Занятие 16. Производство и окружающая среда. Экологические проблемы. (2 часть)
«Природа – это не то, что мы получили в наследство от предков, а то, что мы взяли в долг у потомков»
(древняя индийская сентенция).
1. Проблемы окружающей среды, экологии.
Человек воздействует на естественную среду своего обитания не только потребляя ее ресурсы, но и изменяя природную среду, приспосабливая ее для решения своих практических, хозяйственных задач.
В силу этого человеческая деятельность оказывает существенное влияние на окружающую среду, подвергая ее изменениям, которые затем влияют и на самого человека. За всю историю цивилизации было вырублено ⅔ лесов, уничтожено в результате человеческой деятельности более 200 видов животных, растений, на 10 миллиардов тонн уменьшились запасы кислорода, деградировано около 200 млн. га земель в результате неправильного, нерационального ведения сельского хозяйства. Двадцатый век как век научно-технического прогресса существенно усилил экономическое давление человека на природную среду. Ежедневно в результате нерациональной деятельности человека 44 гектара земель обращаются в пустыни, в минуту уничтожаются свыше 20 гектаров лесов, ежедневно исчезают по одному виду животных и растений, ежегодно умирают от голода свыше 40 тыс. детей.
Негативная деятельность человека по отношению к природной среде проявляется объективно в трех взаимосвязанных формах. Это — загрязнение окружающей природной среды, истощение природных ресурсов, разрушение природной среды.
В середине прошлого столетия экология была внутренним делом конкретной страны, поскольку последствия загрязнений из-за промышленной деятельности проявлялись только в районах с чрезмерно высокой концентрацией вредных производств.
В восьмидесятые годы 20-го века экологические проблемы приобрели региональный уровень, так как выбросы стали достигать соседних стран, приходя вместе с осадками, ветром. В девяностых годах на арену вышли глобальные экологические проблемы человечества. Они проявляются в таких негативных тенденциях, как разрушение мировой экосистемы, потеря ресурсами способностей к самовосстановлению, расширение зон экологического бедствия. Но самой серьезной опасностью современности становится изменение климата. Растет средняя годовая температура, соответственно увеличивается частота и интенсивность экстремальных природных явлений: наводнений, засух, смерчей, резких заморозков и оттепелей.
Как вы понимаете, чем опасно изменение климата на Земле?
Экологические проблемы возникли не сразу. Они накапливались постепенно и во второй половине двадцатого века приобрели планетарные масштабы.
Основные причины их возникновения:
· рост численности населения Земли (продовольственная, энергетическая, сырьевая проблема и как следствие - экологическая);
· огромные масштабы человеческой деятельности;
нерациональное использование природных ресурсов
Характер современных экологических проблем проявляется в воздействии на все оболочки Земли – твёрдую(почву), газовую(воздух), водную(воду).
2.Глобальные проблемы экологии
Глобальные экологические проблемы – кризисные экологические ситуации, актуальные для всей планеты, решение которых возможно только при участии всего человечества.
Рассмотрим, основные из них:
1. Разрушение озонового слоя
Озоновый слой - слой атмосферы (стратосферы) с повышенным содержанием озона (О3), расположенный на высоте 20-45 км. Содержание озона в нем примерно в 10 раз выше, чем в атмосфере у поверхности Земли. Если весь этот озон собрать и сжать до давления, равного давлению атмосферы на уровне моря, то толщина его слоя составит 3 мм.
Озон образуется при поглощении ультрафиолетового излучения молекулами кислорода. В процессе образования и разрушения озона происходит поглощение ультрафиолетового излучения. Таким образом, озоновый слой защищает поверхность планеты от избытка ультрафиолетовых лучей, неблагоприятно влияющих на живые организмы.
- Чем опасны ультрафиолетовые лучи для живых организмов?
В настоящее время отмечено ухудшение состояния озонового слоя и образование «озоновых дыр» (областей с пониженным содержанием озона) над полюсами Земли, что представляет экологическую опасность. Временные «дыры» возникают также над обширными районами вне полюсов (в том числе и над континентальными районами Российской Федерации). Причиной этих явлений считают попадание в озоновый слой хлора (в первую очередь из фреонов, используемых в холодильниках и аэрозольных упаковках) и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей.
Вследствие разрушения озонового слоя повышается вероятность заболевания человека раком кожи. Этим объясняется высокое распространение этой болезни в Австралии: при населении в 17 млн человек раком кожи ежегодно заболевает 140 тыс. человек, из которых 1 тыс. умирает.
По последним данным, истощение озонового слоя пагубно влияет на экосистемы океанов, так как ведет к активизации процесса фотосинтеза и бурному разрастанию фитопланктона и макроводорослей. Ультрафиолетовое излучение нарушает личиночное развитие крабов, креветок и некоторых рыб и потому играет дважды убийственную роль: воздействует на океанические формы жизни в самый чувствительный и уязвимый период их развития и уменьшает количество необходимых им питательных элементов, что может самым губительным образом сказаться на рыболовстве.
2. Парниковый эффект
Парниковый эффект - подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле - это водяные пары и углекислый газ.
-Как вы считаете, почему это явление назвали парниковым эффектом?
Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры Земли.
Согласно опубликованным данным, за период с 1906 по 2005 годы средняя температура Земли поднялась на 0,74 градуса. В ближайшие 20 лет рост температуры, по мнению экспертов, составит в среднем 0,2 градуса за десятилетие, а к концу XXI века температура Земли может повыситься от 1,8 до 4,6 градусов.
По мнению ученых, с 90-процентой вероятностью наблюдаемые изменения климата связаны с деятельностью человека - сжиганием углеродного ископаемого топлива (т. е. нефти, газа, угля и др.), промышленными процессами, а также сведением лесов - естественных поглотителей углекислого газа из атмосферы.
При повышении температуры на 1 градус прогнозируется изменение видового состава леса. Леса являются естественным накопителем углерода (80% всего углерода в земной растительности и около 40% углерода в почве). Переход от одного типа леса к другому будет сопровождаться выделением большого количества углерода.
3. Глобальное потепление.
Температура Земли поднимается и в результате таяния ледников в два раза быстрее, чем это было сто пятьдесят лет назад, увеличивается уровень морей и океанов. Становится понятным, что это явление приведет к тому, что все прибрежные страны в недалеком будущем будут затоплены.
- Какие это страны?
По ледяным слоям ученые установили, что увеличение температуры Земли связано с повышением уровня углекислоты в атмосфере. Углекислота относится к парниковым газам, которые удерживают тепло, идущее от земли, вместо того, чтобы пропускать его в космос. Повышение концентрации углекислого газа способствует возникновению «парникового эффекта». Еще один «парниковый газ» - метан, его концентрация в атмосфере запредельна, причем ее уровень неуклонно повышается последние пятьдесят лет. В результате - глобальное потепление.
Но повышение уровня углекислоты и метана вызвано не только природными процессами, в этом и наша заслуга. С началом промышленной революции в 1850 году началась массовая вырубка деревьев, добыча полезных ископаемых, что и привело к увеличению уровня «парниковых газов». Если человечество ничего не сделает для снижения их выбросов в атмосферу, то к концу текущего века температура Земли будет самой высокой за последний миллион лет. Из-за таяния горных ледников, айсбергов и ледяных щитов Гренландии и Антарктиды береговая линия передвинется вглубь материка, и прибрежные города будут затоплены. Хотя тот лед, который плавает в океане, не представляет угрозы, но если растают все ледники планеты, то это будет величайшей катастрофой.
4. Кислотные дожди.
Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, — при которых наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота.
Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными.
Подкисление природной среды отрицательно отражается на состоянии экосистем.
В подкисленной воде увеличивается растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона и водорослей. Кислотные дожди разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно снижают срок службы железобетонных конструкций. Посмотрите внимательно на схему 1. Проанализируйте, как кислотные осадки влияют на состояние экосистемы?
Схема 1. Кислотные осадки и их влияние на экосистемы.
Кислотные осадки разрушают здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут способствовать просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.
Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.
5. Гибель и вырубка лесов
Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов – "легких планеты" и основного источника биологического разнообразия планеты. Уничтожение тропических лесов, разрушение природных ландшафтов с каждым годом приводит к снижению видового разнообразия Амазонии и Центральной Африки. А ведь эти леса не только прибежище для многих видов животных, но и лёгкие планеты. Их хищническая вырубка приводит также к обмелению рек, засаливанию почв, опустыниванию. Уже сейчас существуют различные программы по защите лесов, однако существенно положение пока не меняется. Рост населения в развивающихся странах Южной Америки и Африки - основная причина вымирания массы тропических видов растений и животных, считают экологи.
Там ежегодно вырубается или сжигается примерно 200 тысяч квадратных километров, а значит, исчезает 100 тысяч видов растений и животных. Особо быстро этот процесс идет в самых богатых тропическими лесами регионах – Амазонии и Индонезии.
Современная ситуация с лесами очень различна по континентам. Если в Европе и Азии лесопокрытые площади за 1974 – 1989 годы несколько увеличились, то в Австралии за один год они сократились на 2,6 %. Еще большая деградация лесов идет в отдельных странах: в Кот-д, Ивуар за год лесные площади уменьшились на 5,4 %, в Таиланде – на 4,3 %, в Парагвае на 3,4 %.
Как вы считаете, каковы последствия вырубки лесов?
6. Опустынивание.
Опустынивание - это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га. Практически на всех континентах. Причины и основные факторы опустынивания различны. Как правило, к опустыниванию приводит сочетание нескольких факторов, совместное действие которых резко ухудшает экологическую ситуацию. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшается физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливается.
Во время распашки полей, частицы плодородного почвенного покрова поднимаются в воздух, рассеиваются, сносятся с полей потоками воды, осаждаются в новых местах, в громадных количествах безвозвратно уносятся в Мировой океан. Естественный процесс разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, смыва и развеивания его частиц многократно усиливается и ускоряется, когда люди распахивают чересчур много земель. Человечество, быстро растущее количественно, стало всё более интенсивно проникать в труднодоступные районы и вовлекать в сферу своей деятельности природные ресурсы.
Степень проявления и скорость протекания различных процессов опустынивания преимущественно обусловлены неправильной хозяйственной деятельностью человека, не учитывающей внешние и внутренние взаимосвязи природных компонентов.
Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная (то есть созданная человеком) пустыня.
Естественные пустыни и полупустыни занимают более 1/3 земной поверхности. На этих землях проживает около 15 % населения мира. Пустыни – естественные образования, играющие определенную роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты.
В результате деятельности человека к последней четверти ХХ века появилось еще свыше 9 миллионов квадратных километров пустынь, и всего они охватили уже 43 % общей площади суши2.
- как происходит процесс опустынивания почв?
7. Дефицит чистой воды
Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых лишь 2,5 %, то есть около 35 млн куб. км, приходится на пресную воду. Большая часть запасов пресной воды сосредоточена в многолетних льдах и снегах Антарктиды и Гренландии, а также в глубоких водоносных горизонтах. Главными источниками воды, потребляемой человеком, являются озера, реки, почвенная влага и сравнительно неглубоко залегающие резервуары подземных вод. Возобновление запасов пресной воды зависит от испарения с поверхности океанов. В водном цикле из общего количества выпадающих на Землю осадков 79 % приходится на океан, 2 % - на озера и только 19 % - на поверхность суши. Только 2,200 куб. км воды проникает за год в подземные резервуары.
Около трети территории суши занимают засушливые пояса. В засушливом поясе Земли дефицит воды ощущается остро. Здесь расположены самые маловодные страны, где на душу населения приходится менее 5 тысяч куб. м воды.
Наиболее крупными потребителями воды (по объемам) являются Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Российская Федерация.
По данным Организации Объединенных Наций (ООН), рост потребления пресной воды, вызванный, в частности, демографическим ростом и мобильностью населения, новыми потребностями и возросшими энергетическими запросами, в сочетании с ощутимыми последствиями изменений климата, ведут к растущей нехватке водных ресурсов.
Такая обычная субстанция, как вода, нечасто привлекает наше внимание, хотя сталкиваемся мы с ней повседневно, скорее даже ежечасно: во время утреннего туалета, за завтраком, когда пьем чай или кофе, при выходе из дома в дождь или снег, во время приготовления обеда и мытья посуды, во время стирки. В общем, очень и очень часто.
Задумайтесь на минуту о воде..., представьте, что ее вдруг не стало..., ну, например, произошла авария водопроводной сети. А возможно, это с вами уже случалось?
3. Пути решения глобальных экологических проблем.
Всё это - малая часть глобальных проблем экологии. Во многих из них виновато население Земли. Тысячелетиями человек жил, работал, развивался, но он и не подозревал, что, возможно, настанет день, когда станет трудно, а может и невозможно, дышать чистым воздухом, пить чистую воду, выращивать что- либо на земле, так как воздух загрязнен, вода отравлена, почва заражена радиацией или др. химическими веществами.
На сегодняшний день воздействие человека на окружающую среду привело к экологическому кризису на всей планете. В связи с этим человечество должно принять ряд мер для решения глобальных экологических проблем. Изучите предложенную ниже таблицу 1.
Таблица 1. Способы решения экологических проблем.
Экологическая проблема | Способы решения проблемы |
Эрозия почв | - посадки лесов (кустарников и деревьев): деревья и кустарники встают на пути ветров, а их корни связывают почву. - экологически чистое земледелие: органические удобрения лучше задерживают воду, препятствуя высыханию и выветриванию почвы |
Уничтожение тропических лесов | - реформы права собственности на землю в странах, где растут влажные тропические леса, чтобы спасти их от гибели. - контроль за скотоводством и заготовкой древесины в тропических лесах с помощью сокращения потребности богатых стран в мясе и древесине. - эффективные методы использования лесных ресурсов, учитывающие естественные природные круговороты и т. д., например производство натурального каучука. - малые поля: чем меньше размеры поля, тем меньшей эрозии подвергается земля на нем. |
Кислотные дожди и прочие загрязнения | -установка фильтров на электростанциях и транспорте. - использование возобновляемых источников энергии. - применение других, нехимических удобрений. - прекращение загрязнения окружающей среды промышленными выбросами и отходами. |
Опустынивание | -уменьшение зависимости слаборазвитых стран от производства экспортных культур: их выращивание на лучших землях вынуждает крестьян переселяться на худшие, вскоре превращающиеся в пустыни. -применение эффективных методов орошения. - активные посадки лесонасаждений |
Разрушение озонового слоя | полное и скорейшее запрещение производства хлорфторуглеродов. |
Парниковый эффект | - использование возобновляемых источников энергии. - запрет на уничтожение влажных тропических лесов, которые выполняют роль фильтров, поглощающих углекислый газ из воздуха и использующих его в процессе фотосинтеза. - снижение потребления энергии и образования отходов. |
Неэффективное расходование природных ресурсов | - переработка и утилизация отходов. - длительное пользование вещами и одеждой, их ремонт и починка вместо того, чтобы просто выбрасывать. - создание программ для перехода на более рациональный и экономный образ жизни |
Список новых понятий.
Глобальные экологические проблемы, озоновый слой, «Озоновые дыры», парниковый эффект, кислотные дожди, опустынивание, эрозия почв.
Проверочные вопросы.
1. Какие экологические проблемы вы знаете?
2. Каковы основные причины экологических проблем?
3. Чем опасно глобальное потепление для нашей планеты?
4. Как вы думаете, почему тропические леса называют «легкими планеты»?
5. Разработайте правила бережного отношения к природе, которые должен соблюдать каждый человек. (не менее десяти правил)
1.
6. Посмотрите на окружающие вас дома вещи и предметы. От каких бы вы смогли отказаться, зная наверняка, что при их изготовлении или использовании приносится большой вред природе?
Дополнительное задание.
Что такое смог? Каковы причины образования смога? Чем он опасен для живых существ? Назовите города, которые наиболее подвержены смогу.
«Это интересно знать».
Самая грязная река на планете.
Расположившаяся на острове Ява в Индонезии речка под названием Цитарум является наиболее грязной в мире. Когда то все было по-другому: чистая вода неспешно текла по течению, рыбаки занимались рыбным промыслом, птицы могли добывать пищу, а население — черпать воду для бытовых нужд. Чистая речная вода орошала рисовые поля… Сегодня все изменилось. Сотни тонн разнообразных бытовых и индустриальных отходов, а также грязных сточных заводских вод уничтожили некогда живую и чистую реку. 
Слой мусора на поверхности воды настолько огромный, что рассмотреть воду практически невозможно. Рыбу тут больше не ловят — более выгодным промыслом является отлов хлама из воды с последующей перепродажей. Пластиковые бутылки, резиновые перчатки и прочий мусор имеют стабильный спрос. Средний заработок сборщика мусора в реке составляет 2-3 доллара в неделю, при этом человек постоянно рискует подхватить инфекцию. На берегах реки работают почти полтысячи разнообразных производств, ориентированных на выпуск текстильной продукции. Отходы без очистки сбрасываются в реку, после чего загрязненная отходами вода впитывается в поля риса, расположенные неподалеку. Это также одна из двух рек, благодаря которым питается озеро Сагулинг, на котором стоит крупная гидроэлектростанция. 
Местные техники бьют тревогу — скоро объем загрязнения реки достигнет такого предела, выше которого ГЭС уже не сможет продолжать свою работу, т. к. генераторы просто забьются мусором. Возможно, именно тогда, когда погаснет свет, и остановятся заводы, и прекратится нескончаемый поток отходов. А вслед за этим, через несколько десятков лет речка снова оживет в своем прежнем виде.
Литература и источники.
1. «Краткий курс общей экологии». - Спб. : Центр, 2008. - 160С
2. «Глобальные проблемы современности».- Учебное пособие.- М.: Мысль, 2004г.- 324С.
3. , , и др. Проблемы экологии России. M., 1993
4. , Шишков экологические проблемы. М.: Знание, 1991
5. «Экология современности». - М.: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: 2004. - 145С.
6. Чернова экологии; М., 2001.
