додати матеріал

приховати рекламу

Типи екологічних криз Критерії виходу з екологічних криз

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

МІНІСТЕРСТВО НАРОДНОЇ ОСВІТИ, КУЛЬТУРИ ТА ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я РЕСПУБЛІКИ КАЗАХСТАН

АМУ ім. Абая

Кафедра: Філософії

Реферат
На тему:
Типи екологічних криз. Критерії виходу з екологічних криз
Виконала:
Студентка 2 МТР
Леонтьєва І.
Перевірив:
Аюпов Н.Г.
Алмати 2000 г.

Типи екологічних криз. Критерії виходу з екологічних криз
В останні роки ми часто чуємо і вживаємо слово «екологія», але навряд чи можна вважати, що всі розуміють під ним одне й, те саме. Про те, який сенс слід вкладати в це поняття, сперечаються навіть фахівці.
А поки вони сперечаються, нефахівці вже зрозуміли, що таке екологічний мінімум: це значить - дихати чистим повітрям, пити чисту воду, їсти їжу без нітратів і не світитися в темряві.
Термін «екологія» (від грецьких «ойкос» - будинок, місце проживання, і «логос» - наука) був придуманий у 1866 році німецьким зоологом Ернстом Геккелем, який ввів його в ужиток для позначення «загальної науки про відносини організмів до навколишнього середовища» , куди ми відносимо в широкому сенсі всі «умови існування». Це поняття, спочатку досить вузьке, надалі розширювалося, яке-то час і екологія розвивалася як одна з біологічних наук, що вивчає не окремі організми, а структуру та функціонування біологічних систем - популяцій, видів, спільнот - і їх взаємодій один з одним і з навколишнім середовищем. Таке або близьке визначення екології можна знайти в багатьох сучасних енциклопедіях і довідниках,
Але зараз поняття «екологія» вже далеко вийшло за рамки того, що вкладалося в нього Ернстом Геккелем і що вказується в довідниках і енциклопедіях. Тепер це вже самостійна наука про навколишнє середовище (з точки зору її взаємодій з живими організмами і перш за все з людьми). Її живить не тільки і не стільки біологія, але і майже всі науки про Землю - метеорологія, гідрологія, океанологія, кліматологія, географія, геологія з необхідними для них фізико-математичними і хімічними методами, а також соціологія, психологія та економіка.
Зараз ця наука, мабуть, ближче не до біології, а до географії, включаючи її фізичну і економічну половини. Здається, що для географії, здавалося б, уже вичерпала свої колишні творчі завдання, переорієнтація на екологію відкриває нові необмежені перспективи.
Такого розширення змісту екології та зміщення в ньому акцентів зажадав стрімке кількісне зростання людства, яке почало усвідомлювати небезпеки, що загрожують всій планеті (ядерна катастрофа, можливий парниковий ефект тощо), вже зіткнулося у своїй практиці з обмеженістю природних ресурсів (у тому числі енергетичних) і на власні очі побачило згубні побічні дії нерозумної господарської діяльності на навколишнє середовище - екологічні катастрофи, як Чорнобиль і Арал. 8 зв'язку з цим сучасна екологія ставить на чільне своїх інтересів взаємодії людини з екологічними системами, всієї навколишнім середовищем.
Згадавши кількісне зростання людства, ми, проте, сподіваємося, що наявного зараз і навіть дещо більшій кількості людей на Землі можна забезпечити екологічний мінімум. Але єдиний шлях до цього бачиться в тому, щоб рішуче порвати з екстенсивної економікою і перейти до інтенсивної.
Екстенсивна економіка - це, по-перше, видобуток і використання як можна більшої кількості природних ресурсів (включаючи енергію) і, по-друге, спроби зробити якомога більше продуктів промисловості і сільського господарства. І те й інше пріродоразрушітельно. Така економіка ненаукова. Вона безперспективна.
Інтенсивна економіка - це виробництво необхідної кількості споживчих продуктів і товарів при якомога менших витратах енергії і інших ресурсів (і строгому дотриманні природоохоронних норм очищення всіх скидів та утилізації відходів до переходу на замкнені цикли, наприклад, повітро-та водокористування). Можливість такої економіки доведена численними прикладами енерго-і ресурсозберігаючих безвідходних технологій, що використовуються в розвинених країнах.
Хоча в останні роки ми почали усвідомлювати єдність і кінцівку біосфери і всієї навколишнього середовища, відповідальність людства за свою власну долю, долю біосфери, долю всієї планети, ми ще дуже далекі від того стану, що В. І. Вернадський назвав терміном «ноосфера» ( від грецького «ноос» - розум). Останнє передбачає перетворення людини з чужорідного елементу в природі в її невід'ємну, органічно вписується в неї частину. Це буде досягнуто тільки тоді, коли нове мислення, в якому екологічні проблеми повинні мати вищий пріоритет, стане внутрішньою потребою всього людства, від осіб, наділених владою і розпоряджаються ресурсами, до всіх громадян світу. Поки ж на додаток до природно зростаючим екологічних проблем люди продовжують створювати все нові труднощі, які неминуче доведеться долати, витрачаючи великі зусилля і кошти.
Видається, що всі екологічні проблеми можна віднести, перш за все, до двох пов'язаних один з одним головним чинникам: змін клімату і забруднення навколишнього середовища. Цим двом чинникам і присвячена ця робота.
Хоча зміни клімату, природні або викликані діяльністю людини (так звані антропогенні), відбуваються порівняно повільно, вони охоплюють величезні регіони і тому можуть становити серйозну проблему для людства. При значних змінах клімату відбудуться зміщення кліматичних зон, в результаті чого людям доведеться цілком або частково перебудовувати в цих зонах свою господарську діяльність. Забруднення навколишнього середовища також приймає глобальний характер, так як фактично воно не знає національних кордонів. Наростання забруднення перетворюється на небезпеку для самого існування біосфери, і в тому числі всього людства.

1. Чому забруднення наростає?
Забруднення навколишнього середовища - це надходження в неї шкідливих речовин (іноді говорять і про тепловому забрудненні), які можуть завдати шкоди здоров'ю людини, неорганічної природи, рослинному і тваринному світу чи стати перешкодою у тієї чи іншої людської діяльності. Звичайно, забруднення, викликані діяльністю людей (їх називають антропогенними), треба відрізняти від природних забруднень. Зазвичай, кажучи про забруднення, мають на увазі саме антропогенне забруднення і оцінюють його, порівнюючи потужності природних і антропогенних джерел забруднення.
Забруднення навколишнього середовища має майже таку ж довгу історію, що й історія самого людства. Довгий час первісна людина мало чим відрізнявся від інших видів тварин і в екологічному сенсі знаходився в рівновазі з навколишнім середовищем. До того ж чисельність людства була невелика. За оцінками дослідників, 100 тисяч років тому на Землі було всього близько мільйона чоловік. З плином часу в результаті розвитку біологічної організації людей, їх розумових здібностей, людський рід виділився серед інших видів. За словами французького еколога Ф. Рамада, «виник перший вид живих істот, вплив яких на все живе являє собою потенційну загрозу для рівноваги в природі».
Хорошим показником зростання втручання людини у природні процеси, в природний кругообіг речовин може служити зростання кількості енергії, споживаної людиною. За одиницю кількості енергії можна прийняти кілокалорію: це приблизно кількість тепла, необхідне для нагрівання кілограма води на один градус Цельсія. На зорі свого розвитку людина споживав у вигляді їжі 2-4 тисячі кілокалорій на добу. Після перших технічних революцій (оволодіння вогнем, перехід до осілого способу життя і сільськогосподарського виробництва, приручення деяких видів тварин) додалося приблизно стільки ж використовуваної людиною теплової і механічної енергії. Вважається, що 10 тисяч років тому (у новому кам'яному віці) використовувалося близько 10 тисяч кілокалорій на людину на добу. У феодальному суспільстві, заснованому на сільськогосподарському виробництві, ця величина зросла до 22-26 тисяч кілокалорій на добу - це ще не порушувало рівноваги людини з природою, оскільки виробництво тієї пори непогано вписувався в природний кругообіг речовин. Але далі пішло гірше, і становище істотно змінилося з початком промислової революції XVII-XVIII століть, коли виробництво і споживання енергії на кожну людину зросла до 70 тисяч кілокалорій на добу.
А зараз у промислово розвинених країнах (наприклад, у США) споживається до 200-250 тисяч кілокалорій на добу на кожну людину. За даними Світового банку в промислово розвинених країнах з ринковою та плановою економікою за рахунок невідновлюваних паливних запасів (природний газ, нафта, вугілля, ядерна енергія) було вироблено і спожито 139 тисяч кілокалорій на добу на душу населення. Правда, в інших країнах виробляється набагато менше енергії, і середня цифра уп'ятеро нижче - близько 43,5 тисячі кілокалорій на добу на душу населення, тобто в 10-20 разів більше, ніж споживали первісні люди. І за всіма прогнозами виробництво і споживання енергії на кожну людину будуть продовжувати рости.
Чисельність людства. Але ж треба ще врахувати зростання чисельності людства. За оцінками істориків, 10 тисяч років тому, тобто на початку нового кам'яного віку, чисельність населення Землі становила 5 мільйонів осіб, до часу утворення Римської імперії -150 млн чоловік, в 1650 році - 545 мільйонів. У 1840 році вона досягла 1 мільярда чоловік, а далі стала збільшуватися особливо швидкими темпами, досягнувши 2 мільярдів у 1930 році, 3 мільярдів - в 1960 році, 4 мільярдів - у 1975 році, і в даний час на Землі налічується вже 6500 млн осіб. Інакше кажучи, щоб досягти чисельності в 1 мільярд, людству знадобилося не менше півмільйона років, а потім прирости на мільярд людей відбувалися за 90, 30, 15 і 12 років. Видно, що в останні десятиліття темп зростання сповільнилося, але зростання ще триває, і це створює серйозну глобальну проблему. Той же Ф. Рамаді вважає, і не без підстав, що «демографічний вибух XX століття за своїми наслідками, можливо, перевершує такі наукові відкриття, як ядерна енергія і кібернетика».
Якщо врахувати обидва ці фактори - споживання енергії на душу населення і чисельність людства, то виявиться, що використовувана людством енергія зараз перевищує енергію, яку використовувало людство в первісну епоху, в 5000 разів. Потужність джерел використовуваної в даний час енергії становить близько 1,2 десятка мільярдів кіловат проти 0,24 мільйона в новому кам'яному віці. Можна вважати, що втручання людини у природні процеси за цей час виросло не менш ніж у 5000 разів, якщо це втручання взагалі можна оцінити.
Справа не тільки в тому, що здатність навколишнього середовища до самоочищення знаходиться на межі із-за великих кількостей, що надходять у середовище відходів людської діяльності. Значна частина цих відходів чужа природному середовищу. Вони або отруйні для мікроорганізмів, що руйнують складні органічні речовини і перетворюють їх на прості неорганічні сполуки, або взагалі не руйнуються і тому накопичуються в різних частинах навколишнього середовища. Навіть ті речовини, які звичні для навколишнього середовища, вступаючи до неї в дуже великих кількостях, можуть змінювати її якості і впливати на екологічні системи.

2. Забруднення атмосфери
Найбільш поширені забруднювачі атмосфери поступають в неї в основному у двох видах: або у вигляді зважених частинок (аерозолів), або у вигляді газів. По масі левову частку - 80-90 відсотків - всіх викидів в атмосферу через діяльність людини складають газоподібні викиди. Серед них головне місце займають хімічні сполуки вуглецю, сірки та азоту.
Вуглекислий газ. У першій частині ми вже розглядали вуглекислий газ (двоокис вуглецю). У результаті спалювання палива, а також виробництва цементу в атмосферу надходить величезна кількість цього газу. Наприклад, в 1984 році в атмосферу було викинуто 19,5 мільярда тонн вуглекислого газу. Сам цей газ не отруйний (деякі фахівці вважають навіть, що він необхідний для дихання). Він знаходить широке застосування в побуті (газована вода, «сухий лід» і т. п.). Його екологічна роль полягає у впливі на клімат через парниковий ефект.
Чадний газ. Спалювання палива, яке створює велику частину газоподібних, та і аерозольних забруднень атмосфери, служить джерелом іншого вуглецевого з'єднання - чадного газу (окису вуглецю). Він отруйний, причому його небезпека посилюється тим, що він не має ні кольору, ні запаху, і отруєння ним може відбутися зовсім непомітно. Його отруйні властивості пояснюються тим, що він жадібно поглинається гемоглобіном крові і замість кисню переноситься від легких до різних тканин, що веде до кисневого голоду і загибелі організму.
Вище говорилося, що дуже малі концентрації складових сумішей прийнято виражати через мільйонні або мільярдні частки деякого об'єму (рідше - у частках маси) і позначати чнм або ЧНБ, що означає одну частину на мільйон або на більйон (мільярд). Так ось, при концентрації чадного газу в 100 чнм виникає відчуття млявості, головний біль, запаморочення, а концентрація в 1000 чнм (або 0.1 відсотка) швидко призводить до смерті людини. У природних умовах концентрація цього газу в повітрі становить 0,1-0,2 чнм (у Північній півкулі 0,2, у Південному - 0,06 чнм). У містах ця концентрація коливається від 1 до 140 чнм (в середньому 20 чнм), у великих містах на жвавих перехрестях в години пік вона нерідко може перевищувати 100 чнм, а в лондонських транспортних тунелях відзначалися концентрації до 295 чнм.
В даний час в результаті діяльності людини в атмосферу надходить близько 300 мільйонів тонн чадного газу на рік (у 1968 році в атмосферу його було викинуто 257 мільйонів тонн). Причому 70-75 відсотків викидів створюється спалюванням бензину в двигунах внутрішнього згоряння, близько 10 відсотків спалюванням вугілля і дров, приблизно стільки ж спалюванням побутових відходів і близько 5 відсотків лісовими пожежами. Деяка частина чадного газу створюється технологічними втратами в промисловості (наприклад, металургійної, нафтопереробної, хімічної).
Чимала кількість чадного газу надходить в атмосферу і з природних джерел. Точно визначити цю кількість важко, так що наявні оцінки істотно розходяться (від 90 до 30 відсотків). Основні природні джерела - це, перш за все вулкани, а також розкладання органічної речовини в придонних мулах стоячих водойм, електричні розряди в атмосфері, біологічні процеси в океані, природні лісові пожежі і, нарешті, окислення так званих терпенів - виділених рослинністю (головним чином вічнозеленої тропічної ) летких органічних продуктів її життєдіяльності.
Болотний газ. Значну частку атмосферного забруднення складають вуглеводні - органічні речовини, що складаються з вуглецю і водню. З природних джерел в атмосферу надходять, перш за все, метан, найпростіших з вуглеводнів, що складається з одного атома вуглецю, і чотирьох атомів водню, і згадувані вище терпени. Основні джерела метану - діяльність мікроорганізмів при похованні органічного вуглецю без доступу повітря, наприклад, на дні боліт (тому його іноді називають болотним газом), в насичених водою грунтах, в травних органах жуйних тварин. Деяка кількість метану (близько 30 відсотків) надходить з антропогенних джерел, наприклад. при видобутку природного газу (у ньому до 97 відсотків метану), нафти, вугілля (відомі численні випадки накопичення метану у вугільних шахтах), а також при спалюванні рослинної маси (для обігріву або ж при сільськогосподарських роботах). В останні десятиліття надходження метану в атмосферу зростало зі швидкістю 1,1 відсотка на рік і в даний час складає, за недавніми оцінками, близько 400 - 500 мільйонів тонн на рік. З такою ж швидкістю зростало і його вміст в атмосфері, яке в середніх широтах Північної півкулі оцінюється в 1,7 чнм. Для такого зростання атмосферного вмісту метану досить 11-12 відсотків його нинішніх джерел, інші 88-89 відсотків видаляються з атмосфери (вважається, що основним механізмом видалення метану є його окислення, а також його розкладання грунтовими мікроорганізмами).
Останнім часом роль різних джерел метану змінилася. У 1940-х роках на першому місці стояли болота і заболочені місцевості, а в 1980-х роках це джерело ослаб, і перемістився на четверте місце, поступившись місцем затоплюваних полях для вирощування рису («чеками»), тваринництва і спалюванню біомаси очевидна вплив діяльності людини.
Терпени, безперервно виділяються в атмосферу деревами та іншими рослинами, надходять в атмосферу приблизно в такій же кількості, що і метан, тобто близько 400 мільйонів тонн на рік (хоча деякі оцінки досягають 1000 мільйонів тонн). Ці речовини дуже активні, особливо в присутності озону. Вважається, що саме вони створюють атмосферну серпанок, часто спостерігається на суші далеко від промислових джерел забруднення. Багато читачів напевно спостерігали блакитнувату серпанок і відчували запах озону в ранковому, освітленому сонцем сосновому бору.
Вуглеводні, що надходять в атмосферу в результаті діяльності людини, становлять невелику частку від вуглеводнів природного походження, але забруднення ними має дуже важливе значення в густонаселених районах. У 1970 році в США було викинуто в атмосферу близько 35 мільйонів тонн вуглеводнів (протягом декількох попередніх років зростання майже не відбувалося), а глобальний викид в той же період оцінюється в 90 мільйонів тонн на рік. Їх надходження в атмосферу може відбуватися на будь-якій стадії виробництва, обробки, зберігання, перевезення та використання речовин і матеріалів, що містять вуглеводні. Так, вже при видобутку нафти відбувається витік попутного нафтового газу, випаровування легких фракцій нафти, неповне згоряння в газових факелах. Більше половини вуглеводнів, вироблених людиною, надходить у повітря в результаті неповного згоряння бензину і дизельного палива при експлуатації автомобілів та інших засобів транспорту. Виною тому не тільки конструктивні недоліки двигунів, а й екологічна безграмотність багатьох автомобілістів, не напружував себе регулюванням двигунів. Особливо неприємні викиди погано відрегульованих дизельних двигунів; в них є велика кількість складних циклічних і ароматичних вуглеводнів, які є канцерогенними речовинами.
Такі небезпечні для людини і тварин речовини утворюються при спалюванні вугілля, нафти, побутового сміття і навіть при виготовленні на відкритому вогні шашликів і при палінні. Чимало вуглеводнів надходить в атмосферу від хімічних заводів, при випаровуванні різних розчинників у побуті, виготовленні та використанні синтетичних фарб, при розливах бензину на бензоколонках. За певних умов висока концентрація вуглеводнів може призвести до утворення так званого фотохімічного смогу з отруйними речовинами, що викликають роздратування і захворювання дихальних шляхів і очей у людей і губящими рослинність.
Сірчистий газ. Забруднення атмосфери сполуками сірки має важливі екологічні наслідки. В атмосферу надходять головним чином сірчистий газ і сірководень. Останнім часом починають привертати увагу та інші сполуки сірки, що утворюються в результаті мікробіологічних процесів. Головні природні джерела сірчистого газу - вулканічна діяльність, а також процеси окислення сірководню та інших сполук сірки. За деякими розрахунками, внаслідок вулканічної діяльності в атмосферу щорічно потрапляє близько 4 мільйонів тонн сірчистого газу. Але набагато більше - близько 200 - 215 мільйонів тонн сірчистого газу - утворюється з сірководню, який надходить в атмосферу при розкладанні органічної речовини.
Промислові джерела сірчистого газу за інтенсивністю давно перевершили вулкани і зараз зрівнялися із сумарною інтенсивністю всіх природних джерел. У природі немає викопного палива, яке складалося б з одних вуглеводнів. Завжди є домішка інших елементів, і один з них - сірка. Навіть природний газ містить, принаймні, сліди сірки. У сирої нафти, в залежності від родовища, міститься від 0,1 до 5,5 відсотка сірки, а вугілля містить від 0,2 до 7 відсотків сірки. Тому спалювання палива дає 80-90 відсотків всього антропогенного сірчистого газу, причому найбільше (70 відсотків і більше) дає спалювання вугілля. Решта 10-20 відсотків припадають на виплавку кольорових металів і виробництво сірчаної кислоти. Сировиною для одержання міді, свинцю і цинку служать головним чином руди, що містять велику кількість сірки (до 45 відсотків). Ті ж самі руди та інші багаті сіркою мінерали служать сировиною для отримання сірчаної кислоти.
Сірчистий газ дуже отруйний, він представляє загрозу здоров'ю і навіть життю людини і тварин, завдає шкоди рослинності. У СРСР для сірчистого газу в атмосфері гранично допустимі концентрації (ГДК) для разового впливу - 0,5 міліграма на кубометр, середня за добу - 0,05, що в перерахунку на об'ємні концентрації дає 0,17 і 0,017 чнм, відповідно,
Звичайна концентрація сірчистого газу в нижній частині атмосфери дорівнює 0,2 ЧНБ. Проте його розподіл по земній кулі дуже нерівномірно. За вимірами на станціях спостереження за фоном (моніторингу), розташованих в різних районах світу і знаходяться у видаленні від безпосередніх антропогенних джерел цього газу, концентрації розрізняються в десятки і сотні разів. Найбільші концентрації спостерігаються в Північній півкулі, причому максимальних значень вони досягають у східних і центральних районах США, в Центральній Європі (10-14 мікрограмів на кубометр, або 3,4-4,8 ЧНБ). У районах, де великих міст і промислових центрів менше (захід США, Європейська територія СРСР та ін), концентрація сірчистого газу на порядок менше (1-4 мікрограма на кубометр, або 0,34-1,37 ЧНБ), а в деяких більш чистих районах, як Кавказ і озеро Байкал, менше 0,1 мікрограма на кубометр, або 0,034 ЧНБ. У Південній півкулі концентрація сірчистого газу в 1,5-2 рази нижче, ніж у Північному, над океаном істотно нижче, ніж над континентом, причому над океаном концентрація збільшується з висотою, тоді як над континентами вона зменшується,
При концентрації 8-12 чнм сірчистий газ сильно дратує дихальні шляхи і викликає кашель, при 20 чнм він подразнює очі. У присутності інших забруднювачів, наприклад за наявності аерозольних частинок, для такого ж впливу досить набагато більш низьких концентрацій сірчистого газу. Це пояснюється тим, що спільний ефект двох забруднювачів перевершує суму впливів кожного із забруднювачів, що діють порізно. Саме це сталося під час сумно знаменитого сірчистого смогу 5-9 грудня 1952 року в Лондоні, коли загинуло 4 тисячі осіб і були зареєстровані десятки тисяч захворювань легенів і верхніх дихальних шляхів. Зростання щоденної смертності став помітним, коли вміст сірчистого газу досягло 0,20 чнм, а зміст аерозольних частинок склало 750 мікрограмів на кубометр. У подальшому ці показники, а також і смертність продовжували зростати, причому смертність збільшилася на 20 відсотків, коли вміст сірчистого газу досягло 0,52 чнм, а аерозолів - 2000 мікрограмів на кубометр.
Лондон був, мабуть, першим з великих міст світу, які зіткнулися з проблемою забруднення атмосфери сірчистим газом. Відомо, що ще в середині XIII століття почали лунати протести проти використання вугілля для опалення, але незважаючи на королівський заборону, виданий Едуардом 1 в 1276 році, його споживання в камінах для опалення будинків продовжувала зростати. До цього незабаром додалося використання вугілля у промисловості, і вже у XVIII столітті вміст сірчистого газу в повітрі над Лондоном часто в кілька разів перевищувало сучасну гранично допустиму концентрацію. Збереглися свідчення сучасників про те, що подорожні, що наближалися до Лондону, вже за кілька миль до міста відчували різкий запах сірчистого газу.
Лондонська трагедія 1952 року і аналогічні випадки «смогів-убивць» в інших великих містах (Нью-Йорк, Роттердам і багато інших) зіграли свою роль і в багатьох промислово розвинених країнах спонукали вжити рішучих заходів по скороченню викидів сірчистого газу (та й інших забруднювачів) . Мабуть, це відбилося і на статистиці глобальних антропогенних викидів сірчистого газу в атмосферу. Після швидкого зростання викидів в 1950-х роках (щорічне зростання становило 4,6 відсотка в порівнянні з 1,2 відсотка у попереднє десятиліття, що включало роки другої світової війни). Прозвучала зменшення темпів зростання удвічі (до 2,3 відсотка в рік) у 1960-х роках і подальше зменшення (до 2 відсотків) у 1970 - 1980 роках (але це все ще було зростання!).
Вжиті заходи не забарилися. Після видання закону про охорону повітря Великого Лондона, заміни традиційних вугільних камінів бутафорськими (уявіть собі, що означав для англійців відмова від традиції!), Введення парового опалення і розширення використання електрики смоги, та й звичайні тумани в англійській столиці стали набагато більш рідкісними гостями. Їх вплив тепер ніяк не можна порівнювати з убивчим впливом смогів 1950-1960-х років.
У СРСР в 1950-1960-х роках проблема забруднення атмосфери сірчистим газом стояла не так гостро, як а промислово розвинених капіталістичних країнах. Однак і в нашій країні в ті роки можна було помітити тенденцію до погіршення обстановки. У застійний період у відсутності широкої гласності взяв гору відомчий диктат, результатом якого став розвиток заради розвитку та цілковите ігнорування проголошуваних гуманістичних принципів, таких, наприклад, як «все на благо людини». Зараз, з приходом гласності, раптом стало ясно, що у нас не тільки неблагополучно з екологічною ситуацією, але, на думку багатьох авторитетних екологів, ми знаходимося на порозі національної екологічної катастрофи. На З'їзді народних депутатів СРСР вперше було сказано про наявність у нашій країні неблагополучних з точки зору екології міст. У 1988 році в їх списку увійшли 104 міста з 236 міст з населенням понад 100 тисяч чоловік. У цих містах протягом року хоча б один раз зміст того чи іншого з забруднювачів було перевищено десятикратно, більш складний індекс забруднення, що враховує не тільки зміст забруднювачів, а й їх динаміку, дозволяє виділити 68 особливо неблагополучних міст з сумарним населенням в 43 мільйони чоловік. У цих містах (наприклад, в Нижньому Тагілі) так далі жити вже неможливо.
У СРСР викидається в повітря щорічно близько 23 мільйонів тонн сірчистого газу, що складає приблизно десяту частку від глобального викиду цього газу і близько чверті від всіх викидів шкідливих речовин в атмосферу в нашій країні.
Для рослин сірчистий газ отруйний при утриманні 2-3 чнм (або 6-9 міліграмів на кубометр), але хронічні пошкодження наступають вже при 0.03 чнм (0,09 міліграма на кубометр). При великих концентраціях сірчистого газу відбувається швидке відмирання листя і загибель всієї рослини. Хронічні пошкодження при тривалому впливі малих концентрацій сірчистого газу виражаються в накопиченні шкідливих речовин у тканинах рослини, руйнуванні хлорофілу, зниження інтенсивності фотосинтезу, порушенні росту, зниження врожаю. Сірчистий газ порушує водний обмін у рослин, викликає опадання листя, всихання молодих пагонів. Особливо чутливі окислюється до сірчаного ангідриду, який жадібно з'єднується з водою або слабкими водними розчинами хмарних або дощових крапель і утворює сульфатні аерозольні частинки. Їхній час перебування в нижній атмосфері дещо більше, ніж у сірчистого газу.
Аміак і оксиди азоту. Третій за масою і за значенням вид газоподібного забруднення атмосфери утворюють сполуки азоту - аміак, закис азоту, окис азоту та діоксид, або перекис, азоту. Два перших газу мають в основному природне походження, і ми не будемо тут на них зупинятися.
Головні азотвмісні забруднювачі атмосфери - окис та перекис азоту. Обидва гази отруйні. Окис азоту надходить в атмосферу в результаті життєдіяльності мікроорганізмів і горіння. Природні джерела дають близько 450 мільйонів тонн на рік, антропогенні - вдесятеро менше. Основним антропогенним джерелом є високотемпературне спалювання викопного палива, насамперед у двигунах внутрішнього згоряння і дизелях. В атмосфері окис азоту досить швидко окислюється на двоокис, яка також утворюється при горінні. Деяка частка двоокису утворюється при вулканічної діяльності та електричних розрядах у верхніх шарах атмосфери.
Середня концентрація окису азоту досягає 2 ЧНБ (3 мікрограма на кубометр), двоокису азоту - 4 ЧНБ (6 мікрограмів на кубометр). У великих промислових центрах їх концентрація збільшується в 10-100 разів. Так, наприклад, у п'яти великих містах США, розташованих в промисловому поясі північного сходу і Середнього Заходу, середня річна концентрація двоокису азоту становила 30-50 ЧНБ (60-100 мікрограмів на кубометр), а середньорічне значення максимумів - 140-260 ЧНБ ( 290-530 мікрограмів на кубометр.
Окисли азоту в атмосфері призводять до утворення коричневого смогу, чого, як правило, сприяє присутність Інших забруднювачів - сірчистого газу, вуглеводнів, а також місцеві метеорологічні і топографічні умови. Такі смоги, завдають шкоди здоров'ю людей, зокрема викликають подразнення очей і гублять міську рослинність.
Окисли азоту в хмарах і туманах з'єднуються з водою, утворюючи крапельки розведеної азотної кислоти або її солей. Частина з них перетворюється на тверді аерозольні частинки, які осідають на поверхні грунту та води, інша вимивається з атмосфери дощами, так що кислі дощі бувають як сірчанокислими, так і азотнокислого.
Майже 90 відсотків оксидів азоту, що потрапляють в атмосферу в результаті діяльності людини, утворюється в результаті згоряння палива в автомобільних двигунах (більше 50 відсотків) або в топках теплоцентралей і теплових електростанцій. Великий внесок вносить також спалювання твердих відходів - побутових, промислових і сільськогосподарських, лісові пожежі. Джерелом окислів азоту служать також ряд галузей промисловості, в їх числі виробництво азотної кислоти, мінеральних добрив, штучних волокон і т. д.
Аерозолі. Кількість аерозольних частинок, що надходять в атмосферу з природних джерел, оцінюється в 700 - 2200 мільйонів тонн на рік, з штучних джерел поки що уп'ятеро менше - 185-415 мільйонів тонн на рік.
Процеси утворення аерозолів дуже різноманітні. Це, перш за все роздроблення, подрібнення і розпилення твердих речовин. У природі таке походження має мінеральний пил, що піднімається з поверхні пустель під час пилових бур. У північній частині тропічної Атлантики, куди виноситься Сахарська пил пасатним вітрами, атмосфера буває настільки замутненою, що сонце при сході або заході є невидимим досить високо над горизонтом. Це джерело атмосферних аерозолів має глобальне значення, так як пустелі займають близько третини поверхні суші, та ще є тенденція до збільшення їх частки через нерозумної діяльності людини. Мінеральна пил з поверхні пустель переноситься вітром на багато тисяч кілометрів. Так, наприклад, зазначалося випадання великих кількостей сахарської пилу в Англії, а також і на протилежній стороні Атлантичного океану - на острові Барбадос.
Аналогічно проявляється вулканічний попіл, який потрапляє в атмосферу під час вивержень вулканів. Хоча великі виверження відбуваються порівняно рідко і нерегулярно, внаслідок чого це джерело аерозолю за масою значно поступається пилові бурі, його значення дуже велике, тому що цей аерозоль закидається у верхні шари атмосфери - в стратосферу. Залишаючись там, протягом декількох років, він відбиває або поглинає частину сонячної енергії, яка могла б у його відсутність досягти поверхні Землі.
Джерелами аерозолів є також технологічні процеси господарської діяльності людей. Могутнє джерело мінеральної пилу - промисловість будівельних матеріалів. Видобуток і дроблення порід у кар'єрах, їх транспортування, виробництво цементу, саме будівництво - все це забруднює атмосферу мінеральними частинками. Наприклад, для одержання тонни цементу потрібно тонко розмолоти близько 3 тонн вихідної породи, але ж у світі виробляється не менше півмільярда тонн цементу! У 1983 році тільки соціалістичні країни і 6 головних капіталістичних країн виробили 460 мільйонів тонн цементу. Одна тільки цементна промисловість виробляє щорічно близько 7 мільйонів тонн аерозолів. Могутнє джерело твердих аерозолів - гірничодобувна промисловість, особливо при видобутку вугілля і руд у відкритих кар'єрах. У них на великих площах знімається верхній шар грунту разом із рослинністю, і оголилися породи стають беззахисними перед термічним і вітровим руйнуванням. Сама видобуток, яка складається, власне, в навантаженні вугілля або руди екскаваторами на залізничні платформи, є джерелом величезних кількостей пилу, що забруднює повітря і місцевість на багато кілометрів навколо. Цей спосіб видобутку вугілля або руди здається найбільш дешевим, але при оцінці його рентабельності не враховується деградація навколишнього середовища. Але і видобуток у шахтах і рудниках - також джерело аерозолів, оскільки біля них утворюються гори пустої породи (терикони), руйновані вітром і водою. Багато аерозолів вносять в атмосферу чорна металургія з її величезними обсягами руди і коксу, кольорова металургія з збагачувальними фабриками, виробництво і застосування мінеральних добрив і пестицидів і так далі.
Аерозолі потрапляють в атмосферу при розбризкуванні розчинів. Природний джерело таких аерозолів - океан, що постачає хлоридні і сульфатні аерозолі, що утворюються в результаті випаровування морських бризок, в кількості близько мільярда тонн на рік, тобто близько 40 відсотків усього аерозолю, що надходить в атмосферу. Втім, внесок від людської діяльності тут невеликий.
Ще один потужний механізм утворення аерозолів - це конденсація речовин під час горіння або неповне згоряння через нестачу кисню або низької температури горіння. Так, наприклад, утворюються частинки сажі при спалюванні вугілля і інших палив. У природі головне джерело таких аерозолів - це лісові пожежі, люди ж додають аерозолі при спалюванні вугілля, нафти, деревини, відходів; аерозолі поставляють дим металургійних заводів і т.п. У сумі це дає 2-3 відсотка від загального надходження аерозолів в атмосферу. При горінні утворюються також гази - сірчистий, оксиди азоту, викид яких, як говорилося вище, призводить до виникнення сульфатних і нітратних аерозолів. Цей вторинний джерело аерозолів разом з аерозолями, що утворюються з терпенів, вуглеводнів тощо, дає близько 8 відсотків загального надходження в атмосферу.
Аерозолі видаляються з атмосфери трьома шляхами: сухим осадженням під дією тяжкості (головний шлях для великих часток), осадженням на перешкоди та вимиванням опадами.
Все сказане вище приводить до того, що розміри, склад, хімічні і фізичні властивості аерозолів дуже різноманітні. Наприклад, їх розміри (радіуси) варіюють в основному в мільйон разів - від тисячних часток до тисяч мікрон (тобто мільйонних часток метра).
Аерозольне забруднення. Аерозолі, по-перше, впливають на погоду і клімат: оптично активні частинки з радіусами від 10 -1 до 10 1 мікрона вносять основний внесок у замутненность атмосфери; частинки з радіусами від 10 -2 до 102 мікронів служать ядрами конденсації вологи та сприяють утворенню хмар і туманів, дощу і снігу. псують здоров'я людей. Протягом доби через легені людини проходить 12-14 кубометрів повітря. Концентрація аерозолю в чистому повітрі становить 10-12 мікрограмів на кубометр, у промислових містах вдесятеро, а іноді й у кілька десятків разів більше. Навіть якщо врахувати, що великі частки затримуються в носовій порожнині, а дуже дрібні повертаються з повітрям, що видихається, то й тоді в легенях жителя промислового центру щодоби може осідати 1 міліграм аерозолів. Хімічно неактивні аерозолі накопичуються в легенях і ведуть до їх пошкоджень. Звичайний кварцовий пісок і інші силікати - слюди, глини, азбест, тальк і ін, накопичуючись у легенях, можуть призводити до таких захворювань, як силікоз і навіть рак легенів. Частими виявляються хронічні бронхіти, емфізема легенів, астма та інші алергічні захворювання. Хімічно активні аерозолі, а серед них чимало отруйних, завдають шкоди не тільки легким, але і проникають у кров, приводячи до захворювання серцево-судинної системи і печінки.
Вище вже йшлося про дію кислих туманів, дражливому слизові оболонки, очі і шкіру. У деяких випадках аерозоль може на людину і психологічну дію: неприємні відчуття викликають деякі запахи, погіршення видимості, забруднення одягу смолистими чи сажисті аерозолями. Усунення збитку, що наноситься аерозолями, іноді вимагає значних витрат.
Важкі метали. Промислові дими містять не тільки сажу, але і безліч інших шкідливих речовин. Виробництво чорних металів супроводжується не тільки викидами сірчистого газу і окису заліза, а й таких отруйних речовин, як сурма, свинець, миш'як, пари ртуті. У ще більших кількостях отруйні важкі метали надходять в атмосферу з підприємств кольорової металургії. Вони складають половину джерел надходження в атмосферу міді та цинку. Спалювання палива дає 85 відсотків викидів в атмосферу ванадію, 98 - кобальту, 80 - сурми, 77 - нікелю, 50 відсотків селену. З вихлопами автомобілів викидається 250-300 тисяч тонн свинцю, який з 1924 року використовується в домішки до бензину (у вигляді тетраетилсвинцю) як антидетонатор. Вже в 1940 році його вміст в зразках материкового льоду Гренландії перевищило допустиму норму в 175 разів, а в 1966 році норма була перевищена в 500 разів!
Найбільше це ставлення у свинцю: 17,5: його викидається в атмосферу значно більше Інших металів і в абсолютному вираженні - близько третини мільйона тонн на рік. Потім йдуть чотири елементи, які надходять в атмосферу через людську діяльності вдвічі більше, ніж від природних джерел: це кадмій, цинк, миш'як і нікель.
Радіоактивність. Що б не говорилося про нібито забезпеченої екологічній чистоті ядерної енергетики, можливість забруднення навколишнього середовища існує практично на всіх етапах виробництва як ядерної енергії, так і ядерної зброї, причому, зараз ми говоримо про контрольованих технологічних процесах, хоча найбільшої шкоди можуть завдати аварії на підприємствах атомної промисловості. Правда, вірогідність таких аварій, за розрахунками фахівців, мала. Імовірність великої аварії з пошкодженням протиаварійного оболонки реактора в 1975 році була оцінена фахівцями США як один раз за мільйон років. Однак наслідки таких аварій можуть бути настільки жахливими, що навіть ця мала ймовірність не може заспокоїти громадськість всіх країн. І це довела найбільша за історію атомної енергетики катастрофа на Чорнобильській АЕС.
Природна радіоактивність, інтенсивність якої у специфічних, вироблених фізиками одиницях, оцінюється в 10-20 мікрорентген на годину, створюється в атмосфері двома джерелами. По-перше, це виділення радіоактивних газів з мінералів земної кори. Таке походження газу радон-222, який має період напіврозпаду в 3,8 доби, і зовсім вже короткоживучого торону, він же радон-220: період його напіврозпаду 54 секунди. По-друге, цей вплив космічних променів на атмосферні гази, що приводить до утворення радіоактивних ізотопів - тритію (водень-З), вуглецю-14, берилію-7 і деяких інших.
Рентген (Р) - це кількість рентгенівського, або гамма-випромінювання, яке шляхом іонізації створює в повітрі деякий певний електричний заряд (2,58-10 -4 кулонів на кілограм). Вживається також одиниця радий - це доза радіації, що дорівнює енергії 10 мДж, поглиненої кілограмом опроміненого речовини. Використовується і біологічний еквівалент рентгена (бер); він дорівнює дозі іонізуючого випромінювання, що дає такий же біологічний ефект, що і рентгенівське випромінювання в один рентген. Відношення між Бером і радом для рентгенівського та гамма-випромінювання і електронів дорівнює одиниці, для повільних нейтронів - трьом, для альфа-часток, швидких нейтронів і протонів - десяти, для осколків розподілу урану - двадцяти. Це відношення характеризує відносну біологічну ефективність відповідного виду випромінювання.
Вже при видобутку сировини на уранових або торієвих шахтах, як і при видобутку звичайної руди, утворюється багато пилу, але цей пил радіоактивна. Вона і виділяються радіоактивні гази можуть опинитися в атмосфері при вентилюванні шахт. На збагачувальних фабриках уранова руда дробиться і розпилюється, і в повітря може потрапляти не тільки радіоактивний пил, але й отруйні речовини: ванадій, миш'як, селен та ін Далі концентрат уранової руди розчиняють, при цьому в атмосферу можуть виділятися радіоактивні пари, або обробляють фтором з утворенням і сублімацією шестифториста урану. Надалі це радіоактивне і вкрай отруйна речовина проганяється по довгих трубах з фільтрами (метод газової дифузії) або центрифугується для відділення ядерного палива - урану-235. Природно, що ймовірність просочування отруйного і радіоактивного шестифториста урану через численні з'єднання труб при всьому цьому досить велика. Виготовлення паливних елементів для атомних електростанцій, що включає механічну і теплову обробку ядерного палива, здійснюється у герметичних приміщеннях з допомогою дистанційно керованих маніпуляторів. Тим не менш, вірогідність попадання радіоактивності в навколишнє середовище є і тут.
Імовірність радіоактивного забруднення навколишнього середовища при нормальній роботі атомних електростанцій невелика, але аварії, як згадувалося вище, можуть мати катастрофічні наслідки. За даними міжнародної організації (МАГАТЕ), за 15 років з 1971 по 1985 рік відбулася 151 аварія в 14 країнах, тобто щорічно відбувалося не менше 10 аварій. Великих аварій за 30 років налічується три. У 1957 році на АЕС в Уиндскейле (Великобританія) в результаті помилки обслуговуючого персоналу стався викид повітря, що містить радіоактивні ізотопи йоду, цезію і стронцію. Активність викинутих речовин становить близько 21 000 Кюрі. Сталося забруднення місцевості. На території в 500 квадратних кілометрів протягом 3-6 тижнів було заборонено продаж молока, оскільки воно виявилося зараженим радіоактивним йодом. (Сумарна активність радіоактивної речовини вимірюється числом розпадів атомів в секунду. Одиницею є бекерель (Бк), дорівнює одному розпаду в секунду. Застосовується також стара одиниця - Кюрі (Кі) (37 мільярдів Бк).
Найбільша аварія (активність викиду 50 млн Кюрі) на Чорнобильській АЕС у 1986 році призвела до загибелі та втрати здоров'я багатьох людей, повністю вимкнула з господарської діяльності, можна сказати, з життя, величезну територію, завдала великих матеріальних збитків. Додаткові наслідки, які можуть проявитися в майбутньому, зараз ще неможливо оцінити.
Використане на атомних електростанціях паливо, в якому міститься велика кількість різних радіоактивних речовин, може бути використано повторно, якщо відділити від цих речовин залишився уран. Це робиться на спеціальних заводах, де відпрацьоване паливо піддається механічній і хімічній переробці. При цьому в атмосферу можуть викидатися радіоактивні гази: криптон-85 (період напіврозпаду 10,6 року), йод-131 (8,1 доби), рутеній-103 (40 діб) і рутеній-106 (один рік).
Не можна скидати з рахунків радіоактивне забруднення повітря на заводах ядерної зброї, які все ще продовжують виробляти свою смертоносну продукцію, а також при транспортуванні сировини, готових виробів або відходів і при підземних випробуваннях ядерної зброї. Нещодавно стало відомо про вибух сховища радіоактивних відходів на заводі під Челябінськом, що стався в 1957 році. При аварії стався викид відходів з активністю близько 2 мільйонів Кюрі, і хоча 90 відсотків її залишилося в межах заводу, забрудненої (в основному ізотопом стронцій-90) виявилася територія розмірами приблизно 300х10 кілометрів.
Природна радіоактивність дає кожній людині протягом життя дозу в 5-10 бер. Це опромінення поряд з іншими факторами відповідально за сучасний «нормальний» рівень мутацій і ракових захворювань. Логічно думати, що будь-яке додаткове опромінення збільшить ймовірність цих мутацій і захворювань. Тому деякі вчені справедливо вважають, що (з точки зору, перш за все генетичних наслідків) безпечного рівня радіації взагалі не існує.
Забруднення повітря всередині приміщень. Говорячи про забруднення атмосфери, не можна не торкнутися якості повітря в житлових та інших приміщеннях. Дослідження показують, що і тут є підстави для тривоги. Є дані, що в сучасних приміщеннях повітря може бути в 100 разів більш токсична, ніж зовнішнє повітря навіть в насичених промисловими підприємствами містах. Але ж люди до 90 відсотків свого часу, як правило, проводять у приміщеннях.
У повітрі замкнутих приміщень може знаходитися, по суті, весь відомий спектр забруднювачів, крім, можливо, озону. Перш за все, слід сказати про радону, що виділяється із земних надр. На відкритому повітрі він зазвичай не представляє якої-небудь небезпеки. Однак за наявності самих незначних тріщин у фундаменті будівель в умовах поганої вентиляції його концентрація в повітрі приміщень може досягати небезпечного рівня. Так, проведене в США обстеження показало, що приблизно у 8 мільйонів будинків концентрація радону перевищує безпечний рівень. У ряді випадків була зафіксована концентрація, при якій робітники уранових підприємств повинні користуватися респіраторами. Джерелами токсичних речовин у повітрі приміщень можуть бути деякі будівельні та оздоблювальні матеріали. Наприклад, азбоцементні листи або виділяють формальдегід декоративні панелі), тепло-і електроізоляційні матеріали (той же азбест, полівінілхлорид, поліхлорбіфеніли та інші органічні сполуки), різні синтетичні клеї і т. д. Інші джерела - це всілякі препарати, що застосовуються в побуті (наприклад , фарби і розчинники, пестициди, освіжувачі повітря). Нарешті, не можна не сказати про зовнішніх забруднювачі, таких, як пил, вихлопні гази, які так чи інакше проникають і затримуються всередині приміщень.
3. Забруднення грунту
Майже всі забруднюючі речовини, які спочатку потрапили в атмосферу, в кінцевому підсумку виявляються на поверхні суші і води. Осідаючі аерозолі можуть містити отруйні важкі метали - свинець, кадмій, ртуть, мідь, ванадій, кобальт, нікель. Зазвичай вони малорухливі і накопичуються в грунті. Але в грунт потрапляють з дощами також кислоти. З'єднуючись з ними, метали можуть переходити в розчинні сполуки, доступні рослинам. У розчинні форми переходять також речовини, постійно присутні в грунтах, що іноді призводить до загибелі рослин. Прикладом може служити дуже поширений в грунтах алюміній, розчинні сполуки якого поглинаються корінням дерев. Алюмінієва хвороба, пря якій порушується структура тканин рослин, виявляється для дерев смертельною.
З іншого боку, кислі дощі вимивають необхідні для рослин поживні солі, що містять азот, фосфор і калій, що знижує родючість грунтів. Підвищення кислотності грунтів через кислих дощів губить корисні грунтові мікроорганізми, порушує всі мікробіологічні процеси в грунті, робить неможливим існування ряду рослин і іноді виявляється сприятливим для розвитку бур'янів.
Все це можна назвати ненавмисним забрудненням грунтів.
Мінеральні добрива. Але можна говорити і про навмисне забруднення грунту. Почнемо з застосування добрив, внесених у грунт спеціально для підвищення врожайності сільськогосподарських культур. З їх допомогою людству вдалося домогтися того, що, незважаючи на швидке зростання населення планети, виробництво зернових - основи ресурсів продовольства - росло ще швидше. З 1950 по 1985 рік світове виробництво зерна зростала щорічно майже на 2,7 відсотка і збільшилася з 700 до більш ніж 1800 мільйонів тонн. Хоча якась частина цього приросту зобов'язана розорювання нових земель, основний внесок внесли застосування нових сортів насіння і збільшення застосування добрив - за ці 35 років більш ніж у 9 разів і отрутохімікатів - у 32 рази. Збільшилася не тільки абсолютну кількість використовуваних добрив, але і їх кількість на одиницю площі ріллі. Так, якщо в 1964 році на 1 гектар посівної площі вносилося в середньому 29,3 кілограма добрив, то в 1984 році ця величина досягла 85,3 кілограма. За той же час розмір посівної площі на душу населення скоротився з 0,44 до 0,31 гектара.
Ясно, що після зняття врожаю грунт потребує відновлення родючості. Але надмірне використання добрив приносить шкоду. Виявилося, що при збільшенні дози добрив врожайність спочатку швидко зростає, але потім приріст стає все менше і настає момент, коли подальше збільшення дози добрив не дає ніякого приросту врожайності, а в надмірній дозі мінеральні речовини можуть виявитися для рослин токсичними. Цей так званий закон граничної врожайності, як вважає французький еколог Ф. Рамаді, невідомий більшості людей, що займаються сільським господарством, а виробники добрив про нього навмисно замовчують. Зайвими виявляються живильні речовини не тільки понад цю граничної дози, але і значна частина тих, які вносяться понад деякої оптимальної дози. Адже той факт, що приріст врожайності різко зменшується, говорить про те, що рослини не засвоюють надлишків поживних речовин. Приносить шкоду і недотримання правильного співвідношення між азотними, фосфорними і калійними добривами. Наприклад, оптимальна доза азотних добрив не досягне бажаного ефекту, і велика кількість внесеного азоту виявиться зайвим, якщо буде внесено фосфорних добрив менше, ніж потрібно.
Надлишок добрив вилуговується і змивається з полів талими і дощовими водами (і виявляється у водоймах суші і в морі). Зайві азотні добрива, а вони за масою переважають у порівнянні з калійними і фосфорними, в грунті розпадаються, і газоподібний азот виділяється в атмосферу, а органічна речовина гумусу, що є основою родючості грунту, розкладається на вуглекислий газ і воду. Оскільки органічна речовина не повертається в грунт, гумус виснажується і грунти деградують. Особливо сильно страждають великі зернові господарства, що не мають відходів тваринництва (наприклад, на колишній цілині Казахстану, Предуралья і Західного Сибіру).
Крім порушення структури та збіднення грунтів, надлишок нітратів та фосфатів призводить до серйозного погіршення якості продуктів харчування людей. Частина нітратів і фосфатів, особливо коли є їх надлишок, включається в тканини рослин у вигляді вільних іонів нітратів і фосфатів. Деякі рослини (наприклад, шпинат, салат) здатні накопичувати нітрати у великих кількостях. З'ївши 250 грамів салату, вирощеного на переудобренной грядці, можна отримати дозу нітратів, еквівалентну 0,7 грама аміачної селітри. У кишковому тракті нітрати перетворюються на отруйні нітрити, які в подальшому можуть утворити нітрозаміни - речовини, що володіють сильними канцерогенними властивостями. Крім того, в крові нітрити окислюють гемоглобін і позбавляють його здатності зв'язувати кисень, необхідний для живої тканини. У результаті виникає особливий вид недокрів'я - метгемоглобінемія.
Отрутохімікати - інсектициди проти шкідливих комах у сільському господарстві і в побуті, пестициди проти різних шкідників сільськогосподарських рослин, гербіциди проти бур'янів, фунгіциди проти грибкових захворювань рослин, дефоліанти для скидання листя у бавовни, зооциди проти гризунів, нематоциди проти глистів, лімаціди проти слимаків стали широко застосовуватися з кінця другої світової війни.
Всі ці речовини отруйні. Першими з'явилися інсектициди на основі хлорорганічних сполук, головним представником яких є ДДТ. Це дуже стійкі речовини, і тому вони можуть накопичуватися в грунті і зберігатися десятиліттями. За наявними оцінками, більше половини всього виробленого ДДТ (в 1970-1982 роках в більшості високорозвинених країн було заборонено його застосування) до цих пір циркулює в природі. З урахуванням цих недоліків були розроблені досить швидко руйнуються фосфорорганічні і менш отруйні для теплокровних тварин карбаматних інсектициди. До складу фунгіцидів входять солі міді, сполуки сірки і ртуті, а гербіцидів - солі міді, заліза, органічні сполуки, що містять хлор, фосфор, ртуть.
Використання отрутохімікатів, безсумнівно, зіграло істотну роль у підвищенні врожайності сільськогосподарських культур. Іноді отрутохімікати рятують до 20 відсотків урожаю. Але незабаром виявилися і вельми негативні наслідки застосування отрутохімікатів. Виявилося, що їхня дія значно ширше, ніж їх призначення. Інсектициди, наприклад, діють не тільки на комах, але і на теплокровних тварин і людини. Вбиваючи шкідливих комах, вони вбивають і безліч корисних комах, в тому числі тих, які є природними ворогами шкідників. Систематичне застосування пестицидів стало призводити не до викорінення шкідників, а до виникнення нових рас шкідників, не сприйнятливих до дії даного пестициду. Знищення конкурентів чи ворогів того чи іншого з шкідників призвело до появи на полях нових шкідників. Довелося підвищувати дози пестицидів в 2-3 рази, а іноді в десять і більше разів. На це ж штовхало і недосконалість технології застосування пестицидів. За деякими оцінками, через це в нашій країні до 90 відсотків пестицидів витрачається даремно і лише забруднює навколишнє середовище, завдаючи шкоди здоров'ю людей. Нерідкі випадки, коли через халатність хімізаторов пестициди розсипаються буквально на голови працюють у полі людей.
Деякі рослини (зокрема, коренеплоди) і тварини (наприклад, звичайні дощові черв'яки) накопичують у тканинах пестициди в значно більших концентраціях, ніж грунт. У результаті пестициди потрапляють у харчові ланцюги і досягають птахів, диких і домашніх тварин, людини. За оцінками 1983 року, в країнах, що розвиваються від отруєння пестицидами щорічно захворювало 400 тисяч і вмирало близько 10 тисяч чоловік.
4. Забруднення води
Потреби у воді. Кожному ясно, як велика роль води в житті нашої планети і, особливо в існуванні біосфери. Нагадаємо, що тканини більшості рослинних і тваринних організмів містять від 50 до 90 відсотків води (виняток становлять мохи та лишайники, які містять 5-7 відсотків води). Всі живі організми мають потребу в постійному надходженні води ззовні. Людина, тканини якого на 65 відсотків складаються з води, може прожити без води лише кілька діб (а без їжі він може жити більше місяця). Біологічна потреба людини і тварин у воді за рік у 10 разів перевищує їх власну масу. Ще більш значні побутові, промислові та сільськогосподарські потреби людини. Так, для виробництва тонни мила потрібно 2 тонни води, цукру - 9, виробів з бавовни - 200, стали 250, азотних добрив або синтетичного волокна - 600, зерна - близько 1000, паперу - 1000, синтетичного каучуку - 2500 тонн води.
У 1980 році людством було використано для різних потреб 3494 кубокілометр води (66 відсотків у сільському господарстві, 24.6 - в промисловості, 5,4 - на побутові потреби, 4 відсотки - випаровування з поверхні штучних водосховищ). Це становить 9-10 відсотків від глобального річкового стоку. У процесі використання 64 відсотки вилученої води випарувалося, а 36 відсотків були повернуті у природні водойми.
У нашій країні в 1985 році для господарських потреб було взято 327 кубокилометров чистої води, а обсяг скидання склав 150 кубокилометров (у 1965 році він дорівнював 35 кубокілометр). У 1987 році в СРСР було взято для всіх потреб 339 кубокилометров прісної води (з підземних джерел близько 10 відсотків), тобто приблизно 1200 тонн на душу населення. Із загального обсягу 38 відсотків пішло на потреби промисловості, 53 - на потреби сільського господарства (включаючи зрошення посушливих земель) і 9 відсотків - на питво і господарсько-побутові потреби. У 1988 році було взято вже близько 355 - 360 кубокилометров.
Забруднення води. Використана людиною вода, в кінцевому рахунку, повертається в природне середовище. Але, крім випарувалася, це вже не чиста вода, а побутові, промислові та сільськогосподарські стічні води, зазвичай не очищені або очищені недостатньо. Таким чином, відбувається забруднення прісноводних водоймищ - річок, озер, суші і прибережних ділянок морів. У нас в країні з 150 кубокилометров стічних вод 40 кубокилометров скидається без будь-якої очистки. Та й сучасні методи очищення вод, механічної та біологічної, далекі від досконалості. За свідченням Інституту біології внутрішніх вод СРСР навіть після біологічної очистки у стічних водах залишається 10 відсотків органічних і 60-90 відсотків неорганічних речовин, в тому числі до 60 відсотків азоту. 70-фосфору, 80 - калію і майже 100 відсотків солей отруйних важких металів.
Біологічне забруднення. Розрізняють три види забруднення вод - біологічний, хімічний та фізичний. Біологічне забруднення створюється мікроорганізмами, в тому числі хвороботворними, а також органічними речовинами, здатними до бродіння. Головними джерелами біологічного забруднення вод суші і прибережних вод морів є побутові стоки, які містять фекалії, харчові покидьки; стічні води підприємств харчової промисловості (бойні і м'ясокомбінати, молочні та сироварні заводи, цукрові заводи тощо), целюлозно-паперової та хімічної промисловості, а в сільській місцевості - стоки великих тваринницьких комплексів. Біологічне забруднення може стати причиною епідемій холери, черевного тифу, паратифів та інших кишкових інфекцій та різних вірусних інфекцій, наприклад гепатиту.
Ступінь біологічного забруднення характеризується головним чином трьома показниками. Один з них - це кількість кишкових паличок (так званих лактозоположітельной, чи ЛКП) у літрі води. Воно характеризує забрудненість води продуктами життєдіяльності тварин і вказує на можливість присутності також хвороботворних бактерій і вірусів. За Державним стандартом 1980 року, наприклад, купання вважається безпечним, якщо у воді міститься не більше 1000 ЛКП на літр. Якщо у воді міститься від 5000 до 50 000 ЛКП на літр, то вода вважається брудною, і при купанні є ризик заразитися. Якщо ж у літрі води міститься більше 50 000 ЛКП, то купання неприпустимо. Зрозуміло, що після знезараження шляхом хлорування чи озонування питна вода повинна задовольняти набагато більш жорстким стандартам.
Для характеристики забруднення органічними речовинами служить інший показник - біохімічне споживання кисню (БКП). Він показує, яка кількість кисню потрібно мікроорганізмам для переробки всього підданого розкладанню органічної речовини в неорганічні сполуки (протягом, скажімо, п'яти діб - тоді це БПК 5. За прийнятими у нас в країні стандартам БПК 5 у питної води не повинен перевищувати 3 міліграмів кисню на літр води. Нарешті, третій показник - це вміст розчиненого кисню. Він обернено пропорційний ВПК. Питна вода повинна містити більше 4 міліграмів розчиненого кисню на літр.
Хімічне забруднення створюється надходженням у воду різних отруйних речовин. Основні джерела хімічного забруднення - це доменне і сталеплавильне виробництво, підприємства кольорової металургії, гірничодобувна, хімічна промисловість і великою мірою екстенсивне сільське господарство. Крім прямих скидів стічних вод у водойми і поверхневого стоку, треба враховувати також потрапляння забруднювачів на поверхню води безпосередньо з повітря.
У табл. 3 наведені швидкості забруднення поверхневих вод отруйними важкими металами (за даними тих же авторів, що і відомості про забруднення металами повітря та грунту). У ці дані входить 30 відсотків маси металів, що надходять в атмосферне повітря.
Як і в забрудненні атмосфери, в забруднення поверхневих вод (і, кілька забігаючи вперед, вод океану) серед важких металів пальму першості тримає свинець: у нього відношення штучного джерела до природного перевищує 17. В інших важких металів - міді, цинку, хрому, нікелю, кадмію штучне джерело надходження в природні води також більше природного, але не настільки, як у свинцю. Велику небезпеку представляє забруднення ртуттю, що потрапляє в природні води з повітря, лісів і полів, оброблюваних пестицидами, а іноді і в результаті промислових скидів. Виключно небезпечний стік вод з ртутних родовищ або рудників, де ртуть може переходити в розчинні сполуки. Ця загроза робить вкрай небезпечними проекти водосховищ на алтайської річці Катунь.
В останні роки істотно збільшилося надходження в поверхневі води суші нітратів через нераціональне застосування азотних добрив, а також через збільшення викидів в атмосферу з вихлопними газами автомобілів. Це ж відноситься і до фосфатам, для яких, крім добрив, джерелом служить все більш широке застосування різних миючих засобів. Небезпечне хімічне забруднення створюють вуглеводні - нафта і продукти її переробки, які потрапляють в річки і озера як з промисловими скидами, особливо при видобутку і транспортуванні нафти, так і в результаті змиву з грунту і випадання з атмосфери.
Розведення стічних вод. Щоб зробити стічні води більш-менш придатними для використання, їх піддають багаторазового розведення. Але правильніше було б сказати, що при цьому чисті природні води, які могли бути використані для будь-яких цілей, в тому числі для пиття, стають менш придатними для цього, забрудненими. Так, якщо вважати обов'язковим розведення в 30 разів, то, наприклад, для розведення 20 кубокилометров стічних вод, що скидаються у Волгу, знадобилося б 600 кубокилометров чистої води, що більш ніж удвічі перевищує річний стік цієї річки (250 кубокилометров). Для розведення всіх скидаються в річки стоків в нашій країні треба було б 4500 кубокилометров чистої води, тобто майже весь річковий стік в СРСР, що становить 4,7 тисячі кубокилометров. Це означає, що в нашій країні вже майже не залишилося чистих поверхневих вод.
Розведення стічних вод знижує якість води в природних водоймах, але зазвичай не досягає своєї головної мети - запобігання шкоди для здоров'я людей. Справа в тому, що шкідливі домішки, які містяться у воді в незначних концентраціях, накопичуються в деяких організмах, що вживаються людьми у їжу. Спочатку отруйні речовини потрапляють у тканини найдрібніших планктонних організмів, потім вони накопичуються в організмах, які в процесі дихання і харчування фільтрують велику кількість води (молюски, губки і т. п.) і в кінцевому підсумку, як по харчового ланцюга, так і в процесі дихання концентруються в тканинах риб. У результаті концентрація отрут в тканинах риб може стати більше, ніж у воді, в сотні і навіть тисячі разів.
У 1956 році в Мінамата (острів Кюсю, Японія) вибухнула епідемія невідомої хвороби з повним розладом центральної нервової системи. У людей погіршилися зір, слух, порушувалася мова, губився розум, рухи ставали невпевненими, супроводжувалися тремтінням. Хвороба Мінамата охопила кілька сотень людей, в 43 випадках був зареєстрований смертельний результат. Виявилося, що винуватцем був хімічний завод на березі бухти. Ретельні дослідження, яким адміністрація заводу спочатку чинила всілякі перешкоди, показали, що в його стічних водах містяться солі ртуті, які використовуються при виробництві ацетальдегіду в якості каталізаторів. Солі ртуті і самі отруйні, а під дією специфічних мікроорганізмів у бухті вони перетворювалися на виключно отруйну метилртуть, яка концентрувалася в тканинах риб в 500 тисяч разів. Цією рибою і труїлися люди.
Розведення промислових стоків і тим більше розчинів добрив і пестицидів з сільськогосподарських полів відбувається часто вже в самих природних водоймах. Якщо водоймище непротічних або слабопроточних, то скидання в нього органічних речовин і добрив веде до надлишку живильних речовин - евтрофікації і заростання водойми. Спочатку в такому водоймищі нагромаджуються поживні речовини і бурхливо розростаються водорості, головним чином мікроскопічні синьозелені. Після їх відмирання біомаса опускається на дно, де відбувається її мінералізація зі споживанням великої кількості кисню. Умови в глибинному шарі такої водойми стають непридатними для життя риб та інших організмів, що потребують в кисні. Коли весь кисень вичерпаний, починається бескислородное бродіння з виділенням метану та сірководню. Тоді відбувається отруєння всього водойми і смерть всіх живих організмів (крім деяких бактерій). Така незавидна доля загрожує не тільки озерам, в які скидаються побутові і промислові стоки, а й деяким замкнутим і напівзамкнутим морів.
Збиток водойм, особливо річках, наноситься не тільки збільшенням обсягу скидаються забруднень, а й зменшенням здатності водойм до самоочищення. Яскравий приклад тому-нинішній стан Волги, яка являє собою скоріше каскад слабопроточних водосховищ, ніж річку в споконвічному значенні цього слова. Збиток очевидний: це і прискорення забруднення, і загибель водних організмів в місцях водозабору, і порушення звичних міграційних рухів, і втрата цінних сільськогосподарських угідь, і багато іншого. А компенсується цей збиток виробленої на гідроелектростанціях енергією? Слід заново розрахувати всі за і проти з урахуванням сучасних екологічних вимог існування людей. І може виявитися, що доцільніше розібрати деякі греблі і ліквідувати водосховища, ніж з року в рік терпіти збитки.
Фізичне забруднення вод створюється скиданням у них тепла або радіоактивних речовин. Теплове забруднення пов'язане головним чином з тим, що використовується для охолодження на теплових і атомних електростанціях вода (і відповідно близько 1 / 3 і 1 / 2 виробленої енергії) скидається в той же водойму. Внесок у теплове забруднення вносять також деякі промислові підприємства. З початку нинішнього сторіччя вода в Сені потеплішала більш ніж на 5 °, а багато річок Франції перестали замерзати взимку. На Москві-ріці в межах Москви взимку тепер рідко можна побачити крижини, а нещодавно в місцях впадіння деяких річок (наприклад, Сетуні) і скидів теплоелектроцентралей спостерігалися ополонки з зимуючими на них качками. На деяких річках промислового сходу США ще в кінці 60-х років вода нагрівалася влітку до 38 ˚ і навіть до 48 ˚.
При значному тепловому забрудненні риба задихається і гине, так як її потребу в кисні зростає, а розчинність кисню зменшується. Кількість кисню у воді зменшується ще й тому, що при тепловому забрудненні відбувається бурхливий розвиток одноклітинних водоростей: вода «зацвітає» з подальшою гниттям конаючої рослинної маси. Крім того, потепління суттєво підвищує отруйність багатьох хімічних забруднювачів, зокрема важких металів.
При нормальній роботі ядерних реакторів в охолоджувальне речовина, в якості якого застосовується головним чином вода, можуть потрапити нейтрони, під дією яких атоми цієї речовини і домішки, перш за все продукти корозії, стають радіоактивними. Крім того, захисні цирконієві оболонки тепловиділяючих елементів можуть мати мікротріщини, через які в охолоджуючу рідину можуть потрапляти продукти ядерних реакцій. Хоча такі відходи слабоактивних, вони все ж таки можуть підвищувати загальний фон радіоактивності. При аваріях відходи можуть виявитися більш активними. У природних водоймах радіоактивні речовини піддаються фізико-хімічним перетворенням - концентрації на зважених частках (адсорбція, в тому числі іонообмінна), осадженню, осадкообразованіе, переносу течіями, поглинанню живими організмами, накопичення в їх тканинах. У живих організмах нагромаджуються насамперед радіоактивна ртуть, фосфор, кадмій, у грунті - ванадій, цезій, ніобій, цинк, у воді залишаються сірка, хром, йод.
Забруднення океанів і морів відбувається внаслідок надходження забруднюючих речовин з річковим стоком, їх випадання з атмосфери і, нарешті, завдяки господарській діяльності людини безпосередньо на морях і океанах. За даними, які належать до першої половини 1980-х років, навіть у такому море, як Північне, куди впадають Рейн, Ельба, що збирають стоки з великої промислової зони Європи, кількість свинцю, що приносилося річками, становить лише 31 відсоток від сумарного, тоді як на атмосферне джерело припадає 58 відсотків, решта падає на промислові і побутові стоки з прибережної зони.
З річковим стоком, обсяг якого становить близько 36-38 тисяч кубокилометров, в океани і моря надходить величезна кількість забруднювачів у зваженому і розчиненому вигляді. За деякими оцінками, цим шляхом у океан щорічно потрапляє понад 320 мільйонів тонн заліза, до 200 тисяч тонн свинцю, 110 мільйонів тонн сірки, до 20 тисяч тонн кадмію, від 5 до 8 тисяч тонн ртуті, 6,5 мільйона тонн фосфору, сотні мільйонів тонн органічних забруднювачів. Особливо дістається внутрішнім і напівзамкнутим морях, у яких відношення площ водозбору і самого моря більше, ніж у всього Світового океану (наприклад, біля Чорного моря воно дорівнює 4,4 проти 0,4 у Світового океану). За мінімальними оцінками, із стоком Волги в Каспійське море надходить 367 тисяч тонн органіки, 45 тисяч тонн азоту, 20 тисяч тонн фосфору, 13 тисяч тонн нафтопродуктів. Відзначається високий вміст хлорорганічних пестицидів у тканинах осетрових риб і кільок - головних об'єктів промислу. В Азовському морі з 1983 по 1987 рік вміст пестицидів зросла більш ніж у 5 разів. У Балтійському морі за останні 40 років вміст кадмію зросла на 2,4 відсотка, ртуті - на 4, свинцю - на 9 відсотків.
Вступники з річковим стоком забруднення розподіляються нерівномірно по акваторії океану. Близько 80-95 відсотків зваженої речовини і від 20 до 60 відсотків розчиненої речовини річкового стоку губиться в дельтах і естуаріях рік і не проникає в океан. Та частина забруднень, яка все-таки проривається через області «лавинного осадження» у гирлах річок, переміщається в основному вздовж берега, залишаючись у межах шельфу. Тому роль річкового стоку в забрудненні відкритого океану не настільки велика, як це думали раніше.
Атмосферні джерела забруднення океану за деякими видами забруднювачів порівнянні з річковим стоком. Це стосується, наприклад, свинцю, середня концентрація якого у водах Північної Атлантики за сорок п'ять років підвищилася з 0,01 до 0,07 міліграма на літр і зменшується з глибиною, прямо вказуючи на атмосферне джерело. Ртуті з атмосфери надходить майже стільки ж, скільки і з річковим стоком. Половина пестицидів, що містяться в океанських водах, також надходить з атмосфери. Дещо менше, ніж з річковим стоком, з атмосфери в океан надходить кадмію, сірки, вуглеводнів.
Нафтове забруднення. Особливе місце займає забруднення океану нафтою і нафтопродуктами. Природне забруднення відбувається в результаті просочування нафти з нафтоносних шарів, головним чином, на шельфі. Наприклад, в протоці Санта Барбара біля узбережжя Каліфорнії (США) таким шляхом надходить в середньому майже 3 тисячі тонн на рік; це просочування було виявлено ще в 1793 році англійським мореплавцем Джорджем Ванкувером. Всього у Світовий океан надходить з природних джерел від 0,2 до 2 мільйонів тонн нафти на рік. Якщо взяти нижню оцінку, яка видається більш надійною, то виявиться, що штучне джерело, який оцінюється в 5-10 мільйонів тонн на рік, перевищує природний в 25-50 разів.
Близько половини штучних джерел створює діяльність людей безпосередньо на морях і океанах. На другому місці знаходиться річковий стік (разом з поверхневим стоком з прибережної території) і на третьому - атмосферне джерело. Радянські фахівці М. Нестерова, А. Симонов, І. Немировська дають таке співвідношення між цими джерелами - 46:44:10.
Найбільший внесок у нафтове забруднення океану вносять морські перевезення нафти. З 3 мільярдів тонн нафти, що видобуваються в даний час, морем перевозиться близько 2 мільярдів тонн. Навіть при безаварійному транспорті відбуваються втрати нафти при її навантаженні і розвантаженні, скидання в океан промивних і баластових вод (якими заповнюють танки після вивантаження нафти), а також при скиданні так званих лляльних вод, які завжди скупчуються на підлозі машинних відділень будь-яких судів. Хоча міжнародні конвенції забороняють скидання забруднених нафтою вод в особливих районах океану (такими вважаються, наприклад, Середземне, Чорне, Балтійське, Червоне моря, а також зона Перської затоки), в безпосередній близькості від берега в будь-якому районі океану, накладають обмеження на вміст нафти і нафтопродуктів в скидаються водах, вони все ж не усувають забруднення; при навантаженні і розвантаженні розливи нафти відбуваються в результаті помилок персоналу або через відмову обладнання.
Але найбільшої шкоди навколишньому середовищу і біосфері наносять раптові розливи великих кількостей нафти при аваріях танкерів, хоча такі розливи і становлять лише 5-6 відсотків сумарного нафтового забруднення. Літопис цих аварій настільки ж довга, як і історія самих морських перевезень нафти. Вважається, що перша така аварія сталася в п'ятницю 13 грудня 1907 року, коли семімачтовая парусна шхуна «Томас Лоусон» вантажопідйомністю 1200 тонн з вантажем гасу в штормову погоду розбилася об скелі біля островів Сіллі недалеко від південно-західного краю Великобританії. Причиною аварії була погана погода, довгий час не дозволяла провести астрономічне визначення місцезнаходження судна, в результаті чого воно відхилилося від курсу, і жорстокий шторм, який зірвав шхуну з якорів, кинув її на скелі. В якості курйозу відзначимо, що найпопулярніша книга письменника Томаса Лоусона, ім'я якого носила загибла шхуна, називалася «П'ятниця, 13 число».
У ніч на 25 березня 1989 американський танкер «Екссон Валдіе», тільки що відійшов від нафтопровідного терміналу в порту Валдіз (Аляска) з вантажем 177 400 тонн сирої нафти, проходячи протокою Принца Вільяма, напоровся на підводну скелю і сів на мілину. З восьми пробоїн в його корпусі вилилося більше 40 тисяч тонн нафти, вже через кілька годин образовавшей пляма площею більше 100 квадратних кілометрів. У нафтовому озері борсалися тисячі птахів, спливали тисячі риб, гинули ссавці. Надалі пляма, розширюючись, дрейфувало на південний захід, забруднюючи прилеглі береги. Був нанесений колосальний збиток флорі і фауні району, багато місцевих види опинилися під загрозою повного зникнення. Через півроку нафтова компанія «Екссон», витративши 1400 млн доларів, припинила роботи з ліквідації наслідків катастрофи, хоча до повного відновлення екологічного здоров'я району було ще дуже далеко. Причиною аварії була безвідповідальність капітана судна, який, перебуваючи в нетверезому стані, довірив управління танкером не має на те право людині. Недосвідчений третій помічник, злякавшись з'явилися поблизу крижин, помилково змінив курс, в результаті чого і сталася катастрофа.
У проміжку між цими двома подіями загинуло не менше тисячі нафтоналивних суден, і ще багато більше було аварій, в яких вдавалося зберегти судно. Кількість аварій збільшувалася, і їх наслідки ставали все більш серйозними в міру збільшення обсягу морських перевезень нафти. У 1969 і 1970 роках, наприклад, було по 700 аварій різного масштабу, в результаті яких в море виявлялася більш ніж по 200 тисяч тонн нафти. Причини аварій самі різні: це і навігаційні помилки, і погана погода, і технічні неполадки, і безвідповідальність персоналу. Прагнення здешевити перевезення нафти призвело до того, що з'явилися супертанкери водотоннажністю понад 200 тисяч тонн. У 1966 році було побудовано перше таке судно - японський танкер «Ідеміцу-мару» (206 тисяч тонн), потім з'явилися танкери ще більшої водотоннажності: «Юні-версія-Айрленд» (326 тисяч тонн-дедвейт): «Ніссекі-мару» ( 372 000 тонн); «Глобтік Токіо» та «Глобтік Лондон» (за 478 тисяч тонн); «Батіллус» (540 тисяч тонн): «П'єр Гійом» (550 тисяч тонн) та ін У розрахунку на тонну вантажомісткості це дійсно зменшувало витрати на будівництво і експлуатацію судна, так що стало вигідніше перевозити нафту з Перської затоки до Європи, оминаючи південний край Африки, ніж звичайними танкерами по найкоротшому шляху - через Суецький канал (раніше такий маршрут через ізраїльсько-арабської війни був вимушеним). Проте в результаті з'явилася ще одна причина нафтових розливів: супертанкери стали досить часто розламуватися на дуже великих океанських хвилях, які можуть мати довжину, порівнянну з довжиною танкерів.
Корпус супертанкерів може не витримати, якщо його середня частина виявиться на гребені такої хвилі, а ніс і корму зависнуть над підошвами. Такі аварії відзначалися не тільки в області знаменитих "кей-проллеров» у Південної Африки, де хвилі, що розганяється західними вітрами «ревучих сорокових», виходять на зустрічну протягом Голкового мису, а й в інших районах океану.
Катастрофою століття на сьогоднішній день залишається аварія, що трапилась з супертанкером «Амоко Кадіс», що у районі острова Уессан (Бретань, Франція) втратив керування через несправності рульового механізму (і час, що пішов на торг з рятувальним судном) і сів на скелі біля цього острова. Це трапилося 16 березня 1978 року. З танків «Амоко Кадіс» в море вилилися всі 223 тисячі тонн сирої нафти. Це створило важку екологічну катастрофу у великому районі моря, що прилягає до Бретані, і на значній відстані його береги. Вже за перші два тижні після катастрофи вилилася нафта поширилася по величезній акваторії, забрудненим виявилося узбережжі Франції протягом 300 кілометрів. У межах декількох кілометрів від місця аварії (а воно відбулося в 1,5 милі від берега) загинуло все живе: птахи, риби, ракоподібні, молюски, інші організми. За свідченням учених, ніколи не доводилося бачити біологічного шкоди на такій величезній площі в жодному з попередніх нафтових забруднень. Через місяць після розливу 67 тисяч тонн нафти випарувалося, 62 000 досягли берега, 30 тисяч тонн розподілилися у водній товщі (з них 10 тисяч тонн розклалися під впливом мікроорганізмів), 18 тисяч тонн були поглинені відкладеннями на мілководді і 46 тисяч тонн були зібрані з берега і з поверхні води механічним шляхом.
Основні фізико-хімічні та біологічні процеси, з яких відбувається самоочищення океанських вод, - це розчинення, біологічне розкладання, емульгування, випаровування, фотохімічне окислення, агломерація і осадження. Але навіть через три роки після аварії танкера «Амоко Кадіс» в донних відкладах прибережної зони зберігалися нафтові залишки. Через 5-7 років після катастрофи вміст ароматичних вуглеводнів у донних відкладеннях залишалося вищою за норму в 100-200 разів. На думку вчених, для відновлення повного екологічної рівноваги природного середовища повинні пройти багато років.
Аварійні виливи відбуваються при видобутку нафти на морському шельфі, в даний час становить близько третини всього світового видобутку. У середньому такі аварії вносять порівняно невеликий внесок у нафтове забруднення океану, але окремі аварії мають катастрофічний характер. До них можна віднести, наприклад, аварію на буровій установці «Иксток-1» в Мексиканській затоці в червні 1979 року. Вирвався з-під контролю нафтовий фонтан вивергався більше півроку. За цей час у морі опинилося майже 500 тисяч тонн нафти (за іншим даними, майже мільйон тонн). Час самоочищення і збиток біосфері при розливах нафти тісно пов'язані з кліматичними і погодними умовами, з панівною циркуляцією вод. Незважаючи на величезну кількість вилила під час аварії на платформі «Иксток-1» нафти, яка простяглася широкою смугою на тисячу кілометрів від мексиканського берега до Техасу (США), лише незначна її частка досягла прибережної зони. Крім того, переважання штормової погоди сприяло швидкому розбавленню нафти. Тому цей розлив не мав настільки помітних наслідків, як катастрофа «Амоко Кадіс». З іншого боку, якщо для відновлення екологічної рівноваги в зоні «ката строфи століття» знадобилося не менше 10 років, то> за прогнозами вчених, на самоочищення забруднених вод під час аварії «Екс-сон Валдіз» в затоці Принца Вільяма (Аляска) піде від 5 до 15 років, хоча кількість нафти, що розлилася там, в 5 разів менше. Справа в тому, що низькі температури води уповільнюють випаровування нафти з поверхні та істотно знижують активність нафтоокислюючих бактерій, які, в кінцевому рахунку, знищують забруднення нафтою. До того ж сильно порізані скелясті береги затоки Принца Вільяма і островів, в ньому розташованих, утворюють численні «кишені» нафти, які будуть служити довготривалими джерелами забруднення, та й нафту там містить великий відсоток важкої фракції, яка набагато повільніше розкладається, ніж легка нафта.
Завдяки дії вітру і течій нафтове забруднення торкнулося, по суті, весь Світовий океан. При цьому ступінь забрудненості океану з року в рік зростає.
У відкритому океані нафту зустрічається очним чином у вигляді тонкої плівки (з мінімальною товщиною до 0,15 мікрометра) і смоляних грудок, які утворюються з важких фракцій нафти. Якщо смоляні грудки впливають, перш за все, на рослинні і тваринні морські організми, то нафтова плівка, крім того, впливає на багато фізичні та хімічні процеси, що відбуваються на поверхні розділу океан - атмосфера і в шарах, прилеглих до нього. При зростанні забруднення океану такий вплив може набути глобального характеру.
Перш за все, нафтова плівка збільшує частку відображеної від поверхні океану сонячної енергії і зменшує частку поглиненої енергії. Тим самим нафтова плівка впливає на процеси теплонакопленія в океані. Незважаючи на зменшення кількості надходить тепла, поверхнева температура при наявності нафтової плівки підвищується тим більше, чим товще нафтова плівка. Океан є головним постачальником атмосферної вологи, від якого значною мірою залежить ступінь зволоження материків. Нафтова плівка утрудняє випаровування вологи, а при достатньо великій товщині (близько 400 мікрометрів) може звести його практично до нуля. Згладжуючи вітрове хвилювання і перешкоджаючи утворенню водяних бризок, які, випаровуючись, залишають в атмосфері найдрібніші частинки солі, нафтова плівка змінює солеобмен між океаном і атмосферою. Це також може вплинути на кількість атмосферних опадів над океаном і материками, так як частинки солі складають значну частину ядер конденсації, необхідних для утворення дощу.
Небезпечні відходи. За даними Міжнародної комісії з навколишнього середовища і розвитку ООН, кількість небезпечних відходів, щорічно створюються в світі, складає більше 300 мільйонів тонн, причому 90 відсотків з них припадає на промислово розвинуті країни. Був час, і не такий вже далекий, коли небезпечні відходи з хімічних та інших підприємств потрапляли на звичайні міські звалища, скидалися у водоймища, захоронялись у землі без прийняття будь-яких запобіжних заходів. Однак незабаром то в одній, то в іншій країні стали все частіше виявлятися часом досить трагічні наслідки легковажного поводження з небезпечними відходами. Широке екологічний рух громадськості в промислово розвинених країнах змусило уряди цих країн істотно посилити законодавство щодо захоронення небезпечних відходів.
В останні роки проблеми небезпечних відходів стали приймати воістину глобальний характер. Небезпечні відходи стали частіше перетинати державні кордони, іноді без відома уряду або громадськості країни-одержувача небезпечного вантажу. Особливо страждають від такого виду торгівлі слаборозвинені країни. Деякі набули розголосу кричущі випадки буквально потрясли світову громадськість. 2 червня 1988 в районі невеликого пір га Коко (Нігерія) було виявлено близько 4 тисяч тонн отруйних відходів іноземного походження. Вантаж був ввезений з Італії п'ятьма партіями з серпня 1987 року по травень 1988 року по підроблених документах. Уряд Нігерії заарештувало винних, а заодно подвернувшееся італійське торговельне судно «П'яве», з тим, щоб відправити небезпечні відходи назад в Італію. Нігерія відкликала свого посла з Італії і пригрозила передати справу до міжнародного суду в Гаазі. Обстеження звалища показало, що в металевих бочках містяться леткі розчинники, і є ризик пожежі або вибуху з виділенням виключно отруйного диму. Близько 4000 бочок були старі, іржаві, багато роздулися від спеки, а в трьох з них було виявлено високорадіоактивних речовин. При навантаженні відходів для відправки до Італії на судно «Карін Б», що стало сумно знаменитим, постраждали вантажники і члени екіпажу. Деякі з них отримали сильні хімічні опіки, інші страждали блювотою з кров'ю, одна людина був частково паралізований. До середини серпня звалище була очищена від закордонного «подарунка».
У березні того ж року в каменоломні на острові Каса навпаки Конакрі, столиці Гвінеї, було поховано 15 000 тонн «сирого матеріалу для цегли» (так свідчили документи). По тому ж контракту незабаром повинні були доставити ще 70 тисяч тонн такого ж вантажу. Через 3 місяці газети повідомили, що рослинність на острові сохне і гине. Виявилося, що доставлений норвезькою компанією вантаж є багату отруйними важкими металами золу з печей для спалювання побутового сміття з Філадельфії (США). Норвезька консул, який виявився директором норвезько-гвінейської компанії - прямий винуватиці того, що сталося, був заарештований. Відходи були вивезені.
Навіть повний список відомих на сьогодні випадків не буде вичерпним, оскільки, безумовно) не всі випадки набувають розголосу. 22 березня 1989 в Базелі (Швейцарія) представники 105 держав підписали договір про контроль за експортом отруйних відходів, який вступить в силу після ратифікації, принаймні, 20 країнами. Родзинкою цього договору вважається неодмінна умова: уряд приймаючої країни має заздалегідь дати письмовий дозвіл на прийом відходів. Договір, таким чином, виключає шахрайські операції, але узаконює угоди між урядами. Екологічний рух «зелених» засудило цей договір і вимагає повної заборони експорту небезпечних відходів. Про дієвість заходів, що вживаються «зеленими», свідчить доля деяких кораблів, необачно взяли на свій борт небезпечний вантаж. Не відразу змогли вивантажитися вже згадане «Карін Б» і «Діп Сі Керріер», вивозили небезпечний вантаж з Нігерії, довго поневірялася по морях судно, що вийшло в серпні 1986 року з Філадельфії з 10 тисячами тонн відходів, вантаж якого не прийняли ні на Багамських островах , ні в Гондурасі, Гаїті, Домініканській Республіці, Гвінеї-Бісау. Більше року подорожував небезпечний вантаж з ціанідом, пестицидами, діоксином та іншими отрутами, перш ніж він повернувся на борту сірійського судна «Занообія» в порт відправлення Марина де Кар-Рара (Італія).
Проблема небезпечних відходів повинна вирішуватися, безумовно, на шляху створення безвідходних технологій і розкладання відходів на нешкідливі з'єднання, наприклад за допомогою високотемпературного спалювання.
Радіоактивні відходи. Особливе значення має проблема радіоактивних відходів. Їх відмінна риса - неможливість їх знищення, необхідність на тривалий час ізолювати їх від навколишнього середовища. Як говорилося вище, основна маса радіоактивних відходів утворюється на заводах атомної промисловості. Ці відходи, в основному тверді і рідкі, представляють собою високорадіоактивні суміші продуктів поділу урану і трансуранових елементів (крім плутонію, який виділяється з відходів і використовується у військовій промисловості і для інших цілей). Радіоактивність суміші становить у середньому 1,2-10 5 Кюрі на кілограм, що приблизно відповідає активності стронцію-90 і цезію-137. В даний час у світі діють близько 400 ядерних реакторів АЕС потужністю близько 275 гігават, Грубо можна вважати, що на 1 гігават потужності щорічно припадає близько тонни радіоактивних відходів середньою активністю 1,2-10 5 Кюрі. Таким чином, за масою кількість відходів порівняно невелика, проте їх сумарна активність швидко зростає. Так, в 1970 році вона становила 5,55-10 20 Беккерелем, в 1980 році вона почетверити, а в 2000 році за прогнозом ще упятерітся. Проблема поховання таких відходів до цих пір не вирішена.
5. Чи загрожує людству глобальна екологічна катастрофа?
Формально поки не можна говорити, що ми переживаємо глобальну екологічну катастрофу, оскільки на Землі ще є райони, де немає серйозних слідів антропогенного забруднення. Але таких районів стає все менше, а деякі види забруднень відзначаються навіть у найвіддаленіших від їх джерел місцях, наприклад в Антарктиді. Але може бути і неправильно в даному випадку підходити з такою міркою до поняття глобальної катастрофи? Треба враховувати, що більше 40 відсотків населення земної кулі живе в містах (у розвинених країнах міське населення перевищує 70 відсотків), так і сільське населення проживає досить компактно, концентруючись в місцевостях з найбільш сприятливими для сільськогосподарської діяльності природними умовами. У багатьох же містах і в сільських районах нинішній стан навколишнього середовища можна назвати екологічним лихом. І кількість цих міст і сільських районів усе збільшується. Так що фактично можна сказати, що ми знаходимося на порозі близькій глобальної катастрофи. І вона неминуче настане, якщо людство не буде у всій своїй діяльності віддавати пріоритет питань екології, множити зусилля зі збереження та відновлення природного середовища.
Проте в дійсності ми поки ще далекі від усвідомлення цього. Перш за все, очевидно, що наші знання про причини природних змін навколишнього середовища, про зв'язки, що існують між різними природними процесами, далеко не повні. Але це не було б ще так страшно, якби прогалини і неповнота цих знань чітко усвідомлювалися. У дійсності, якщо судити за деякими грандіозним проектам «перетворення природи», таке усвідомлення рідко буває реальністю. Інакше ці проекти піддавалися б більш серйозним незалежним експертизам, гласним обговорень серед широкої громадськості.
Але й наукове зарозумілість, коли вважають, що наших знань, принаймні, досить, не головна причина того, що в нашій країні багато проектів виявляються неспроможними. У нас достатньо компетентних вчених, які добре розуміють сучасні можливості науки і могли б дати (і давали!) Правильну та неупереджену оцінку таким проектам.
Головна причина - довгий час панувала сверхідеологізірованная командно-адміністративна система (до цих пір все ще жива) з її дітищем - витратною економікою, коли про роботу підприємства чи відомства судять по тому, скільки коштів і ресурсів витрачено на роботи.
Але не треба довго шукати приклади таких проектів, які завдали істотної шкоди навколишньому середовищі. Багато з них широко відомі.
Кара Богаз-гол. Затока Каспійського моря, що діяв як природний випарник і який був джерелом сировини (мірабіліт) для хімічної промисловості. Вузька протока, що з'єднує затоку з морем, перегороджений греблею з метою призупинити падіння рівня Каспійського моря. Це дорогий захід могло компенсувати лише 1-2 сантиметри падіння рівня, тоді як у період 1929-1945 років він знижувався в середньому за рік на 11,4 сантиметра, а в 1978-1987 роках щорічно підвищувався в середньому на 12 сантиметрів. На рівень Каспійського моря це практично не вплинуло, родовище мірабіліту деградувало, через дії вітрів землі навколо сильно засолені.
Аральське море. Унікальний внутрішній водний басейн, помітно пом'якшує клімат навколишніх територій, що забезпечує зайнятість значної частини місцевого населення і постачає йому, та й населення всієї країни, цінні рибні продукти. Непомірне розвиток бавовництва, що вимагає забору великих кількостей води на зрошення полів, дорогі (і поганої якості) меліоративні роботи, надмірне застосування добрив, пестицидів, дефоліантів (у тому числі надзвичайно отруйних діоксинів) для підтримки бавовняної монокультури. Падіння рівня і скорочення площі Аральського моря, його осолоненія (більш ніж удвічі), збільшення посушливості клімату, збіднення фауни вод і прилеглої суші, зменшення врожайності бавовнику. засолення та забруднення добривами та пестицидами грунтів. зменшення запасів і погіршення якості питної води, підвищення захворюваності (гепатит і т. п.), збільшення дитячої смертності.
Волга. Найбільша рівнинна річка європейської частини Росії. Будівництво численних дамб з гідроелектростанціями перетворює її в каскад слабопроточних водосховищ. Гідроелектростанції вносять порівняно невеликий внесок в сумарне виробництво електроенергії. У той же час залиті родючі землі (ріллі і заплавні луки), загублені ліси, затоплені населені пункти, порушені шляхи міграцій риб цінних порід, зменшилася здатність вод до самоочищення, прискорилася евтрофікація, збіднюється флора і фауна, погіршилася якість води-
На жаль, аналогічні проекти належать не тільки минулому. Деякі з них і зараз продовжують втілюватися в життя, наприклад Ленінградська дамба. Дамба, призначена для захисту Ленінграда від повеней, вже тепер різко погіршила водообмін між Фінською затокою і Невської губою і сприяла швидкому забрудненню води в останній. Інші плануються на найближче майбутнє (високогірне Рогунської водосховищі в Таджикистані, Катунская ГЕС на Алтаї і т. п.)
Саме командно-адміністративна система, що прагнула будь-якими шляхами довести свої переваги навіть там, де їх насправді не було, стала причиною того, що наша країна з екологічно «благополучною» раптово стала країною екологічного лиха. Насправді деградація природного середовища відбувалася весь цей час постійно і з прискоренням. Спочатку тенденції до погіршення якості природного середовища маскувалися великими розмірами країни. Але з плином часу екстенсивний розвиток народного господарства з витратними методами, з одного боку, та сумнозвісним «валом» - з іншого, призвело до того, що у нас стали переважати підприємства з відсталою технологією і устаткуванням. Навіть нові підприємства в прагненні заощадити часто будувалися на базі старих технологій, купувалися за кордоном або монтувалися без очисних споруд і пристроїв. Традиційним стало приховування та спотворення інформації про справжній стан природного середовища. Досить згадати Чорнобильську катастрофу вже в епоху оголошеної гласності, коли сам факт і розміри трагедії не були відразу доведені до широкої громадськості (навіть безпосередньо порушеної). Та й зараз ще різними організаціями робляться спроби приховати або применшити масштаби і серйозність наслідків катастрофи Поява широкого екологічного руху на Заході трактувалося у нас як свідчення вад, притаманних «загниваючому» капіталізму. А його відсутність у нас повинно було говорити про екологічний благополуччя в нашій країні. У результаті було втрачено дорогоцінний час, і якщо в розвинених країнах Заходу в результаті дієвих заходів в останні 10-20 років екологічна обстановка по багатьом параметрам стала поліпшуватися, то в нашій країні, навпаки, відбувалося подальше погіршення природного середовища.
Зараз ситуація змінюється. У пресі, на радіо, телебаченні однією з головних тем стала екологічна. Широка громадськість знає тепер про критичний стан навколишнього середовища і починає активно діяти. При цьому вона може вже спиратися не на одні тільки емоції, але і на фактичні дані, в тому числі у вигляді дедалі більшої кількості різних карт екологічної обстановки. Створюються громадські екологічні організації від локальних в окремих мікрорайонах до всесоюзних, таких, як асоціація «Екологія і світ» та інші, до органів влади різних рівнів обрано багато щирі прихильники рішучих заходів по захисту навколишнього середовища. «Екологізація» законодавчої і виконавчої влади зараз особливо важлива, оскільки першочергове завдання - зробити екологічно чисті виробництва вигідними і, навпаки, економічно невигідним будь нехтування екологічними нормами. Без цього заклики до пересічних громадян берегти природу будуть виглядати демагогічними і навряд чи досягнуть мети. Разом з тим необхідна і сама широка просвітницька робота серед громадян різного віку.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Реферат | 190.9кб. | скачати

Схожі роботи:
Джерела екологічних небезпек Шляхи гармонізації екологічних відносин
Тиреоїдний криз
Гіпертонічний криз
Психічний криз
10 криз у роботі маркетолога
Теорія економічних криз
Діагностика криз процедури управління
Проблеми запобігання криз на підприємствах
Концепція розвитку виробництва ВАТ КРИЗ 2
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru