УМП ЭКОЛОГИЯ
.pdf6 Загрязнение Мирового океана
Водные пространства занимают большую часть поверхности Земного шара: акватория Мирового океана составляет 70,8 %, а на долю суши приходится лишь 29,2 % поверхности Земли. Если бы Земля представляла собой идеально ровный шар без впадин и гор, ее покрыл бы океан глубиной в 4000 метров.
Человечество наносит два удара по природе: во-первых, истощает ресурсы, во-вторых, загрязняет ее. Поражается не только суша, но и океан. Все большая эксплуатация Мирового океана уже сама по себе оказывает сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются и мощные внешние источники загрязнения – атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая высокие широты Арктики и Антарктики. Рассмотрим основные источники загрязнения Мирового океана.
Нефть и нефтепродукты. Основной загрязнитель океана – нефть. Она поступает в океан при транспортировке, по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Попадая в морскую среду, нефть сначала, образуя слои различной мощности, растекается в виде пленки, которая изменяет состав спектра солнечного света, проникающего в воду, и количество поглощенного водой света. Так, пленка толщиной 40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение Солнца, нарушая тем самым экологическое равновесие и вызывая гибель морских организмов. Нефть «склеивает» перья птиц, вызывая в итоге их гибель.
Смешиваясь с водой, она образует эмульсии («нефть в воде» и «вода в нефти»), которые могут храниться на поверхности океана, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Другим загрязнителем океана являются пестициды – вещества, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для лечения бактериальных болезней растений, гербициды – вещества, используемые для уничтожения сорных растений. За открытие ДДТ ученым была присуждена Нобелевская премия. Но вскоре выяснилось, что многие истребляемые организмы способны приспосабливаться к нему, а сам ДДТ аккумулируется в биосфере и очень устойчив к биодеградации: его период полураспада составляет десятки лет. Было принято решение запретить производство и применение ДДТ (в России применялся вплоть до 1993 года, так как заменить было нечем), но он уже успел накопиться в биосфере. Так, заметные дозы ДДТ были обнаружены даже в организмах пингвинов. Но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и водорослях,
131
ДДТ (или другие пестициды), попадая в человеческий организм, могут привести к очень серьезным, порой трагическим последствиям.
Синтетические поверхностно-активные вещества или детергенты – вещества, понижающие поверхностное натяжение воды и входящие в состав синтетических моющих средств, широко применяемых в промышленности и в быту. Вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные вещества попадают в материковые воды и далее в морскую среду. Синтетические моющие средства содержат также и другие ингредиенты, токсичные для водных организмов: полифосфаты натрия, ароматизирующие и отбеливающие (персульфаты, пербораты) вещества, кальцинированную соду, карбоксиметилцеллюлозу, силикаты натрия и т. д.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и т. п.) широко применяются в промышленном производстве. Они со сточными водами попадают в океан.
Для морских биоценозов наибольшею опасность представляют ртуть, свинец и кадмий. Ионы этих металлов способны аккумулироваться в океанических пищевых цепочках, вызывая болезни, мутации и гибель морских организмов, а также болезни людей, потребляющих «дары моря» в пищу.
Еще один источник загрязнения – дампинг – сброс отходов в океан с целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к морю, производят морские захоронения различных материалов и веществ: грунта, вынутого при дноуглубительных работах, отходов промышленности, строительного мусора, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных изотопов (радионуклидов) и т. п. Объем захоронений составляет около 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.
Формальным основанием для дампинга служит естественное свойство морской среды к самоочищению – переработке органических и неорганических веществ, поступающих в воду. Однако эта способность небеспредельна.
Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Во многих случаях оно способствует повышению температуры воды на ~16 0С. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 130 км2. Устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену между поверхностным и донным слоями. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с увеличением температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Расширяется видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей, все это приводит к нарушению экологического равновесия в биосфере океана.
Загрязнение Мирового океана – одна из глобальных экологических проблем, стоящих перед человечеством и требующих решения.
132
7 Деградация наземных экосистем и проблема нехватки пищевых ресурсов, современные пути решения проблем
Нерациональное землепользование приводит к деградации наземных экосистем. Имеются в виду такие процессы, как сведение лесов, эрозия, засоление и загрязнение почв, опустынивание и, как следствие, падение продуктивности почвы, снижение урожаев, высыхание поверхностного слоя почвы, оврагообразование, наступление песчаных дюн на орошаемые земли, уничтожение урожаев песчаными бурями и т. д.
Сведение лесов – серьезная проблема не только потому, что лес – это природный ресурс чрезвычайной важности для человека, который не может быть восстановлен в короткие сроки, возникает также огромное число побочных эффектов. Оно является главной причиной таких экологических проблем, как опустынивание, деградация почв, наводнение, образование селевых потоков, заиливание водотоков, разрушение ареалов диких животных, вымирание видов животных и растений и т. п.
Основными путями истребления лесов являются: пожары, промышленные рубки, потери заготовленной древесины, незаконные порубки, вредные насекомые и болезни, поражение промышленными выбросами.
Опустынивание – процесс, в результате которого уменьшается продуктивность земель, подверженных засухе. Опустынивание может происходить вследствие сведения лесов, нерационального землепользования, засухи, перевыпасов скота, нерационального орошения (заболачивания и засоления) и т. д.
Другая причина, приводящая к опустыниванию, – перевыпас скота. С увеличением поголовья скота возрастает нагрузка на пастбища, и одновременно падает их продуктивность. Перевыпас ведет к:
уменьшению количества подножного корма и съедобной растительности;
замещению многолетних видов растений однолетними, которые не способны уберечь почву от эрозии;
сбиву пастбищ копытами скота;
дестабилизации песчаных дюн в результате того, что скот поедает растительность на их гребнях;
ухудшению здоровья животных и постоянным падениям надоев молока и производства мяса.
Некоторые мероприятия, предлагаемые для решения проблемы опустынивания, включают в себя улучшение качества землепользования, рациональную ирригацию, бережное обращение со скотом, целесообразное использование пастбищ и уменьшение поголовья скота и восстановление лесов. Другие мероприятия предусматривают восстановление пустынных земель, «социальное лесопользование» (когда местные жители берут на себя
133
ответственность за сохранение лесов вокруг их деревень), создание лесонасаждений.
Засоление почв – процесс деградации почв, обычно связанный с неумеренным поливом орошаемых земель в засушливых районах, как результат нерациональной ирригации. Сначала происходит подтопление и заболачивание земли. Это приводит к тому, что соленые грунтовые воды выходят на поверхность, если дренажные системы не отводят их.
Этот процесс ослабляет биологический круговорот веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения – галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций, усиливаются миграционные процессы.
Эрозия почв (от лат. erosio – разъедание) – разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород потоками воды. Тот же процесс, вызванный ветром называется дефляцией. Земли, подвергшиеся такому разрушению, называют эродированными. Эрозия почвы может быть вследствие промышленных и сельскохозяйственных работ (промышленная эрозия), военных действий – воронки, траншеи (военная эрозия) и т. д. Пылевые бури и водные потоки способны в считанные часы снести до 10 – 15 см верхнего слоя почвы, наиболее богатого гумусом (в естественных условиях гумусовый слой почвы образуется со скоростью 2 – 3 см за 100 лет).
Эрозия оказывает существенное негативное воздействие на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и т. п.
Рассмотренные процессы деградации почв приводят к тому, что ежегодно во всем мире сокращаются площади пахотных земель, снижается урожайность продовольственных культур. Все это в совокупности с неуклонным ростом народонаселения Земли неизбежно ведет к проблеме нехватки пищевых ресурсов, которая обостряется и процессом урбанизации. При этом из сельскохозяйственного обращения изымается большая площадь пахотных земель и сельхозугодий. Рост городов, а вместе с ним автотранспорта и промышленных предприятий приводит к увеличению степени загрязнения окружающей природной среды и к деградации экосистем.
Выход из создавшегося положения наряду с рациональным природопользованием видится в дальнейшем проведении селекционной работы по выведению более продуктивных сортов растений и животных, а также в применении современной биотехнологии, в основе которой лежит так называемая генная инженерия; она с помощью методов молекулярной биологии и генетики позволяет целенаправленно конструировать новые, несуществующие в природе сочетания генов. Все это дает возможность выращивать растения и животные (трансгенные) с заранее заданными потребительскими свойства.
134
8 Проблема сохранения биоразнообразия
Под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также сами экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются. Оно является основой жизни на Земле: чем большее число растительных и живых организмов образуют экосистему, тем более она устойчива.
Биологические ресурсы являются основным источником сырья для промышленности (люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90 % мирового продовольствия создается всего двадцатью, а три вида из них (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей). В последнее время человечество осознало полезность диких видов животных и растений. Они не только содействуют развитию сельского хозяйства, медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь неотъемлемой частью природных экосистем. Даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезны, хотя и приносят пользу косвенным путем.
Понятие биоразнообразия все чаще ставится во главу угла при оценке состояния и экологического благополучия экосистем. Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенному изменению видового состава обитателей Земли. По мнению экспертов, в ближайшие 20 – 30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25 % всего биоразнообразия Земли.
Называют четыре основные причины исчезновения видов:
утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
чрезмерная эксплуатация ресурсов;
загрязнение окружающей среды;
вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер. Подсчитано, что сокращение 70 % тропических лесов ведет не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30 % численности видов, обитавших на соседних участках.
Большую опасность для окружающей среды представляет ее загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками, в частности пестицидами.
Изменения климата в результате выброса в атмосферу парниковых газов, по прогнозам специалистов, могут привести к нарушению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других возрастет.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести
ксерьезным глобальным последствиям для человека и даже его существования на Земле.
135
Разрабатываются меры, направленные на сохранение биоразнообразия:
защита особой среды обитания – создание охраняемых природных территорий;
защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации;
сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.
Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами на Конференции ООН по охране окружающей среды и устойчивому развитию в Рио (1992 г.), отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.
9 «Демографический взрыв» как ведущий фактор возникновения глобальных проблем человечества
Вопрос о характере изменения численности людей на Земле является одним из глобальных вопросов, волнующих человечество. Дело в том, что масштаб практически всех экологических бедствий зависит от того, сколько людей живет, жило и будет жить на Земле.
Отрицательное воздействие на окружающую природную среду оказывают все страны мира. Влияние в основном связано с техногенными загрязнениями и порождаемыми ими экологическими проблемами: кислотные дожди, глобальное потепление и т. д., а также с прямым уничтожением природы: сведением лесов, исчерпанием природных ресурсов и т. п.
Население мира увеличивается сегодня на 250 тыс. человек ежедневно, 1 млн. 750 тыс. каждую неделю, 7,5 млн. в месяц, 90 млн. в год. По данным ООН, основной прирост населения нашей планеты приходится на развивающиеся страны. Распределение плотности населения на Земном шаре весьма неравномерно, это ярко проявляется даже в пределах одной страны из-за концентрации населения в городах.
Быстрый рост населения в развивающихся странах резко обостряет экологические и социальные проблемы. Жители развивающихся стран составляют три четверти населения планеты, а потребляют они всего одну треть общемировой продукции, причем разрыв в потреблении на душу населения продолжает увеличиваться.
Долгое время в описании демографического развития господствовали теории (примером может служить широко известная теория Т. Мальтуса, согласно которой рост численности населения происходит по закону геометрической прогрессии (производство продовольствия при этом растет в арифметической прогрессии)), предполагающие, что скорость увеличения числа людей на Земле пропорциональна числу людей. По такому закону,
136
например, происходит размножение бактерий в ограниченной по объему питательной среде. Рост числа бактерий идет сначала медленно (скорость процесса прямо пропорциональна числу бактерий), но со временем все больше и больше ускоряется и, наконец, приобретает характер «взрыва». Этот «демографический взрыв» описывается экспоненциальной кривой, приведенной на рисунке 2.5. Постепенно микроорганизмы пожирают окружающую среду и начинают задыхаться в собственных отходах. С этого момента рост «народонаселения» замедляется, а затем вся микробная «цивилизация» погибает. Данная схема развития присуща любой цивилизации, паразитирующей на окружающей среде.
Р и с у н о к 2 . 5 – Кривая экспоненциального демографического развития: t1 – время начала демографического взрыва
10 Опасность ядерной войны и ее глобальные экологические последствия
Из всех видов воздействия человека на окружающую среду самым мощным разрушительным фактором являются военные действия, при чем самой разрушительной для биосферы войной является ядерная с применением оружия массового поражения.
Оружие массового поражения подразделяется на ядерное, химическое и бактериологическое.
Действие ядерного оружия основано на колоссальной энергии, выделяющейся при делении ядер урана или плутония (атомное оружие) или при термоядерном синтезе гелия из ядер водорода (водородное или термоядерное оружие). Поражающими факторами ядерного оружия являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение.
Ударная волна по своей природе аналогична звуковой волне гигантской мощности. Она возникает в результате мгновенного расширения воздуха в эпицентре взрыва при его нагреве до температуры в несколько миллионов градусов и обладает громадной разрушительной силой, уничтожая на своем пути людей, животных, лесные массивы, строения и т. п.
137
Вмомент ядерного взрыва возникает мощное световое излучение, способное вызвать сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз (человек просто потеряет зрение, если взглянет на ядерную вспышку) и влекущее за собой массовые пожары лесов, домов и т. п.
Под воздействием проникающей радиации у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом.
Помимо прямой гибели людей и организмов от действия поражающих факторов ядерного оружия, возможна гибель всего живого на Земле в результате последствий применения ядерных боеприпасов. Так, разрушение плотин гидросооружений может привести к наводнениям. При повреждении атомных электростанций будет наблюдаться дополнительное повышение уровня радиации. В сельской местности произойдет радиоактивное заражение посевов, что повлечет за собой массовый голод населения. В случае нанесения ядерного удара в зимнее время уцелевшие после взрывов люди останутся без жилья и могут погибнуть от переохлаждения.
Витоге крупномасштабная ядерная война, как показывают расчеты (Н. Н. Моисеев, М. И. Будыко, Г. С. Голицын и др.), неизбежно приведет к климатической катастрофе, получившей название «ядерная зима» – резкое похолодание после массированного применения ядерного оружия, обусловленное выбросами в атмосферу большого количества дыма и пыли Дело в том, что следствием ядерных взрывов будут массовые пожары, сопровождаемые выбросом в атмосферу колоссального количества пыли. Дым от пожаров и облака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, наступит «ядерная ночь» на многие недели и даже месяцы. Значительно упадет температура у Земной поверхности (до минус 31 0С). Повышенные дозы радиации приведут к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных. Все это факторы гибели человечества (ученые утверждают, что после ядерной войны на Земле выживут лишь тараканы и крысы, не считая микроорганизмов).
Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ (газообразных, жидких или твердых). Средства их доставки – ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Они способны внедряться и перемещаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.
Вбольших количествах химическое оружие применялось во время первой мировой войны и во Вьетнаме. В 1914 – 1918 гг. боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель 10 тыс. человек и 1,2 млн. человек стали инвалидами.
К настоящему времени созданы новые классы боевых отравляющих веществ – нервно-паралитического, психогенного, общеотравляющего, удушающего и т. п. действия. Все они оказывают крайне негативное влияние
138
на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.
Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используется оно с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.) либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.
Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных (чума, холера, сибирская язва и другие болезни), даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии образуют споры, сохраняющиеся в почве в течение десятилетий.
Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения – единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты.
11 Стратегия ООН в области решения глобальных экологических проблем
При решении глобальных экологических проблем особую роль должен играть такой международный орган, как Организация Объединенных Наций (ООН). Она призвана разработать стратегию в области экологии и охраны природы и стать при этом координатором ее исполнения.
Виюне 1992 г. в Рио-де-Жанейро проходила на уровне глав государств
ипредставительств Конференция ООН по окружающей среде и развитию, ставшая переломным этапом в международном экологическом движении.
Одним из самых главных результатов ее работы стал вывод: нынешняя рыночно-потребительская модель, действующая в ряде развитых стран, стремительно ведет к гибели всего человечества. Эта модель неустойчивого развития, характеризующаяся экологически несбалансированной разработкой и потреблением природно-энергетических и сырьевых ресурсов биосферы, делает нецелесообразным движение развивающихся стран (в том числе и России) по пути, которым пришли к благополучию развитые страны. Исходя их этого, провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на рельсы устойчивого развития, обеспечивающего баланс между решением социально-экономических проблем и сохранением окружающей среды, удовлетворением основных жизненных потребностей нынешнего поколения с сохранением таких возможностей для будущих поколений.
Переход к новому партнерскому типу международных взаимоотношений, к новому характеру производства материальных благ и их
139
потребления человечество может осуществить только в том случае, если все слои общества во всех странах осознают жизненную необходимость такого перехода и будут ему всемерно содействовать.
Промышленное и сельскохозяйственное развитие является, как известно, основой подъема социально-экономического уровня жизни населения любой страны. Однако во всем мире промышленность, да и сельское хозяйство развивались без учета исчерпаемости многих видов невозобновляемых ресурсов и понимания того обстоятельства, что восстановительные способности живой природы не беспредельны. В то же время значительная часть принципиально новых технологий и технических решений последних десятилетий создана в ходе грандиозных по своим масштабам работ по наращиванию вооружений. При этом проблема выживания многих стран рассматривалась с позиции обеспечения надлежащей обороноспособности и адекватного ответного удара. Выплату же по экологическим счетам посчитали возможным переложить на плечи будущих поколений.
Ныне пришло понимание, что угроза выживанию человеческой цивилизации – окружающая природная среда, которая быстро деградирует под натиском человеческой деятельности, в том числе и военной, и превращается во враждебную.
Конференция в Рио-де-Жанейро должна была сформулировать новую модель развития, которая бы способствовала в перспективе сочетанию благополучия всех живущих и сохранению природной среды. Но при этом исходная посылка была сформулирована четко: обеспечить экологическую безопасность планеты в социально несправедливом мире невозможно.
Вкачестве других центральных проблем были названы:
не отвечающий глобальному экологическому кризису характер производства и потребления в промышленно развитой части мира, подрывающий природные системы, которые поддерживают саму жизнь на планете;
взрывоопасный рост населения;
углубляющееся неравенство между богатыми и бедными стра-
нами;
исчерпавшая себя господствующая экономическая система, которая не учитывает экологические ценности и ущерб и рассматривает неограниченный рост производства как прогресс.
Опасный сам по себе дисбаланс между преобладающим приростом населения в развивающихся странах и неуклонным экономическим ростом (естественно связанным с ростом потребления природных ресурсов) в промышленно развитых странах увеличивается. Этот прирост больше численности всего человечества в начале 20 столетия. Вследствие этого признано необходимым как можно быстрее стабилизировать численность населения, иначе это сделает природа, причем значительно более жестко, с возможным ударом по генофонду самого человечества.
140