Глобальные экологические проблемы

     По  происхождению ПР классифицируются на биологические (леса, растения, животные), минеральные (полезные ископаемые) и энергетические (энергия солнца, приливов и отливов, ветра и т.д.)

     По  обеспечению общества в конкретный период развития ПР делят на реальные и потенциальные. Реальные природные ресурсы – это те, которые на данном этапе развития общества разведаны, их запасы количественно определены и активно используются обществом. По мере развития общества они изменяются. Например, на первом этапе становления промышленности в качестве топлива широко использовался китовый жир; на современном этапе развития общества одним из ведущих энергоресурсов является электроэнергия, производимая гидротепло- и атомными электростанциями.

     Потенциальные природные ресурсы – ресурсы, которые на данном этапе развития общества разведаны, а часто и количественно определены, однако не используются в силу тех или иных причин (слабая техническая оснащенность, отсутствие соответствующей технологии переработки и т. п.). Например, потенциальными земельными ресурсами можно считать пустынные, горные, заболоченные, засоленные территории и зону вечной мерзлоты. Несмотря на большую потребность в пашне и земельных ресурсах, люди не в силах освоить эти земли под сельское хозяйство: нужны крупные капиталовложения.

     По  возможности использования ПР делят  на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые природные ресурсы могут быть израсходованы человечеством в ближайшем или отдаленном будущем: нефть, уголь, почва, лес и т.п. Они обеспечивают потребности человеческого общества лишь в течение определенного периода времени, продолжительность которого зависит от запасов ресурса и интенсивности его использования. Их самовосстановление в природе невозможно, создание человеком исключено, так как они возникли в результате депонирования (отложения в запас) химических элементов, которые не могли быть вовлечены природой в биогеохимический цикл. Сюда относятся, в первую очередь, ресурсы недр и живой природы.

     Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, подразделяются на невозобновимые и возобновимые. Невозобновимые ресурсы совершенно не восстанавливаются. К ним относятся нефть, каменный уголь и большинство других полезных ископаемых, результатом использования которых является неизбежное их истощение. Следовательно, охрана невозобновимых природных ресурсов состоит в их экономном, рациональном, комплексном использовании, предусматривающем возможно меньшие потери при их добыче и переработке, а также заменяемость этих ресурсов другими природными или искусственно созданными.

     Возобновимые  природные ресурсы по мере их использования могут восстанавливаться. К ним относятся растительный и животный мир, ряд минеральных ресурсов, например накапливающаяся в озерах соль, отложения торфа и т.п. Однако для их восстановления необходимо создание определенных условий (лесопосадки, разведение животных в заказниках и т.д.).

     Восстанавливаются ресурсы по времени по-разному. Для  образования 1 см гумусового слоя почвы  требуется 300 – 600 лет,  для восстановления вырубленного леса – десятки лет, популяции охотничьих животных – годы. Следовательно, темпы расходования возобновляемых ресурсов должны соответствовать темпам их восстановления, в противном случае возобновимые ПР могут стать невозобновимыми – почвы эродируют, виды животных и растений полностью исчезнут.

     Неисчерпаемые ресурсы можно использовать бесконечно долго: космические, климатические, водные и т.п. Космические ресурсы (солнечная радиация, энергия морских приливов и т.д.) практически неиссякаемы, и защита их (например, Солнца) не может быть предметом охраны окружающей среды, так как человечество не располагает такими возможностями. Однако поступление солнечной энергии на поверхность Земли зависит от состояния атмосферы, степени ее загрязненности, т.е. тех факторов, которыми человек может управлять.

     Климатические ресурсы (тепло и влага атмосферы, воздух, энергия ветра) также практически неисчерпаемы. Однако состав атмосферы может значительно изменяться в результате загрязнения ее механическими примесями, газами промышленности и транспорта, а также радиоактивными веществами. Борьба за чистоту воздуха – одна из важнейших задач охраны этого природного ресурса.

     Водные  ресурсы для биосферы в целом неизменны, но запасы и качество пресной воды ограничены, некоторые регионы уже сейчас испытывают в ней недостаток, который вызван обмелением рек и озер, а также ее повсеместным загрязнением. Практически неиссякаемыми остаются воды Мирового океана, но  они перед угрозой загрязнения нефтью, радиоактивными и другими отходами, что изменит условия существования населяющих их животных и растений.

     Проблема  исчерпаемости природных ресурсов с каждым годом приобретает все  большую актуальность, это связано  как с осознанием факта их ограниченности, так и с интенсивно увеличивающимся потреблением.

     Расходование  ресурсов приводит к существенным изменениям биосферы. Преждевременное изъятие  погребенных в литосфере веществ  и ввод их в оборот нарушает оптимальный  баланс круговорота веществ в  природе. Кроме того, использование  невозобновимых ресурсов влечет за собой цепь частных последствий, важных для биосферы: преобразование ландшафтов, изъятие площадей природных экосистем, деградация почв, изменение распределения грунтовых вод и др.

     С этой проблемой неразрывно связана  и другая экологическая проблема – отходы – неиспользуемые остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий и продуктов, образующиеся в процессе производства продукции или ее потребления и утратившие свои потребительские свойства. Они относятся к материальным объектам, которые могут быть потенциально опасны и для окружающей природной среды, и для здоровья человека. Отходы бывают:

• бытовые (коммунальные);
• промышленные;
• производственного потребления;
• опасные (токсичные);
• радиоактивные.

     В свою очередь, промышленные отходы делятся  на твердые и жидкие. К первым относятся отходы металлов, древесины, пластмасс, промышленный мусор и прочее. Ко вторым – сточные воды, шламы пыли минерального и органического происхождения в системах мокрой очистки газов и т.п.

     Опасными  являются, в частности, широко применяемые в сельском хозяйстве различные ядохимикаты, а также промышленные отходы, содержащие канцерогенные и токсичные вещества.

     Наибольшую  опасность для окружающей среды  и здоровья человека представляют радиоактивные отходы, которые образуются на АЭС, радиохимических заводах, гидрометаллургических комбинатах, в исследовательских центрах.

     Большую угрозу представляют забытые захоронения  отходов, на месте которых строятся жилые дома или другие сооружения. В России учет таких захоронений пока не ведется. Не менее опасна их транспортировка.

     Опасные отходы в зависимости от степени их вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека подразделяют на четыре класса опасности:

• первый – вещества (отходы) чрезвычайно опасные;
• второй – вещества (отходы) высокоопасные;
• третий – вещества (отходы) умеренно опасные;
• четвертый – вещества (отходы) малоопасные.

     Например, наличие в отходах ртути, сулемы, хромовокислого, цианистого калия, сурьмы треххлористой, бенз(а)пирена, окиси мышьяка и других высокотоксичных веществ позволяет отнести их к первому классу опасности.

5. Энергетическая  проблема и альтернативные источники энергии

     Жизнедеятельность человечества невозможна без потребления  энергии: она необходима для производства промышленных и сельскохозяйственных продуктов, для разработки новых технологий, да и просто для обогрева жилищ. Потребляя энергию, человек прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу традиционных энергетических ресурсов: угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил «мирный атом». Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет колоссальную величину – более 10¹³ Вт в год (эквивалентно 36 млрд. тонн условного топлива). Рост народонаселения Земли и развитие промышленности будут неуклонно увеличивать приведенные цифры.

     Однако  современное энергопотребление  основано на использовании невозобновимых запасов ископаемого топлива – угля, нефти, газа, а они, к сожалению, не бесконечны. Все это составляет одну сторону энергетической проблемы, стоящей перед человечеством: быстрое исчерпание невозобновимого ископаемого топлива при нарастающих темпах его потребления.

     Другой  стороной энергетической проблемы является нарастающее загрязнение окружающей среды и, как следствие, глобальные изменения климата, кислотные дожди и т.п.

     Дефицит энергии и ограниченность топливных  ресурсов с все большей остротой показывают неизбежность перехода к  нетрадиционным, альтернативным источникам энергии (АИЭ). Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли. Рассмотрим основные из них.

     Солнечная энергия. Солнце – неисчерпаемый источник энергии: ежесекундно на Землю поступает около 80 триллионов киловатт энергии, т. е. в тысячи раз больше, чем вырабатывают все электростанции мира. Использование только 0,5% этого количества могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия.

     Энергия ветра. На первый взгляд энергия ветра кажется одной из самых доступных и возобновляемых. В отличие от Солнца ветер может «работать» зимой и летом, днем и ночью. Но ветер – это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала «месторождения» ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда «размазана» по огромным территориям. Основные параметры ветра – скорость и направление – меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее «надежным», чем Солнце. Таким образом, возникают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Первая – это возможность «ловить» кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Вторая –добиться равномерности, постоянства ветрового потока. В настоящее время существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую.

     К сожалению, ветровые двигатели очень  шумные (построенные в большом  числе на берегах Норвегии, ветряки  вызывают протесты «зеленых»: из-за их шума птицы перестали гнездиться на побережье и изменили миграционные маршруты, что вызвало там нарушение экологического равновесия) и громоздкие, и чтобы производить с их помощью требуемое количество электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где постоянно дуют сильные ветры (побережье Норвегии).

     Энергия моря. Для использования энергии морских волн предложена станция «Кивающая утка». Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это 2,5 пенса), и ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 кВт/ч).

     В настоящее время эксплуатируются  электростанции, работающие на энергии  приливов и отливов (например, в устье реки Ранс во Франции).

     Энергия недр Земли. Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия – энергия земных недр (температура в центре Земли достигает нескольких тысяч градусов). Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 триллион тонн условного топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. Вопрос заключается лишь в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции суммарной мощностью 5136 мВт, строятся еще 117 мощностью 2017 мВт.

     Перспективные направления использования АИЭ  – сжигание твердых отходов, переход  на водород вместо традиционных теплоносителей и т.п.

6. 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.