История науки и техники

Проблемы экологии

Из истории ..       

     Большинство проблем, которые сегодня мы   связываем с глобальными проблемами современности,  сопровождали человечество на протяжении всей его истории. К ним прежде всего следует отнести проблемы экологии, сохранения мира, преодолении нищеты, голода, неграмотности. Но после второй мировой войны, благодаря невиданным масштабам преобразовательной деятельности человека, все эти проблемы превратились в глобальные, выражающие противоречия целостного современного мира и обозначающие с небывалой силой необходимость сотрудничества и единения всех людей Земли. В наше время глобальные проблемы: с одной стороны, демонстрируют теснейшую взаимосвязь государств; а с другой – выявляют глубокую противоречивость этого единства.Развитие человеческого общества всегда было противоречивым. Оно постоянно сопровождалось не только установлением гармонической связи с природой, но и разрушительным воздействием на нее. По-видимому, заметный ущерб природе наносили уже синантропы (около 400 тысяч лет назад), которые стали использовать огонь. В результате возникших в этой связи пожаров уничтожались значительные площади растительного покрова. Ученые считают, что интенсивная охота древних людей на мамонтов была одной из важнейших причин исчезновения этого вида животных. Начавшийся около 12 тысяч лет назад переход от присваивающего характера хозяйствования к производящему, связанный прежде всего с развитием земледелия, также приводил к весьма существенным негативным воздействиям на окружающую природу. Технология земледелия в те времена заключалась в следующем: на определенном участке выжигался лес, затем проводилась элементарная обработка почвы и посев семян растений. Такое поле могло давать урожай всего 2-3 года, после чего почва истощалась и надо было переходить на новый участок.Помимо этого, экологические проблемы в древности нередко порождала добыча полезных ископаемых. веках до н.э. интенсивная разработка в Древней Греции серебряно – свинцовых рудников, которая требовала больших объемов крепкого леса, привела фактически к уничтожению лесов на Антическом полуострове. Существенные изменения в природных ландшафтах вызвало строительство городов, которое начало осуществляться на Ближнем Востоке около 5 тысяч лет назад, и конечно, значительной нагрузкой на природу сопровождалось развитие промышленности. Но хотя эти воздействия человека на окружающую среду приобретали все большие масштабы, тем не менее вплоть до второй половины века они имели локальный характер.

С точки зрения философии...   

                  Человек, как и все живое на Земле, неотделим от биосферы,которая является необходимым естественным фактором его существования.  
Природа-предпосылка и естественная основа жизнедеятельности людей, причем полноценная их жизнедеятельность возможна только в адекватных природных условиях. Человек может существовать лишь в достаточно определенных и весьма узких рамках окружающей природной среды, соответствующих биологическим особенностям его организма. Он испытывает потребность в той экологической среде, в которой проходила эволюция человечества на протяжении всей его истории. Как отмечает Н.Н.Моисеев, развитие общества вне биосферы- это нонсенс! Возможность существования общества может быть гарантирована только в контексте развития биосферы, и то только в относительно узком диапазоне ее параметров. Знание этого диапазона- жизненная необходимость людей.Конечно, каждый человек обладает возможностью приспосабливаться к изменяющимся (В известных пределах) условиям природной среды, новой для него среде обитания. Дж. Уайнер отмечает, что "Все представители вида Homo Sapiens способны проявить необходимую пластичность реакций в ответ на изменение внешних условий". Однако при всей их широте и мобильности, адаптационные возможности человеческого организма не беспредельны. Когда скорость изменения окружающей природной Среды превышает приспособительные возможности организма человека, тогда наступают патологические явления, ведущие, в конечном счете, к гибели людей. В связи с этим возникает настоятельная потребность соотнесения темпов изменения окружающей среды с адаптационными возможностями человека и человеческой популяции, определения допустимых пределов их воздействия на биосферу исходя из допустимых границ ее изменения.Человечество как живое вещество неразрывно связано с материальноэнергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли с ее биосферой,- подчеркивал Вернадский.- Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну секунду" .Иначе говоря, человек как биосоциальное существо для полноценной жизнедеятельности и развития нуждается не только в качественной социальной среде, но и в естественной среде определенного качества. Это значит, что наряду с материальными и духовными потребностями объективно существуют потребности экологические, вся совокупность которых поражается биологической организацией человека. Экологические потребности- особый вид общественных потребностей. Человек нуждается в определенном качестве естественной среды его обитания. Лишь при сохранении должного качества таких фундаментальных условий существования людей как воздух, вода и почва возможна их полноценная жизнь. Разрушение хотя бы одного из этих жизненно важных компонентов окружающей среды привело бы к гибели жизни на Земле. Таким образом, экологические потребности также древни, как и потребности человека в пище, одежде, жилище и т. д. На протяжении всей предшествующей истории их удовлетворение происходило автоматически и люди были убеждены, что воздухом, водой и почвой они обеспечены в достатке на все времена. Отрезвление наступило лишь несколько десятилетий назад, когда в связи с нарастанием угрозы экологического кризиса стал все острее ощущаться дефицит чистого воздуха, воды и почвы. Сегодня всем ясно, что здоровая окружающая среда не менее значима, чем материальные и духовные потребности. Было бы большим заблуждением полагать, будто бы с экологическим кризисом можно справиться с помощью одних лишь экономических мер. Экологический кризис обусловлен "стрелками", направлявшими движение нашей технократической цивилизации к конкретным ценностям и категориям, без корректировки которых нельзя приступить к радикальным изменениям. При переориентации категорий понятие природы должно стать центральным, так что само отношение человека к природе будет иным, чем было до этого. Важно понять и принять новые ценностные ориентиры, смысловые установки, создать новый образ человека - в противовес человекупотребителю человека гуманного по отношению к самому себе и природе. без этой глобальной философской перестройки отношений в системе" Человек- Природа" все меры экономического, экологического, научно-технического характера будут иметь лишь частное значение и не смогут стать сколько-нибудь серьезным препятствием на пути надвигающейся экологической катастрофы. Конечный вывод философов, занимающихся этой проблемой, достаточно жесток: "Либо он (человек) должен измениться, либо ему суждено исчезнуть с лица Земли"  

Проблема утилизации отходов                         

                 До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.  В настоящее время жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий. Город размером с Сан-Франциско располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди — чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины. С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов примерно по 1 т на каждого жителя! Как видно из приведёных примеров масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём. Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. Около 90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не проконтролировать его образование, он может взорваться. Даже простое захоронение отходов является дорогостоящим мероприятием. С 1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня. В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому — сжиганию. Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили  экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения  данной проблемы. Наиболее перспективным способом решения проблемы является переработка городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки.  

        Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, — наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.

Вырубка лесов  и опустынивание 

 
                 Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира – кислотные дожди, главными виновниками которых являются электростанции. Выбросы двуокиси серы и перенос их на большие расстояния приводят к выпадению таких дождей далеко от источников выбросов. В Австрии, на востоке Канады, в Нидерландах и Швеции более 60 % серы, выпадающей на их территории, приходятся на внешние источники, а в Норвегии даже 75 %. Другими примерами переноса кислот на большие расстояния являются выпадение кислотных дождей на таких отдаленных островах в Атлантическом океане, как Бермудские, и кислотного снега в Арктике. За последние 20 лет (1970 – 1990) мир потерял почти 200 миллионов гектаров лесных массивов, что равно площади США восточнее Миссисипи. Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов – "легких планеты" и основного источника биологического разнообразия планеты. 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. Британский эколог Н. Мейерс пришел к выводу, что десять небольших областей в тропиках содержат по крайней мере 27 % всего видового состава этого класса растительных формаций, позднее этот список был расширен до 15 "горячих точек" тропических лесов, которые должны быть сохранены во что бы то ни стало. 
В развитых странах кислотные дожди вызывали повреждение значительной части леса: в Чехословакии – 71 %, в Греции и Великобритании – 64 %, в ФРГ – 52 %. 
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 %.

Опустынивание 

                 Под воздействием живых организмов, воды и воздуха на поверхностных слоях литосферы постепенно образуется важнейшая экосистема, тонкая и хрупкая, - почва, которую называют "кожей Земли". Это хранительница плодородия и жизни. Горсть хорошей почвы содержит миллионы микроорганизмов, поддерживающих плодородие. Чтобы образовался слой почвы мощностью (толщиной) в 1 сантиметр, требуется столетие. Он может быть потерян за один полевой сезон. По оценкам геологов, до того как люди начали заниматься сельскохозяйственной деятельностью, пасти скот и распахивать земли, реки ежегодно сносили в Мировой океан около 9 миллиардов тонн почвы. Ныне это количество оценивают примерно в 25 миллиардов тонн. Почвенная эрозия – сугубо местное явление – ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса (органического вещества, определяющего плодородие почвы) в 14 –16 %, которые называли цитаделью русского земледелия. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10 – 13 % сократились почти в 5 раз. 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. Один из самых грозных, глобальных и быстротечных процессов современности – расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни. 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 суши. 
В 90-х годах опустынивание стало угрожать 3,6 миллионам гектаров засушливых земель. Это составляет 70 % потенциально продуктивных засушливых земель, или ¼ общей площади поверхности суши, причем эти данные не включают площадь естественных пустынь. Около 1/6 населения мира страдает от этого процесса. 
Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель приведут к тому, что к концу столетия мир может лишиться почти 1/3 своих пахотных  земель. Такая потеря в период беспрецедентного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной.

Причины деградации земель в различных регионах мира.

Загрязнение атмосферы

История проблемы.

               Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.      Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека. 
           В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.