Реферат: Учебное пособие Москва 2008 министерство образавания российской федерации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗАВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


КАФЕДРА «ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»


Е.А. ЕЛЬЧАНИНОВ


ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ


Часть 1


Хозяйственная деятельность и окружающая среда.

Территориально-промышленные комплексы


Учебное пособие


Москва 2008


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗАВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


^ КАФЕДРА «ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»


Утверждено

УМС МГГУ в качестве

учебного пособия


Е.А. ЕЛЬЧАНИНОВ


ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ


Часть 1


Хозяйственная деятельность и окружающая среда.

Территориально-промышленные комплексы


Учебное пособие


Москва 2008

(Пределы роста. Население и промышленность. Ресурсы и отходы.

Переход к устойчивому развитию)

^ Введение в экологию

И от нас природа отступила так, как будто мы ей не нужны.

О. Мандельштам

..Можно, пожалуй, сказать, что назначе­ние человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания.

^ Ж. Б. Ламарк

1. Кризис цивилизации


Замечательный советский поэт первой половины XX в. и вы­дающийся французский естествоиспытатель конца XVIII и начала XIX в. оказались великими провидцами. Задолго до нашего тра­гического времени они предвидели и обозначили немыслимый еще совсем недавно кризис - кризис нашей техногенной цивилизации, кризис человечества в его сложных отношениях с природой.

История человеческого общества - это история природопользо­вания, т.е. использования природных ресурсов в целях повышения комфорта и благосостояния homo sapiens. Еще в начале XX в. люди Земли дышали чистым воздухом, пили чистую воду. Мир казался бескрайним, а ресурсы природы - неисчерпаемыми. Пролетело не­сколько десятилетий, и мир оказался на грани самой страшной ру­котворной катастрофы - экологической. Если человечество будет продолжать идти по этому пути, то его гибель неизбежна не позже чем через одно - два поколения. Так считают многие экологи.

Отношение человека к природе и взаимоотношения человека с природой стали своеобразным узлом различных аспектов экономи­ческой, культурной и общественной жизни человека. Происходит переоценка всех ценностей, и мы наконец сумеем осознать, что для человека нет привилегированного места в природе и космосе, что на Земле может существовать только то общество, которое живет в ор­ганичном единстве с окружающей природной средой.

Термин «экология» был впервые введен в 1866 г. немецким ес­тествоиспытателем Э. Геккелем для обозначения одного из разде­лов биологии - изучения взаимодействия организмов со средой их обитания. И это понятие для человечества многие годы остава­лось на периферии его взгляда на мир, поскольку со времен Р. Бе­кона в европейском мышлении утвердилась идея о безграничных возможностях человеческой цивилизации.

В наше время понятие «экология» прочно укоренилось в мас­совом сознании. Примеры: экологизация промышленности, эко­логическая политика, экологическое мировоззрение, экологическая культура. Экология заняла самостоятельное место в системе знаний. Экология - зна­ние современного типа развития общечеловеческой культуры. Заговорили об экологической фазе мирового прогресса.

Экология как научное направление стала в один ряд с биологи­ей, физикой, химией. А если включить в нее все разделы современ­ного естествознания, то тогда почти вся современная наука должна называться экологией. Возможно, надо говорить не о новой отрасли науки, а об экологизации всей системы знаний.

Происходящее - крутой поворот в научном мировоззрении. В истории науки известны периоды, когда происходила быстрая смена установленных парадигм. Так, в XVIII в. имел место пово­рот от теологии к материализму. Такие периоды принято назы­вать научными революциями. Поэтому можно сказать, что мы переживаем экологическую революцию.

Всем становится ясно, что многие, если не все без исключения, современные глобальные проблемы по сути экологические. Это и проблемы голода, энергетики, использования ресурсов мирового океана. Неэкологическое стало социально и экономически ущерб­ным и просто опасным для общества.

Человечество осознало важность экологических проблем, ко­гда масштабы и интенсивность материальной деятельности людей стали такими, что естественная среда планеты перестала быть всеобщим поглотителем отходов производства, транспорта, быта и практически неисчерпаемым источником сырья и энергии, и когда возникли признаки необратимых деградационных процес­сов в обиталище жизни на Земле - биосфере. Экосистемы, фор­мировавшиеся миллионы лет, претерпевают существенные изме­нения, становятся неустойчивыми по отношению к внешним - человеческим воздействиям на глобальном уровне.

Что вызвало кризис, который мы называем экологическим, по­чему он происходит и развивается в конце XX в.? Основные при­чины две: рост народонаселения и научно-техническая революция. Еще в начале XX в. человечество насчитывало около 1 млрд., а к концу XX в. увеличилось в 6 раз (всего лишь за одно столетие!). Многие экологи указывают, что 1-1,5 млрд. народонаселения - это предельно допустимое число разумных существ на Земле, чтобы ее природные ресурсы не истощались, а природа восполняла ущерб от техногенной деятельности естественным путем.

Научно-техническая революция вызвала к жизни неведомые и невероятные силы: авиационный и автомобильный транспорт, ядерную энергетику, химическую индустрию и т.д., и дело даже не в том, что эти и другие отрасли вредны для природы, просто именно они способствовали исчерпанию природных ресурсов, из-за них по­требление материалов и энергии в XX в. шло невероятными темпа­ми, опережая даже рост населения. Так, потребление энергии воз­росло в 10 раз, а материалов - в 9 раз. Чем богаче страна, тем больше природных ресурсов она потребляет. В США, например, при доле населения немногим более 4% от мирового, потребляется до 40% мировых природных ресурсов.

Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. на страницах первого доклада Римского клуба1 «Пределы роста». Авторский коллектив под руководством американского кибернетика Д. Медоуза построил прогностическую модель мира, используя в качестве переменных факторов рост населения, капиталовложе­ния, занятое человеком земное пространство (степень нарушения экосистем), степень использования природных ресурсов, за­грязнения биосферы. Выводы доклада сводились к следующему: при сохранении темпов роста к тенденции развития экономики человечество придет к катастрофе и погибнет в 2100 г. К этому времени большая часть населения вымрет от голода и истощения. Природных ресурсов не хватит на производство необходимых ма­териальных благ, из-за загрязнений окружающая среда станет не­пригодной для обитания в ней человека.

Таким образом, противоречие между целями человечества (улучшение качества жизни) и возможностями природы налицо. Вмешательство людей в естественные природные процессы гро­зит гибелью природы, а значит, и человечества.

1Римский клуб - авторитетная международная ассоциация по изучению глобальных проблем современности (финансируется фирмами «Фиат» и «Фольксваген»).


^ 2. Масштабы экологического кризиса

...не спрашивай никогда, по ком звонит Колокол: он звонит по Тебе.

Джон Донн

Основные изменения в XX в. XX в. оказался самым бурным и неспокойным веком для человечества, веком разительных соци­альных перемен, экономических и экологических изменений. К его началу человечество пришло с экономикой, которая произво­дила валовой мировой продукт в объеме 60 млрд. долл., т.е. имен­но такой экономический потенциал был создан человечеством до XX в. (табл. 2.1). К концу XX в. экономика создавала такой продукт всего за один день, т.е. всего за одно столетие темпы роста эконо­мики возросли в сотни раз. Это сопровождалось невиданным рос­том народонаселения, которое увеличилось в 6 раз.

Основной и единственный источник этого роста - природные ресурсы, биоресурсы, природа Земли, которые оказались невос­полнимыми.

Таблица 2.1

^ Изменение масштабов хозяйственной деятельности и глобальной экосистемы

Показатель

Начало XX в.

Конец XX в.

Валовой мировой продукт, млрд. долл.

60

20 000

Численность населения, млрд. человек

1,0

6,0

Потребление пресной воды, млрд., м3

360

4000

Потребление чистой продукции биоты, %

1

40

Сокращение числа видов, %

-

20

Площадь, нарушенная хозяйственной

деятельностью, %

20

60

Потребление энергии

1

Возросло в 12 раз (удвоение каждые 25 лет)


Основные тенденции XX в.:

- сокращение площади экосистем со скоростью 1% в год, со­хранилось не более 40% незатронутых площадей;

- изменение концентрации парниковых газов (СО2) в атмо­сфере (увеличение в несколько раз);

- истощение озонового слоя на 1-2% в год, появление озоно­вых дыр; сокращение площади лесов, особенно тропических (200 тыс. км2/год);

- расширение площади пустынь (60 тыс. км2/год);

- деградация земель (засоление почв, снижение плодородия, эрозия почвы);

- повышение уровня океана (от 2 мм до 1 см в год);

- увеличение техногенных аварий и катастроф (рост ущерба и числа жертв на 5-10% в год);

- исчезновение биологических видов (в год исчезает от 5 до 150 тыс. видов примерно из 20 млн.);

- накопление вредных веществ в воде, почве, воздухе;

- увеличение потребления пресной воды;

- появление и увеличение интенсивности вредных физиче­ских полей (шум, инфразвук, электромагнитные поля);

- изменение климата (глобальное потепление);

- ухудшение качества жизни (генетические и новые заболева­ния понижение иммунного статуса).

Тенденции, к сожалению, сохранятся и в XXI в., в котором темпы этих изменений могут только возрастать.

^ Центры экологической дестабилизации. Основным следствием хозяйственной деятельности человека служит нарушение им есте­ственных экосистем на суше.

По степени нарушения экосистем различают территории:

- ненарушенные: наличие естественного растительного покрова и
плотность населения не более 10 чел. на 1 км2;

- частично нарушенные: наличие вторичной, но естественно восстанавливаемой растительности, следов деятельности челове­ка, например рубки леса;

- нарушенные: наличие постоянных сельскохозяйственных угодий и городских поселений, отсутствие естественной расти­тельности и даже деградация земель, например расширение площади пустынь.

На нарушенных территориях (табл. 2.2) идет распад остатков экосистем, не успевает восстанавливаться устойчивое состояние, идет непрерывный распад органического вещества, нарушен нормальный сбалансированный оборот биогенных веществ, что вынуждает затрачивать дополнительную энергию для его поддер­жания и для очистки окружающей среды. Например, в странах с самым большим вложением энергии в единицу площади (Нидер­ландах) территория полностью перестроена человеком и не оста­лось места для естественных экосистем.


Таблица 2.2

Площади с нарушенными экосистемами

Континент

Общая площадь, млн. км2, примерно

Территория, %

Ненарушен-ная

частично нарушенная

нарушенная

Европа

9

15

20

65

Азия

53

43

27

30

Африка

34

50

35

15

С. Америка

26

56

18

25

Ю. Америка

20

62,5

22,5

15

Австралия

8,5

62

26

12

ИТОГО

162












На Земле осталось (за вычетом ледников и скал) около 50 млн. км2 ненарушенных территорий. В наибольшей степени экосистемы нарушены в Европе, Северной Америке и частично в Азии. Во многих странах этих регионов сельскохозяйственные угодья, на­селенные пункты и хозяйственная инфраструктура занимают от 40 до 80% их территории. Это относится к США, Великобрита­нии, Нидерландам, Японии и другим странам.

В Северном полушарии сформировались три центра эколо­гической деградации, тесно связанных с ростом плотности насе­ления:

Североамериканский (США, Мексика, частично Канада) -6 млн. км2;

Европейский (Западная, Центральная и Восточная Европа со странами Балтии, Европейская часть России) - 7 млн. км2;

Азиатский центр (Индостан, Китай без Тибета, Япония, Ко­рея, Филиппины, Цейлон, Бирма, Малайзия) - 7 млн. км2.

На Земле пока сохранились центры стабилизации окружаю­щей среды, в число которых входят:

Северный Евроазиатский (Скандинавия, Север России, Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток) – около 13 млн. км2 (тайга и лесотундра);

Североамериканский (Аляска, Канада) – 9 млн. км2

Южноамериканский (Амазонка) – 1 млн. км2

Австралийский – 4 млн. км2

Вне суши самым мощным центром стабилизации окружающей среды служит Мировой океан с пока сохранившимися естественными экосистемами.

^ Потеря биоты2 биосферы. Для своего существования биота получает энергию от Солнца. 89% всей органики потребляют микроорганизмы, менее 10% - насекомые и мелкие животные, крупные животные и человек потребляют менее 1%. За последние 100 лет человек уничтожил больший объем органической продукции, чем было создано за сотни миллионов лет. Человек потребляет примерно 30% фото синтезированной продукции, что ведет к уничтожению биомассы, опустыниванию и пр. При таком интенсивном освоении и уничтожении человеком биоты диким животным не остается пищи для существования, а диким растениям – пространства для воспроизводства. По имеющимся данным при потере 50% экологического пространства исчезает 10% видов.

Всего на Земле существуют от 5 до 30 млн. видов, научно описано около 1,5 млн. По различным оценкам к концу ХХ в. исчезает ежегодно от 5 тыс. до 150 тыс. видов. Конечно, в своей практической деятельности человек использует очень ограниченное число видов биологических организмов. Но очевидно, что любой вид выполняет на Земле определенные регулирующие и стабилизирующие функции. Исчезновение вида понижает порог устойчивости окружающей среды, поскольку именно с ней связано сохранение биологического многообразия. Единственный залог этой устойчивости – сохранение на Земле центров стабилизации.

Наиболее яркие примеры уничтожения биоты – истребление лесов, преобразование естественных растительных покровов в сельскохозяйственные и другие угодья. Масштабы уничтожения лесов колоссальны: за 10 тыс. лет ликвидировано почти 50% лесов на Земле. Вырубка лесов идет с темпами 50 га в минуту. Наибольшая опасность для человека – возможное уничтожение через 40 лет лесов в Амазонии.

2^ Биота – любая пространственная совокупность всех живых организмов безотносительно к категории сообществ (биота суши, биота океана)

Химизация Земли и загрязнение атмосферы. При любом уничто­жении растительных организмов в атмосферу выбрасывается угле­кислый газ, земли, находящиеся в сельскохозяйственном обороте, насыщаются химическими веществами (пестицидами, удобрения­ми). Сейчас в массовых масштабах производится около 5 тыс. син­тезируемых веществ, причем около 80% их не оценены человеком с точки зрения токсичности, воздействия на окружающую среду.

Человек выбрасывает в окружающую среду большое количе­ство отходов: пластмассы, тяжелые металлы, которые или по мас­се превышают естественный оборот (свинец, железо), или вообще отсутствуют в биосфере, поэтому природа не перерабатывает их или перерабатывает с трудом. Самые массовые отходы связаны с производством энергии и транспортом. Сжигание топлива, движе­ние автомобилей приводят к выбросам оксида углерода СО, оксидов азота NOX, ди­оксида серы SO2, углеводородов.

Загрязнение атмосферы носит многообразный характер. К основным видам загрязнений следует отнести: техногенные загряз­нения вредными веществами; глобальные антропогенные выбро­сы углекислого газа; кислотные дожди; нарушение озонового слоя; радиоактивные загрязнения. Основными загрязнителями воздуха являются твердые частицы (пыль, сажа), окись углерода (СО), окислы азота (N0 и NO2), углеводороды (СnНm), свинец и другие металлы.

Загрязнение атмосферы вредными веществами (ВВ) вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические заболевания, свинцовые отравления; возможен летальный исход. Объем выбросов ВВ в атмосферу чрезвычайно велик, в частности ежегодно выбрасывается пример­но 150 млн. т твердых веществ, 400 млн. т окиси углерода, 100 млн. т окислов азота.

Основной загрязнитель атмосферы - транспорт, особенно ав­томобильный. На долю автомобилей приходится 25% сжигаемого топлива, один автомобиль за время своего существования выбра­сывает до 10 т СО2 (всего в мире 700 млн. автомобилей).

Наибольшая загрязненность в индустриальных регионах: около 90% выбросов ВВ приходится на 10% территории суши (Северная Америка, Европа, Восточная Азия), особенно на крупные города, где по многим ВВ превышены предельно допустимые концентра­ции. Примерно 20% человечества дышит воздухом, в котором кон­центрация ВВ превышает ПДК (ПДК - допустимое количество ВВ в воздухе, не влияющее на здоровье человека).

Особенно вредным по массе и распространенности вредных эффектов является диоксид серы, образуемый при окислении се­ры, содержащейся в топливе. Растворение в атмосферной влаге приводит к кислотным дождям, которые воздействует на леса, почвы, здоровье человека. Особенно распространены кислотные дожди в районах Южной Канады, Северной Европы, на Урале, прежде всего в районе Норильска.

Особенностью переноса ВВ в атмосфере является наличие трансграничного загрязнения - загрязнения среды, охватываю­щего территорию нескольких государств или целые континенты и формирующегося за счет трансграничного переноса загрязните­лей. В настоящее время эта проблема особо актуальна для России, подвергающейся непрерывным трансграничным загрязнением с западных границ. Эта проблема также актуальна и для Канады.

^ Глобальные изменения климата. С начала XX в. наблюдается рост концентрации в атмосфере парниковых газов, в первую очередь уг­лекислого газа, в результате чего приземная температура повысилась на 1°С. Тенденция потепления сохраняется, и по прогнозам через 100 лет, когда концентрация СО2 на Земле должна удвоиться, потеп­ление составит еще 3°С. Уже в начале XXI в. ученые прогнозируют повсеместные цунами, тайфуны, наводнения. А в XXII в. потепле­ние составит 5-10°С и станет необратимым, возможно, вызвав по­следний великий потоп. Таким образом, те изменения климата, которые малозаметны в XX в., могут стать гибельными для чело­вечества в XXII в.

^ Разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой, максимум концентрации которого находится на высоте 10-25 км в тропо­сфере, предохраняет жизнь на Земле от смертельных ультрафио­летовых излучений. Разрушают его оксиды азота, особенно хлор-фторуглероды, которые в природных системах практически от­сутствуют. Изменение толщины озонового слоя всего на 1% увеличивает интенсивность ультрафиолетового излучения на 2%, а риск заболеваний раком кожи - на 3-6%. Ультрафиолетовое излучение особо воздействует на фитопланктон, расположенный в поверхностном слое Мирового океана, а также на культурные растения. Масштабы уничтожения озонового слоя таковы, что над некоторыми регионами, например Австралией, Антарктидой и др., образовались озоновые дыры; тенденция к уменьшению слоя озона фиксируется для всех географических районов Земли.

^ Твердые и опасные отходы. К концу XX в. на Земле утилизи­ровалось в год 3,5 млрд. т нефти, 5,5 млрд. т угля, 2,5 млрд. т металла, 3 млрд. м3 древесины и т.п. Основными потребителями служат развитые страны, которые при населении 1 млрд. чело­век расходуют более 50% энергии, 70% металлов и порождают 75% (3/4) всех отходов, значительная доля которых (древесины, металлических руд и пр.) остается в странах - поставщиках сы­рья. Производства с большим количеством отходов (выплавка железа, алюми­ния) перемещаются в слаборазвитые страны. В среднем масса отходов на человека в мире составляет 50 т/год, в ФРГ - 10 т, в Японии - 4 т. Например, в Европе масса отходов такова, что ими можно покрыть всю ее территорию слоем толщиной 10 см (около 1 блн. т).

Химические отходы - это бомбы замедленного действия. В год образуется 500 млн. т опасных отходов, из них 50% в США. На втором месте по количеству отходов находится Россия, на третьем - Индия. Вредные отходы содержат тяжелые металлы (свинец, кад­мий, ртуть), которые накапливаясь в организме человека (пе­чень, почки), вызывают отравление, болезни, снижение репро­дуктивной функции.

Наиболее опасны радиоактивные отходы. Первая атомная бомба была взорвана более 60 лет назад (1945 г.), с тех пор в мире было произведено более 2 тыс. взрывов. В результате радиоактив­ный фон планеты повысился на 2%.

Проблема уничтожения радиоактивных отходов от деятельно­сти АЭС, атомных подводных лодок и других не решена. Вначале была предпринята попытка захоронения радиоактивных отходов в океане, куда до запрещения было сброшено несколько сот ты­сяч контейнеров. Сейчас на суше накопилось более 10 млн. м3 ра­диоактивных отходов (США, Россия, Канада, Франция и др.). За­хоронение радиоактивных отходов - опасное и очень дорогое ме­роприятие, не гарантирующее полной безопасности.

^ Загрязнение вод. Пресная вода в биосфере составляет всего 2%, из которых 99% составляет лед. В реках и озерах содержится всего 90 тыс. км3 пресной воды, потребление пресной воды чело­вечеством составляет 4 тыс. км3 в год (70% - сельское хозяйство, 30% - промышленность и коммунальное хозяйство). Истощение запасов пресной воды наступит через несколько десятилетий.

Пресная вода повсеместно загрязнена, общая масса загрязни­телей составляет более 15 млрд. т в год. Наиболее опасные загряз­нители - тяжелые металлы, фенолы, пестициды, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты. Загрязненные воды вызывают рак, кариес, эпидемии, умственную отсталость.

^ Исчерпание природных ресурсов. Все природные ресурсы де­лятся на: неисчерпаемые и исчерпаемые. К неисчерпаемым отно­сятся ресурсы космического происхождения: энергия солнечного излучения и ее производные (энергия движущегося воздуха, энергия воды). Исчерпаемые ресурсы - животный и растительный мир Земли, полезные ископаемые. Многие исчерпаемые ресурсы находятся под угрозой исчезновения. Расчеты показывают, что при наметившихся тенденциях развития человечества через 100 лет ис­чезнут запасы пресной воды, кислорода в атмосфере (его количе­ство ежегодно уменьшается на 10-12 млрд. т из-за вырубки ле­сов), древесины, полезных ископаемых (угля, нефти, газа, железа и пр.), плодородных земель (только в XX в. из-за эрозии потеряно около 2 млрд. га, т.е. столько, сколько находится в настоящее вре­мя под пашнями и пастбищами).

^ Обеспеченность экономики природными ресурсами, характери­зующая ее эффективность. Основным показателем экономики яв­ляется валовой национальный продукт (ВНП) - рыночная стои­мость всех товаров и услуг, произведенных в течение года. Чем больше ВНП, тем больше изъятие природных ресурсов. Рост эко­номики происходит по экспоненте. Сейчас ВНП США составляет более 30% мирового и удваивается каждые 8 лет. Экспоненциаль­ный рост ВНП свидетельствует и об экспоненциальном росте изъятия природных ресурсов и загрязнения природы. С этой точ­ки зрения в XXI в. Россия имеет колоссальные преимущества почти перед всеми странами, обладая 30% запасов полезных ис­копаемых, 20% биоты, 50% запасов пресной воды, 20% всех лесов мира. Уникальность России - ее резерв на будущее и величайшая для нее опасность из-за необходимости защищать эти богатства. В наиболее сложном положении в XXI в. могут оказаться разви­тые страны, которые экологический кризис затронет больше всего.

^ Энергетические проблемы. Громадное влияние на состояние окружающей среды оказывает энергетика. Ни одна технология не может быть реализована без затрат энергии. С середины 50-х го­дов XX в. потребление энергии резко возросло, изменилась струк­тура энергетики. Увеличение потребления энергии вызвало ис­тощение природных ресурсов. Казавшиеся еще недавно неисто­щимыми запасы нефти, угля, газа тают на глазах, а освоение новых месторождений становится все дороже. Буквально за по­следние годы в энергетике произошли две революции: уголь усту­пил место нефтепродуктам, а нефть уступает место природному газу. При этом в энергетике превалирует технология, связанная со сжиганием ископаемого топлива (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Структура современной энергетики и ее экологические последствия

Энергетическая технология

Доля в мировом производстве, %

Экологические последствия

Сжигание ископаемого топлива

78

Выбросы пыли, углекислого газа, уничтожение природных ресурсов

Ядерная энергетика

15

Опасность радиоактивного заражения, проблема отходов

Гидроэнергетика

7

Затопление природных территорий

Гелиоэнергетика

0,1

Экологически чистая, не требует использования больших площадей

Ветроэнергетика

0,2-0,3

Повышенный шум, инфразвук



Особенно опасна ядерная энергетика. Так, аварии на АЭС «Три Майл Айленд» в США и на Чернобыльской АЭС принесли несколько миллиардов долларов прямых убытков и до триллиона долларов косвенных. Остается нерешенной проблема ядерных от­ходов. Проблема не только в их эффективном захоронении, глав­ное - то, что многие радиоактивные изотопы, возникающие в ядерной промышленности, противоестественны и крайне опасны для жизни: долгие годы разрушают организмы и их генетические программы. Самое главное, что биота не может справиться с ра­диоактивными загрязнениями. Ядерная энергетика до Чернобыль­ской трагедии считалась малоопасной, а главное, вполне приемле­мой альтернативой ископаемому топливу как высокоэффективная технология. Особенно развита в Японии, Франции, где создаются блоки АЭС с высокой степенью безопасности. Сейчас в мире рабо­тают свыше 400 блоков АЭС, но человечество не имеет единой точ­ки зрения на будущее атомной энергетики. Швеция в 2000 г. закры­ла свои 6 АЭС, а Армения вынуждена открыть свою законсервиро­ванную АЭС из-за глубокого экономического кризиса.

Гидроэнергетика (особенно развита в России, Китае, Египте, Бразилии, США) связана с глобальными воздействиями на окру­жающую среду вследствие затопления миллионов гектаров терри­торий.

Такие виды энергии, как солнечная, ветровая, океаническая, геотермальная и др., являются возобновляемыми. Они считаются экологически чистыми, но также отрицательно воздействуют на окружающую среду. Самые крупные солнечные электростанции (СЭС) функционируют в Калифорнии. Они есть в Испании, Ита­лии, Израиле, Японии. Использование солнечной энергии огра­ничено районами, где велико число солнечных дней. Эта энергия очень дорогая и пока не находит широкого использования. При­ливные электростанции построены во Франции, очень перспек­тивны в России (например, в Охотском море). Геотермальные электростанции задействованы в США, Мексике, Японии. Вет­ровые электрогенераторы широко используются в Дании, Нидер­ландах, США, Швеции.

Все альтернативные виды энергии в обозримом будущем не могут составить конкуренции ГЭС и ТЭС.

^ Рост народонаселения. Человек стал главной причиной нару­шения равновесия в природе, проявляя острое противоречие ме­жду своей биологической сущностью и антибиологическим пове­дением по отношению к окружающей среде.

Человечество, насчитывающее примерно 150 тыс. лет, про­изошло от генотипов одного мужчины и одной женщины, родина этих предков человека - Восточная Африка. Человек - самый молодой из видов крупных животных на Земле. 50-100 тыс. лет назад человек расселился в Европе, 30-40 тыс. - в Америке, Ав­стралии. Ко времени рождения Иисуса Христа население Земли составляло 100 млн. человек (табл. 2.4).


Таблица 2.4

^ Изменение численности человечества

Время

Численность

Около 100 тыс. лет назад

2 млн.

Около 50 тыс. лет назад

10 млн.

Около 2 тыс. лет назад

Более 100 млн.

1500 г.

450 млн.

1800 г.

900 млн.

1900 г.

1млрд.

1950 г.

2,5 млрд.

1975 г.

4 млрд.

2000 г.

6 млрд.


Заключительные этапы антропогенеза3 (10-15 тыс. лет) харак­теризуются возникновением культуры, которая становится доми­нирующим фактором эволюции человека, ослабляя влияние фак­торов естественного отбора. Возникает общество и цивилизация, и, начиная с недавнего времени темпы развития материальной культуры опережают биологическую эволюцию человека.

Самым опасным заблуждением человечества была мысль о том, что зависимость человека от природы тем меньше, чем выше его культурный уровень. Наоборот, в современных условиях зави­симость человека от природных факторов возросла, поскольку резкое (экспоненциальное) воздействие на природу также резко меняет условия жизни людей.

Окружающая человека среда кроме природной (общей для всех животных) включает созданную человеком материальную среду, которая состоит из элементов природной среды, преобра­зованных человеком (измененные ландшафты, измененный со­став организмов и т.д.), искусственных элементов, сооружений, физических полей, материалов, изделий и пр. Такая среда, назы­ваемая техногенной, подразделяется на селитебную - среду жилищ и населенных пунктов и производственную - среду производст­венных помещений и рабочих мест.

Человек - самое распространившееся по поверхности Земли животное. Он, подобно любому другому виду, стремится освоить возможно большее пространство с наибольшей полнотой. Эко­логическая ниша, т.е. его месторасположение, занимает более 3/4 площади суши (около 100 млн. км2).

В наиболее густо населенных районах (около 7% суши) сосре­доточено около 70% населения, при этом в полосе 200 км вдоль морских побережий живет 50% людей. Средняя плотность населе­ния составляет 55 чел. на 1 км2 (Австралия - 3, Западная Европа -100, Европейская Россия - 29, Азиатская - 2,3).

Наиболее экстремальная и неэкологическая ниша совре­менного человечества - город. В городах живет 50% населения планеты, за последние 50 лет численность населения в городах увеличилась в 3,5 раза. Преобладающую роль играет рост крупных городов: в мире более 350 городов с населением свыше 1 млн. чел., в том числе 5 (Нью-Йорк, Гонконг, Мехико, Москва, Париж) - более 10 млн. Характерной чертой современной цивилизации является процесс урбанизации (табл. 2.5).

3Антропогенез - исторический процесс возникновения и развития человечества.

Таблица 2.5

^ Рост населения городов

Население, млрд. чел.

1950 г.

1970 г.

1990 г.

Земли

2,5

3,7

5,3

Городское

0,7

1,4

2,3

Их соотношение, %

28

38

43


Для экологии человека в городе характерна изоляция от ес­тественных природных факторов, ухудшение качества среды обитания. Городская среда при ее комфорте оказывает негатив­ное влияние на здоровье человека из-за загрязнения внешней среды.

Очень быстрое увеличение численности человечества в XX в. называют демографическим взрывом. 3/4 численности человечества за все время его существования жили и живут в XX в.

Таблица 2.6

^ Средняя продолжительность жизни человека в разных странах

Страна

Средняя продолжительность жизни, годы

Япония

80

Франция, Германия

74...78

США

72

Россия

65

Китай

64

Индия

44

Ангола

41

1^ Антропогенные физические поля - повышенные уровни шума, вибрации, ин­фразвука и электромагнитные загрязнения, возникшие в результате деятельности человека.

Окружающая среда и здоровье человека. На здоровье человека влияют многие экологические факторы: загрязнение воды, возду­ха и почвы, питание, уровень антропогенных физических полей1. Уровень цивилизованности страны определяется в первую оче­редь не развитием техники, а продолжительностью жизни (табл. 6). В ходе развития цивилизации продолжительность жизни растет. Казалось бы, это наиболее убедительный пример преимуществ современного этапа развития человечества.

Вне всякого сомне­ния, качество жизни человека улучшилось, особенно в экономиче­ски развитых странах. Успехи здравоохранения, повышение каче­ства питания налицо. Это несомненные достижения цивилизации. Но в то же время человечество накопило опасный генетиче­ский груз в виде мутаций, которые не сохранились бы, если бы действовал естественный отбор. Этот процесс наследственной отягощенности затрагивает не менее 5% всех людей, но, на­пример, в Западной Европе различные формы наследственной патологии охватывают свыше 15% населения: установлена на­следственная предрасположенность к диабету, ожирению, ра­ку, язве, подагре.

Медицина одержала много блестящих побед (полиомиелит, инфекции), но каждая из них увеличивает нагрузку на генетиче­ский аппарат. Наш иммунитет не справляется с новыми вызовами окружающей среды. Появились новые болезни, такие как гемор­рагические лихорадки, болезнь легионеров, прионовая инфекция, СПИД.

С точки зрения эволюционной экологии человека качество людей по критериям здоровья невелико и продолжает снижаться. Человечество оказывается в зависимости от применения средств продления жизни, которое не в состоянии уменьшить общую за­болеваемость людей (в мире более 30% людей больны, а в возрас­те свыше 60 лет - 80%).

Следствием большой численности людей являются серьёзные социальные последствия, возникновение «цивилизационных раз­ломов».

Возникшая глубокая дифференция людей привела к такому уровню неравенства, какого никогда не бывает в природе. Не­доступность высокого качества жизни для всех вызывает про­блемы преступности, терроризма, нищеты, иждивенчества. От­ключив естественный отбор, человечество не нашло ему достой­ной замены.

Складывается впечатление, что между высокими техническим и интеллектуальным потенциалом человечества и природой чело­века, т.е. его биологическими свойствами, существует неразре­шимое противоречие

Обобщенный взгляд на человека со стороны природы: человек - чрезвычайно многочисленный, могущественный, безжалостный, жадный и нечистоплотный хищник, который уничтожает больше, чем может съесть, обрекая себя на гибель.


^ 3. Экологическая ситуация в России


Освоенность территории. Территория России 17 млн. км2 зани­мает 12% суши (без Арктики) или 32% Евразии. Обычно ее раз­бивают на три региона: Европейский (3,5 млн. км2), Уральский (2 млн. км2), Сибирь и Дальний Восток (11,5 млн. км2).

Население России составляет 145,5 млн. чел. (непрерывно уменьшается), в том числе 13 городов с населением свыше 1 млн. чел. В России на человека приходится в среднем 11 га сельскохо­зяйственных территорий (во всем мире в среднем 3 га).

Как отмечалось, наиболее ярким свидетельством изменения ОС служит не увеличение концентрации углекислого газа, за­грязнение атмосферы и гидросферы, а нарушение экосистем на поверхности Земли, в которых происходят наибольшие измене­ния. Россия располагается между двумя центрами дестабилизации - Западной Европой и Китаем, поэтому она является ключевой территорией для Европы и Азии, так как имеет самый крупный в Северном полушарии массив еще слабо нарушенных хозяйствен­ной деятельностью территорий.

Важнейшим показателем сохранения естественной террито­рии служит плотность населения, которая в мире составляет 55 чел. на 1 км2, а в России всего 8 чел. на 1 км2 (близка к плотности населения Земли в начале XX в.). Однако размещение населения по территории неравномерно: основное