
непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде,
органические отходы могут стать средой для патогенных организмов[7]. Вода,
загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф,
дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много
кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших
количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже
уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
Загрязнение почвы.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы
Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в
биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического
вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный
покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и
нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет
разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.
Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического
значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под
влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного
воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор.
Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от
различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений
современной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг.
химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в
сельском хозяйстве, медицине (борьба с переносчиками болезней), почти
повсеместно происходит снижение эффективности, вследствие развития
резистентных вредителей и распространению “новых” вредных организмов,
естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В
то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах.
Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс.
видов. У 1250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это
усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что
повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается
устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций
резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате
перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида
вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с
генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов.
Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов)
негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается
судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими и
биологическими способами. Очень важно создавать и применять только
препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или
месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются
препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не
решена.
Кислые атмосферные выпады на сушу.
Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего
- это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного
покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие
понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие.
Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних
горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется
на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых
вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности
человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксидов серы,
азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу, переносятся на большие
расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси
сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые
выпадают в виде “кислых дождей” на сушу, взаимодействуя с растениями,
почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание
сланцев[8], нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту.
Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в
атмосферу оксидов серы, азота, сероводорода и оксида углерода.
Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных
осадков, наземных