Глобальные экологические проблемы в контексте глобальных проблем человечества

При относительно небольшой и постоянной площади терри­тории Земли (510 072 000 км²) глобальные проблемы, угрожа­ющие биосфере и существованию земной цивилизации, посто­янно увеличиваются и приближаются к кризисным и катастро­фическим.

Глобальные проблемы представляют собой совокупность проблем человечества, от решения которых зависит социальный прогресс и сохранение цивилизации.

К глобальным проблемам относятся следующие:

• проблемы, которые распространены повсеместно, каса­ются всего человечества и затрагивают интересы и судьбы всех стран, народов и социальных слоев;
• приводят к значительным экономическим и социальным потерям, а в случае их обострения могут угрожать самому су­ществованию человеческой цивилизации;
• проблемы, которые не могут быть полностью разрешены в рамках отдельного государства или региона и требуют для своего решения сотрудничества в общепланетарном масшта­бе, совместных действий всех стран и народов.

Условно глобальные проблемы подразделяют на три группы:

• проблемы социально-экономического характера:
• ядерная угроза;
• международный терроризм;
• рост населения мира, рост нищеты;
• нехватка продовольствия;
• энергетический голод;
• неравномерность экономического развития стран;
• инфляция;
• безработица;
• рост числа хронических заболеваний и смертей;
• экологические проблемы, связанные с изменениями в сре­де обитания человека:
• изменение мирового климата, парниковый эффект;
• загрязнения биосферы;
• истощение озонового слоя;
• кислотные осадки;
• проблема отходов;
• оскуднение биологического разнообразия;
• культурно-нравственные проблемы (духовный кризис):
• отрицание традиционных ценностей;
• рост преступности;
• наркомания и СПИД;
• утрата доверия к социальным институтам;
• отчуждение молодежи;
• рост неграмотности.

Рис. 3.1. Взаимосвязь глобальных проблем человечества (по Ю.Н. Гладкому и С.Б. Лаврову)

Все глобальные проблемы современности тесно связаны друг с другом и взаимно обусловлены; образуется замкнутый цикл действий, требующих комплексного и согласованного ре­шения (рис. 3.1).

Отдельной и актуальнейшей проблемой современности явля­ется угроза новых мировых войн и термоядерной катастрофы.

В список стран, владеющих ядерным оружием - «ядерный клуб» входят: США (1945), Россия (изначально Советский Со­юз, 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), Китай (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и Северная Корея (КНДР) (заявление о создании ядерного оружия сделано в середине 2005 г., первое испытание проведено в октябре 2006 г.). Только пять стран, обладающих ядерным оружием (США, Россия, Ве­ликобритания, Франция и Китай), подписали Договор о нерас­пространении ядерного оружия (1968). По данным Стокгольм­ского института исследования проблем мира (SIPRI) общее количество ядерных боеголовок в мире на сегодняшний день составляет свыше 20 тыс.

Для разрешения противоречий между обществом и природой необходимо достижение разумного компромисса между потреб­ностями общества и возможностями биосферы удовлетворять эти потребности без угрозы для своего нормального функцио­нирования.

Изменение климата. Причинно-следственные связи, по­служившие изменению климата, в общей схеме включают сле­дующие компоненты: изменение качественного состава при­земного слоя атмосферы (увеличение парниковых газов - угле­кислого газа, метана, оксидов серы и азота, выбросы тепловой энергии) ^ возникновение на Земле парникового эффекта, вы­зывающего повышение температуры окружающей среды ^ перераспределение выпадения осадков по территории суши, изменение гидрологического режима водных объектов, мигра­ция фауны, изменение или замена видового состава растений, даже смещение климатических зон в северном направлении ^ повышение уровня Мирового океана, приводящее к затопле­нию территорий и появлению сложных экономических и со­циальных ситуаций.

Атмосфера - внешняя газовая оболочка Земли, составляю­щая около 1/3 ее радиуса, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. Атмосфера имеет слоистую структуру (тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, ионосфера и экзосфера).

Основная производственная деятельность человека сосре­доточена в нижнем слое атмосферы - тропосфере.

Атмосферный воздух - компонент природной среды, пред­ставляющий собой естественную смесь газов атмосферы, на­ходящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Сухой и чистый воздух имеет следующий химиче­ский состав: азот (N) - 78,08 %, кислород (O₂) - 20,95 %, аргон (Ar) - 0,93 %, углекислый газ (CO₂) - 0,03 %, на долю остальных газов (неон, гелий, водород, ксенон) приходится менее 0,01 %. Основной состав атмосферного воздуха остается неизменным до высоты 100-120 км, колеблется лишь содержание тех газов, которые поступают с земной поверхности и загрязняют его.

Загрязнение атмосферного воздуха - поступление в атмо­сферный воздух, нахождение и (или) возникновение в нем за­грязняющих веществ, свойства, местоположение или количество которых приводят к отрицательным изменениям качества ат­мосферного воздуха.

Источники загрязнения атмосферы подразделяют на есте­ственные (природные) и искусственные (антропогенные).

Природные источники загрязняющих веществ: вулканы, по­жары, эрозия, волнения моря (сопровождающегося образовани­ем брызг), отмирание растений, сгорание метеоритов и др.

Антропогенные источники обусловлены деятельностью че­ловека.

Парниковый эффект - это постепенное потепление климата на планете в результате накопления в атмосфере антропогенного углекислого и других газов (метана, фтор- и хлор-углеводородов (ФХУ), которые препятствуют инфракрасному (тепловому) из­лучению с поверхности Земли (аналогичный процесс происходит в теплице или в закрытом стеклами автомобиле. Идея о механиз­ме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 г. Ж. Фу­рье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет».

Первопричиной парникового эффекта является изменение качественного состава воздуха тропосферы, а именно повы­шение в нем концентрации парниковых газов: водяного пара, углекислого газа (СО:), метана (NH₄, ФХУ), оксидов серы (SO;), оксидов азота (NO_x); аэрозолей (0,1-5 мкм) и твердых частиц (пыль - 5-50 мкм).

Снижение уровня кислорода и повышение уровня углекис­лого газа происходит в результате антропогенной деятельности (жизнедеятельности животных организмов, работы промыш­ленных объектов). Атмосферный воздух, пройдя через дыха­тельные органы человека, имеет следующий состав: СО₂ - 3,8­4,0 %, О₂ - 15,7 %, N₂ - 77,1 %. Повышенное содержание угле­кислого газа в воздухе угнетающе действует на человека и животных (ПДК - 0,5 %).

По мере развития человеческой цивилизации, расширяю­щейся техногенной деятельности человека качество атмосфер­ного воздуха существенно изменилось, произошло загрязнение его выбросами и отходами производства и отходами жизнедея­тельности. Отмечается тенденция повышения углекислого газа в атмосфере. В 1956 г содержание СО₂ в атмосфере составляло 0,028 %, в 1985 г. - 0,034 %, т.е. возросло на 21 %. Среднее вре­мя обращения С0₂ в атмосфере составляет 5 лет. Согласно рас­четам, концентрация его к 2030 г. достигнет 0,05-0,07 %.

К разогреванию тропосферы приводит разрушение озона в стратосфере, так как все больше богатых энергий ультрафиоле­товых лучей (УФ-лучей) проникает в тропосферу и там погло­щается.

Ученые установили, что за последнее столетие средняя тем­пература у земной поверхности повысилась на 0,6 °C (рис. 3.2).

По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО) 2011-2015 гг. стали самым теплым пятилетним периодом за всю историю наблюдений. В 2015 г. температура воздуха пре­высила средние показатели за период 1961-1990 гг. на 0,76 °С. Высокая температура над поверхностью как суши, так и океана сопровождалась частыми и сильными наводнениями и засухами.

Последствия потепления климата. Потепление климата может отрицательно сказаться на сельскохозяйственном произ-

водстве многих районов, особенно чувствительном к климати­ческим условиям. Например, в Беларуси за последние 30 лет среднегодовая температура повысилась на 1 градус, средняя скорость ветров за последние 16 лет снизилась: с 3,4 м/с до 3 м/с. Потепление привело к смещению в республике агроклиматиче­ских областей на 80-120 км с юга на север, что сказалось на вегетации сельскохозяйственных культур: улучшились условия для возделывания теплолюбивой кукурузы, устойчивыми к по­теплению оказались зерновые культуры, а вот урожайность картофеля снизилась. Участились летние засухи, которые ослаб­ляют леса и они становятся легкой добычей для вредителей и болезней.

Прогрессирующее потепление к концу XXI в. может вызвать повышение уровня Мирового океана на 1,5 м; это произойдет в результате таяния материковых и горных ледников, морских льдов, а также термического расширения воды в верхнем слое океанской массы, что приведет к затоплению многих прибреж­ных территорий. По данным Всемирной метеорологической организации площадь льда в Арктике достигла исторического минимума за тридцать лет измерений из космоса.

Таяние ледников отмечается и в более южных широтах. Сне­га Килиманджаро превратились в высушенную солнцем серую морену. В национальном парке Килиманджаро уже давно нет ти­гров и слонов - их место заняли фламинго и водоплавающие птицы, которые раньше не водились в этом районе.

Среди ученых-климатологов существует и другая точка зре­ния - теория оледенения, которая объясняется удалением азота из атмосферы и связыванием его в нитратах и нитритах почвен­ного покрова. В результате атмосферное давление постепенно падает, а это приводит к похолоданию климата.

Возможную глобальную катастрофу можно предотвратить двумя путями снижения выбросов парниковых газов:

• изменение структуры топливного баланса стран мира пу­тем перехода к менее «грязным» технологиям (переход от сжи­гания угля к сжиганию газа, использование АЭС и ГЭС, ветро­вой, солнечной и других видов природной энергии).
• широкое внедрение энергосберегающих технологий и очистных сооружений.

В Париже с 30 ноября по 12 декабря 2015 г. прошла Конфе­ренция по изменению климата. Принятый в ходе конференции документ «Парижское Соглашение» был подписан 22 апреля 2016 г. в Нью-Йорке в штаб-квартире ООН 175 странами.

Разрушение озонового слоя. Озон - трехатомный кислород (О₃), образуется в основном в стратосфере путем присоединения атомарного кислорода к молекуле кислорода. Слой максималь­ной концентрации озона на высоте 20-25 км называется озоно­вым экраном. Толщина его, приведенная к нормальным услови­ям давления атмосферы (101,3 мПа) и температуре 0 °С на по­верхности Земли, составляет 3 мм. Среднее время жизни моле­кулы озона в области максимума его концентрации составляет 0,5-3 мес.

В качестве единицы измерения общего содержания озона (ОСО) принята единица Добсона (еД или DU), которая соот­ветствует толщине озонового слоя, приведенного к нормальным условиям. Одна единица Добсона соответствует 0,01 мм толщи­ны этого слоя. В средних широтах Северного полушария наи­большее значение ОСО (до 500-700 еД) наблюдается весной, наименьшее - осенью (около 300 еД). Нормальным считается значение 340-360 еД.

В стратосфере озон выполняет две основные функции:

• поглощает большую часть жестких ультрафиолетовых лучей (УФ-лучей), губительных для всех живых организмов;
• создает тепловой пояс, который образуется из-за выделе­ния тепла при образовании молекул озона и вследствие погло­щения молекулами озона жестких УФ-лучей и инфракрасного излучения солнца (ИК-излучение). Такой тепловой пояс предот­вращает утечку тепла из тропосферы и нижних слоев страто­сферы в космическое пространство.

Концентрация озона в стратосфере за последние 25 лет сни­зилась более, чем на 2 %, а над Северной Америкой - на 3-5 %. Факторами химического разрушения озона являются хлорфтор- углеводороды (ХФУ), которые носят название фреоны (исполь­зуются в холодильных установках), оксиды азота, тяжелые ме­таллы, метан. Разрушение связано с тем, что под действием УФ-излучения освобождается хлор, который служит источником радикалов Cl^-, разрушающих озон. ХФУ способствуют разо­греву атмосферы, который может привести к парниковому эф­фекту. Установлено, что ежегодно в атмосферу попадает 1,5 млн тонн ХФУ, которые вследствие высокой устойчивости накапливаются.

Предотвращение разрушения озонового слоя возможно лишь при прекращении выбросов ХФУ путем их замены на другие жидкости (в промышленных холодильниках используют амми­ак, гексан). В Республике Беларусь ХФУ не производятся.

Космические ракеты, высотная авиация и испытание атом­ного оружия в атмосфере вместе с промышленным и бытовым загрязнением атмосферного воздуха вызывают разрушение озо­нового экрана и образование озоновых дыр, в которых содержа­ние озона меньше, чем в самом экране. За период наблюдений над территорией Беларуси наблюдалось 7 аномалий, вызвавших снижение общего содержания озона в отдельные периоды более, чем на 20 %.

В науке существует теория, согласно которой все происхо­дящие в природе аномалии зависимы от озоновых дыр. Уста­новлено, что в зоне действия озоновых дыр люди чаще болеют раковыми заболеваниями кожи, здесь возрастает количество катаракт и некоторых заболеваний, связанных с иммунной сис­темой человека.

Химическое загрязнение крупных городов и промышленных центров выбросами вредных и токсичных веществ промыш­ленными предприятиями, жилищно-коммунальной сферой, сельским хозяйством, транспортом. Промышленные пред­приятия выбрасывают в воздушный бассейн свои специфиче­ские примеси. Так, с черной и цветной металлургией связано образование в атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, оксидов азота и серы, фенола, формальдегида и др. Быстрое развитие химической и нефтехимической промышленности ве­дет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли боль­шого количества стойких токсических кислот. Для машиностро­ения характерны выбросы угарного газа, оксидов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ, связанных в основном с литейным, гальваническим и красочным произ­водством. В промышленности строительных материалов наи­более мощными выбросами вредной пыли в окружающую мест­ность отличаются предприятия по производству цемента.

Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали, отопи­тельные котельные, работая на твердом топливе, загрязняют воздух оксидами серы, углерода, азота, пылью. В результате сжигания угля за последние 100 лет на поверхности Земли оста­лось 20-30 млрд т шлака, а с золой поступило в биосферу более 1 млрд т кремния, более 1 млн т мышьяка, а также никель, ко­бальт, цинк, сурьма.

Фотохимический смог (фотохимический туман) - относи­тельно новый тип атмосферного загрязнения. Он является ак­туальной экологической проблемой наиболее крупных городов, где сконцентрировано огромное количество транспортных средств. Фотохимический смог - это многокомпонентная смесь газов и аэрозольных частиц. Основными компонентами смога являются озон, оксиды серы и азота, а также многочисленные органические соединения перекисной природы, которые в со­вокупности называются фотооксидантами.

От фотохимического смога страдают люди, животные, рас­тения, строения, отдельные материалы:

• смог вызывает у людей раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла;
• обостряет легочные и различные хронические заболевания, кроме того, помимо раздражающего воздействия может оказать и общетоксическое; для смога характерен неприятный запах;
• вызывает ускоренную коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, и даже порчу одежды;
• негативно влияет на растения, происходит набухание ли­стьев, на верхних листьях появляются пятна белого налета, а на нижних - бронзового или серебристого оттенка; затем рас­тение погибает.

Кислотные осадки. Термином «кислотные осадки» называ­ют все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, ту­ман, дождь со снегом с величиной рН < 5,6 (кислотность до­ждевой воды составляет около рН 5,6; водопроводной ~ рН 7).

Выбросы промышленных предприятий могут переноситься воздушными потоками на многие тысячи километров и вызывать «кислотные дожди» в странах, которые находятся на больших расстояниях от источников загрязнений. Главные кислотообра­зующие выбросы - оксиды серы (SO^) и оксиды азота (ЛО_х).

Основными природными источниками поступления диокси­да серы в атмосферу являются вулканы и лесные пожары, ан­тропогенными - выбросы в атмосферу при сжигании богатого серой топлива - угля и мазута (содержание серы в них колеблет­ся от 0,5 до 5-6 %), на электростанциях (~40 % антропогенного поступления в атмосферу), в металлургических производствах, при переработке серосодержащих руд, при различных химиче­ских технологических процессах и работе ряда предприятий машиностроения (~50 %). Общее количество диоксида серы антропогенного происхождения в атмосфере сейчас значитель­но превышает его естественное поступление. При сжигании каждого миллиона тонн угля выделяется около 25 тыс. т серы в основном в виде ее диоксида (при сжигании мазута - в 4-5 раз меньше).

Оксиды азота техногенного происхождения образуются при сгорании топлива, особенно если температура превышает 1000 °С. Дополнительный источник выбросов оксидов азота - сельское хозяйство, интенсивно использующее азотные хими­ческие удобрения.

Специфическая особенность кислотных осадков - их транс­граничный характер, обусловленный переносом кислотообра­зующих выбросов воздушными потоками на большие расстоя­ния - сотни и даже тысячи километров. Почти все страны одно­временно являются экспортерами своих и импортерами чужих выбросов.

Негативные последствия выпадения кислотных осадков:

• хлор, аммиак, оксиды азота и серы (основные составляю­щие кислотных осадков) вызывают раздражение и воспаление слизистых оболочек глаз, дыхательных путей, кожи у человека и животных;
• закисление пресных вод (главным образом серной и азот­ной кислотами) и потеря ими способности к нейтрализации. Кис­лая реакция среды вызывает массовую гибель пресноводных рыб. При значении < pH 4,5 из алюмосиликатов выщелачиваются ионы А1³+, которые вызывают некрозы (разрушение) тканей орга­низма рыб и их гибель. При значениях < pH 5,2 медленно разру­шаются раковины моллюсков, у планктона нарушается кальцие­вый обмен и процесс фотосинтеза;
• подкисление почвы происходит тогда, когда выделяют­ся токсичные для растений и микроорганизмов ионы алюми­ния (А1³+) и катионы кальция и магния вымываются в более глубокие слои почвы;
• влияние на состав микроорганизмов в почве (в кислой среде развивается больше грибков, чем бактерий). Снижается активность процессов разложения и минерализации органиче­ских остатков, которая выполняется бактериями, уменьшается биологическая активность азотфиксирующих бактерий;
• непосредственная гибель растений, которая в наиболь­шей степени отмечается вблизи от источника загрязняющих выбросов. Загрязненные деревья в большей степени подвер­жены болезням, вредителям; на них растут мхи, предпочитаю­щие кислую среду;
• рост популяций простейших организмов, вызывающих загрязнение водоемов и ухудшающих качество поверхностных вод и вызывающих болезни человека;
• разрушение памятников архитектуры. Прочный, твердый мрамор (СаСО₃), смесь оксидов кальция (СаО ) реагируют с раствором серной кислоты и превращаются в гипс (СаSО4). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мяг­кий материал. Исторические памятники Греции и Рима, про­стояв тысячелетия, в последние годы разрушаются прямо на глазах. Более 100 тыс. ценнейших витражей, украшающих со­боры в городах Европы, могут быть полностью утрачены в ближайшие 15-20 лет.

Биоиндикатором загрязнения атмосферы являются лишай­ники. Многочисленные исследования в районах промышленных объектов на заводских и прилегающих к ним территориях по­казывают прямую зависимость между загрязнением атмосферы и сокращением численности определенных видов лишайников.

Радиоактивное загрязнение атмосферы. Радиоактивное загрязнение окружающей среды в целом, биосферы и атмосфе­ры в том числе представляет собой увеличение естественного радиационного фона в результате использования человеком естественных и искусственных радиоактивных веществ.

Источниками радиоактивного загрязнения окружающей сре­ды явились, прежде всего, экспериментальные взрывы при ис­пытаниях атомных и водородных бомб, различные производства, связанные с изготовлением ядерного оружия, ядерные реакторы и атомные электростанции, отходы атомных предприятий и уста­новок. Выпадения радионуклидов происходили неоднородно по поверхности планеты. Так, около 76 % глобальных выпадений стронция-90 пришлось на северное полушарие, где было про­ведено 90 % от общего числа испытаний. Максимум глобальных выпадений пришелся на 40°-50° северной широты. Источником радиоактивного загрязнения биосферы являются выбросы при авариях на АЭС и объектах военно-промышленного комплекса.

Сельское хозяйство. Характерной особенностью сельско­хозяйственных предприятий является наличие в выбросах таких специфических веществ, как аммиак, сероводород, метан (от­ходы животноводческих комплексов, растительные остатки); поступление пестицидов, обладающих токсичностью и стойким неприятным запахом; поступление аммиака, оксидов азота при внесении минеральных азотных удобрений и органических удо­брений; выбросы при работе сельскохозяйственной техники (тракторы и комбайны в основном с дизельными двигателями).

Жилищно-коммунальное хозяйство. В жилищно-комму­нальном хозяйстве имеет место накопление, сжигание и пере­работка бытовых отходов. Канализационные системы, кухни, мусоропроводы, свалки являются источниками загрязнения атмосферы населенных мест. В большом городе заметно про­является загрязнение воздуха его населением. Каждый человек ежедневно выдыхает около 10 м³ воздуха, насыщенного парами воды и содержащего около 4 % углекислого газа, а также вы­деляет 600-900 г пота. Поэтому в городе с пятимиллионным населением люди ежесуточно выделяют в атмосферу около 2 млн м³ углекислого газа, 600 м³ водяного пара и секрета по­товых желез.

Мобильные источники выбросов - это транспортные сред­ства и самоходные машины, оснащенные двигателями, эксплу­атация которых влечет за собой выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Транспортные средства являются также источником шумового загрязнения.

Выхлопные газы автомобильного транспорта представляют собой сложную смесь, в которую входят около 280 компонентов. К основным веществам, содержащимся в выбросах транспорта, относятся оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества (сажа), и летучие органические соединения (ЛОС): бензол, 1,3-бутадиен, формальдегид - сильные канцерогены и др. Определенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят износ шин, тормозов, деталей двигателя и испарение топлива. Несмотря на то, что ди­зельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, они су­щественно больше выбрасывают дыма и в сочетании с сильным шумом сильнее загрязняют окружающую среду и в большей сте­пени влияют на здоровье человека.

Сверхзвуковые самолеты и воздушные корабли загрязняют ат­мосферу оксидами азота, серы, а также частицами оксида алюми­ния (транспортные космические корабли), отработавшими газами вблизи аэропортов и на высотах полета. Происходит шумовое за­грязнение, создаваемое самолетами при взлете и посадке.

Основными видами воздействия железнодорожного транс­порта (не переведенного на электротягу) на окружающую сре­ду являются: выбросы твердых, жидких и газообразных ве­ществ. Одним из потенциально опасных для окружающей сре­ды видом воздействия является перевозка в больших объемах взрывоопасных, химических и прочих опасных грузов.

Проблема пресной воды и загрязнение Мирового океана.

Водные ресурсы Земли или гидросфера - это совокупность вод океанов, морей, озер, рек, ледников, недр, почвенная и ат­мосферная влага (74 % поверхности Земли покрыто водой).

Более 96 % объема гидросферы составляют моря и океаны (Мировой океан), около 2 % - подземные воды, около 2 % - льды и снега, около 0,02 % - поверхностные воды суши. Общие за­пасы воды на Земле составляют ~ 1,36 млрд км³. Объем пресной воды составляет приблизительно 2,5 % (общих запасов), из ко­торых около 69 % приходится на ледники. На каждого жителя Земли приходится ~ 0,19 км³ морской воды и 0,0048 км³ - пре­сной воды.

Пресная вода относится к возобновляемым ресурсам, но име­ющиеся ее запасы ограничены. Проблема пресной воды связана со следующими причинами:

• неравномерным распределением воды на суше - 60 % су­ши занимают пустынные и полупустынные земли, лишенные воды;
• быстрым ростом населения планеты - 7,373 млрд чел. (2015 г.);
• развитием промышленности и сельского хозяйства (глав­ный потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80 % всей пресной воды), загрязняющими воды и ухудшающими их качество;
• вырубкой лесов (интенсивная вырубка тропических ле­сов в пойме Амазонки), осушительной мелиорацией (Белорус­ское Полесье), интенсивным орошением пустынных земель (водами Амударьи и Сырдарьи и исчезновение по этой причи­не Аральского моря), которые повлекли за собой изменение гидрологического режима территории;
• высоким уровнем загрязнения поверхностных и подзем­ных вод во многих регионах мира и несовершенными техно­логиями их очистки, приводящими к обострению проблемы питьевого водоснабжения. По данным международной конфе­ренции в Рио-де-Жанейро (1992), в развивающихся странах каждый третий житель страдает от недостатка питьевой воды; 80 % всех болезней и 1/3 всех смертных случаев вызваны по­треблением загрязненной воды. В связи с этим важной проб­лемой становится обеспечение всех жителей планеты добро­качественной питьевой водой за счет ее рационального ис­пользования.

Загрязнение Мирового океана. Ежегодно в Мировой океан попадает до 100 млн т различных отходов. Наиболее загрязнен­ными являются: Средиземное, Северное, Балтийское, Черное, Азовское, Японское море, а также Бискайский, Персидский, Мексиканский, Гвинейский заливы.

Основные источники загрязнения Мирового океана:

• загрязнение радиоактивными веществами. Можно выде­лить четыре основных источника радиоактивного загрязнения вод Мирового океана: испытание ядерного оружия; непосред­ственный сброс радиоактивных отходов; крупномасштабные катастрофы на объектах военно-промышленного комплекса и атомной энергетики (аварии на Чернобыльской АЭС, Фукуси­ме-1); аварии судов и подводных лодок с атомными реактора­ми на борту;
• аварийные ситуации. Главный источник химического за­грязнения Мирового океана - аварии танкеров. Нефть и неф­тепродукты являются наиболее распространенными загрязня­ющими веществами. Наибольшие загрязнения нефтью и неф­тепродуктами связаны с ее транспортировкой из районов до­бычи, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, нефтяные аварии, поступление по рекам с бытовыми, ливне­выми и промышленными стоками;
• захоронение отходов (дампинг). Многие страны, имею­щие выход к морю, производят морские захоронения различ­ных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промыш­ленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывча­тых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10 % от всей массы загрязняю­щих веществ, поступающих в Мировой океан. От загрязнения страдают все океанские воды, но загрязненность прибрежных вод выше, чем в открытом океане.

Деградация почвы и опустынивание. Деградация почвы - это снижение или потеря почвой главного ее свойства - плодо­родия. «Деградация» означает потерю биологической и эконо­мической продуктивности земель. Причины снижения плодо­родия почв: эрозия, химическое загрязнение, нарушение струк­туры почвенного покрова и загрязнение отходами при открытых способах добычи полезных ископаемых, просадка почвы при закрытых добычах полезных ископаемых, загрязнение отходами промышленности (отвалы, шламы, свалки), вырубка лесов, ме­лиорация, уплотнение почвы тяжелой сельскохозяйствен­ной техникой, нарушение биологического равновесия в почве (применение пестицидов уменьшает видовое разнообразие по­чвенных организмов, снижает биохимические процессы, из­меняет физико-химические свойства почвы).

Опустынивание. Конвенция ООН по борьбе с опустынива­нием (1994) определяет опустынивание как деградацию земель в засушливых районах в результате действия различных факто­ров, включая изменение климата и деятельность человека. Опу­стынивание - это совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к необратимым изменениям почвы, растений, разрушению равновесия в экосистемах и деградации всех форм органической жизни на конкретной территории. Ес­ли эти процессы действуют одновременно, последствия опу­стынивания становятся катастрофическими.

Опустынивание происходит во всех природных зонах мира. За 100 лет (с 1882 г. по 1982 г.) доля территорий, определяемых как пустыни, возросла с 9,4 до 23,3 %. Сейчас пустынями ан­тропогенного происхождения занято более 9 млн км², а из про­дуктивного использования земель ежегодно выбывает до 7 млн га.

Опустынивание земель влечет за собой большие экономиче­ские и социальные проблемы - увеличение числа экологических мигрантов. Дальнейшая деградация земель, резкое снижение урожайности ставит под угрозу жизнь примерно 250 млн чел. и ухудшает условия жизни 1 млрд чел. Около 135 млн чел. на­ходятся под угрозой превращения в экологических беженцев. Экономические потери из-за опустынивания в мире составляют 42 млрд дол./год в виде утраченного дохода. Прогнозируется, что к 2020 г. 60 млн жителей южной части Африки из-за потери плодородных почв будут вынуждены покинуть свои дома и перебраться в другие районы континента или в Европу. К 2050 г. число экологических мигрантов может увеличиться до 200 млнчел.

Оскуднение биологического разнообразия. Биологическое разнообразие (БР) - это совокупность и многообразие всех форм жизни, населяющей нашу планету, а также разнообразие мест обитания.

Согласно «Глобальной оценке биологического разнообразия» ЮНЕП (1995) наиболее вероятное количество видов на Земле составляет 13-14 млн, из которых описаны лишь 1,75 млн (менее 13 %). Перед угрозой уничтожения по последним данным аме­риканских ученых, находится 33,5 тыс. видов растений (14 % от общего числа обследованных видов). Из 9,6 тыс. видов птиц, обитающих на Земле, 2/3 переживают снижение численности, а 11 % угрожает вымирание. Из обитающих на Земле 4,4 тыс. видов млекопитающих 11 % от всех видов находятся под угрозой вы­мирания и еще 14 % могут попасть в эту категорию, если суще­ствующие тенденции будут продолжаться. Из 24 тыс. видов рыб под угрозой вымирания ныне находится 1/3 часть всех видов.

Основные непосредственные причины исчезновения видов животных:

• интродукция новых видов (переселение особей какого- либо вида животных и растений за пределы естественного аре­ала в новые для них места обитания), которая сопровождается вытеснением или истреблением местных видов (39 % всех по­терянных видов животных);
• разрушение условий существования, прямое изъятие тер­риторий, заселенных животными, и их деградация (36 % от всех потерянных видов);
• неконтролируемая охота и отлов (23 %). За последние полвека рыбные уловы выросли почти в 5 раз, при этом 70 % от всех океанических промыслов подвергаются предельной либо запредельной эксплуатации. Существенный фактор исчезнове­ния видов - торговля дикими животными. Производство меди­цинских препаратов на растительной и животной основе (от 25 до 40 % этих лекарств содержат естественные биологические компоненты) усиливает угрозу исчезновения целебных растений и редких животных.

Если сокращение биоразнообразия будет продолжаться, мно­гие природные ресурсы окажутся под угрозой, так как продук­тивность экосистем резко снизится. На национальном уровне это может означать сокращение государственного дохода и со­ответственно ВВП. Снижение видового и генетического раз­нообразия подрывает дальнейшее совершенствование форм жизни на Земле.

Проблема отходов. Любой производственный процесс со­провождается двумя конечными продуктами: полезной продук­цией для общества и отходами этого производства. Загрязнение окружающей природной среды отходами производственной и непроизводственной деятельности людей относится ко всем геосферам нашей планеты. В XXI в. вопрос утилизации быто­вого и промышленного мусора, перерастает в проблему миро­вого масштаба. Прежде всего твердые отходы, которые накап­ливаются на свалках, в отвалах служат опасными источниками загрязнения земной поверхности, почвенного покрова, а через него - и других компонентов экосистем.

Радиоактивные отходы образуются в результате работы атом­ных электростанций, судовых двигателей, предприятий военной промышленности, некоторых научно-исследовательских орга­низаций. Такие отходы большей частью захоранивают в специ­альных хранилищах на суше. С течением времени это становит­ся все более сложным технически и экологически опасным способом (в особенности захоронение высокоактивных отходов ядерного комплекса).

Загрязнения космического пространства (космический мусор). Вместе с расширением освоения околоземного косми­ческого пространства усиливается и его техногенное засорение. Засорение космоса становится проблемой не только самого кос­моса, но и глобальной проблемой биосферы Земли, проблемой безопасности жизнедеятельности человека.

В 1993 г. был создан международный орган - Межагентский координационный комитет по проблеме техногенного засорения космического пространства - Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC), единственной задачей которого является всестороннее изучение проблемы техногенного засо­рения околоземного космического пространства и выработка мер противодействия этому процессу.

Космический мусор - это искусственные объекты, вышедшие из строя, и их фрагменты, находящиеся в космосе, и являющи­еся опасным фактором воздействия на функционирующие кос­мические аппараты, особенно пилотируемые. Отдельные объ­екты могут содержать ядерные и токсичные вещества. Источник образования космического мусора - разрушение космических объектов: взрывы космических кораблей и ракетоносителей; столкновения космических кораблей и деградация их поверх­ности под воздействием агрессивной космической среды (так называемое старение космических объектов, или возрастная деградация).

За последние 50 лет было запущено около 6600 спутников, из них 3600 совершают обороты вокруг Земли, а 1000 находят­ся в активном режиме.

По данным Европейского Космического Агентства вокруг нашей планеты вращаются обломки общей массой 6300 т, ско­рость их полета достигает 56 000 км/ч. Большая часть космиче­ского мусора принадлежит Китаю - 40 % всей массы, США - 27,5 %, России - 25,5 %, другим странам - 7 %.

Опасность космического мусора для планеты Земля:

• снижение прозрачности околоземной среды вследствие накопления мелкой фракции космического мусора, все боль­шее нарушение сложившегося за миллиарды лет баланса све- то- и теплообмена Земли;
• падение на Землю фрагментов космических объектов по­сле их вхождения в плотные слои атмосферы (опасность по­добных событий состоит не только в самом факте падения, но и в том, что район и время его падения предсказываются не­точно);
• выпадение на Землю радиоактивных материалов (напри­мер, фрагментов бортовых энергетических реакторов);
• опасность столкновений мусора в космосе (механическое повреждение, разрушение или взрыв) из-за большой кинети­ческой энергии осколка. Например, алюминиевый шарик мас­сой в 1 г, движущийся со скоростью 10 км/с, несет такую же разрушительную силу, что и 160-килограммовый сейф, летя­щий со скоростью 100 км/ч.

Глобальные экологические проблемы становятся основным фактором существования человеческой цивилизации на плане­те Земля. По расчетам экспертов США к 2030 г. народонаселение мира может достигнуть 10 млрд человек. Для поддержания жиз­недеятельности потребуется увеличить сельскохозяйственное производство в 4 раза, производство энергии в 6 раз. За послед­ние 50 лет объем сжигаемых ископаемых видов топлива увели­чился почти в 5 раз; потребление пресной воды - в 3 раза; объ­ем добываемых морских продуктов - в 4 раза; объем сжигаемой в промышленных и бытовых целях древесины увеличился за последние 25 лет на 40 %.

Самая важная из глобальных проблем современности за­ключается в сохранении на земле условий существования чело­веческой цивилизации - экологических условий. Для поиска путей и методов преодоления кризисных ситуаций возникло новое научное направление - глобалистика.

Глобалистика - совокупность научных исследований, на­правленных на выявление сущности глобальных проблем, или проблем, затрагивающих интересы человечества в целом и каж­дого отдельного человека, и поиск путей их преодоления.

С целью прогнозирования развития цивилизации и разработ­ки методов преодоления кризисных ситуаций широкое распро­странение получило научное направление - глобальное модели­рование. Была поставлена задача с помощью математических моделей и компьютерных технологий выявить пределы роста мировой цивилизации, нагрузок антропогенного характера.

Глобальные модели - социально экологические модели раз­вития, ориентированные на прогноз развития (деградации) био­сферы и цивилизации на Земле или в крупных регионах. В гло­бальных моделях должны учитываться во взаимосвязи эконо­мические, демографические, экологические, социальные и по­литические факторы.

Современные ученые сделали расчеты и спрогнозировали ожидаемые тенденции окружающей среды на ближайшие годы (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Изменения и тенденции окружающей среды до 2030 г.

Характеристика	Тенденция 1970-1990 гг.	Сценарий 2030 г.
1	2	3
Сокращение пло­щади естествен­ных экосистем	Сокращение            площади естественных экосистем происходит на суше со скоростью 0,5—1,0 % в год; к началу 1990-х гг. их сохранилось около 40 %	Сохранение тенденции, приближение к почти полной ликвидации на суше
Потребление пер­вичной биологиче­ской продукции	Потребление        первичной биологической продукции увеличилось на суше на 40 %, глобальный рост по­требления — на 25 % (оцен­ка 1985 г.)	Рост потребления на су­ше — 80—85 %, глобаль­ный — 50—60 %
Изменение кон­центрации парни­ковых газов в ат­мосфере	Концентрация парнико­вых газов вырастает еже­годно от десятых процен­та до целых единиц	Рост концентрации, уско­рение роста концентра­ции СО и СН4 за счет ускорения разрушения биоты
Истощение озоно­вого слоя, рост озоновой                          дыры над Антарктидой	Истощение            озонового слоя продолжается на 1—2 % в год, рост площа­ди озоновых дыр	Сохранение тенденции истощения          озонового слоя и роста озоновой дыры даже при прекра­щении выбросов ХФУ к 2000 г.
Сокращение пло­щади лесов, осо­бенно тропических	Сокращение площади ле­сов происходит со скоро­стью от 117 тыс. км2 в год (1980) до 180 ± 20 тыс. км2 в год (1989); сведение леса и его лесовостановление имеют соотношение 10:1	Сохранение тенденции; сокращение площади ле­сов в тропиках с 18 (1990) до 9—11 млн км2, сокра­щение площади лесов умеренного пояса
Опустынивание	Расширение площади пу­стынь (60 тыс. км2 в год), рост техногенного опу­стынивания, токсичных пустынь	Сохранение тенденции; возможен рост темпов за счет уменьшения влаго­оборота на суше и накоп­ления поллютантов в поч­вах
Деградация         зе­ мель	Рост эрозии (24 млрд т ежегодно), снижение пло­дородия, накопление за­грязнителей, закисление, засоление почв	Сохранение тенденции, рост эрозии и загрязне­ния, сокращение сель­скохозяйственных зе­мель на душу населения
Повышение уров­ня океана	Подъем уровня океана на 1-2 мм в год	Сохранение тенденции, возможно ускорение подъ­ема уровня до 7 мм в год
Стихийные бед­ствия, техноген­ные аварии	Рост числа стихийных бед­ствий и техногенных ава­рий на 5-7 % в год; рост ущерба на 5-10 %, рост числа жертв на 6-12 %	Сохранение и усиле­ние тенденций
Исчезновение био­логических видов	Быстрое          исчезновение биологических видов	Усиление тенденции по мере разрушения био­сферы
Качественное ис­тощение вод суши	Рост объема сточных вод, точечных и площад­ных источников загрязне­ния, числа поллютантов и их концентрации	Сохранение и нараста­ние тенденций
Накопление пол­лютантов в средах и организмах, ми­грация в трофиче­ских цепочках	Рост массы и числа пол­лютантов, накопленных в средах и организмах, рост радиоактивности среды, «химические бомбы»	Сохранение тенденций и возможное их усиление
Ухудшение каче­ства жизни, рост заболеваний, свя­занных с загрязне­нием окружаю­щей среды (в том числе генетиче­ских), появление новых болезней	Рост бедности, нехватка продовольствия, высокая детская смертность, высо­кий уровень заболеваемо­сти, необеспеченность чи­стой питьевой водой в развивающихся странах; рост генетических заболе­вай, высокий уровень ава­рийности, рост потребле­ния лекарств, рост аллер­гических заболеваний в развитых странах; панде­мия СПИД в мире, пони­жение иммунного статуса	Сохранение тенденций, рост нехватки продо­вольствия, рост числа за­болеваний, связанных с экологическими наруше­ниями (в том числе гене­тических), расширение территории инфекцион­ных заболеваний, появ­ление новых болезней