Экологические проблемы сохранения биосферы и пути решения проблем

III. Пути решения проблем экологии. Рациональное природопользование

радиоактивное загрязнение биосфера экология

Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.

Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериев оптимизации.

К ним относятся: получение максимального урожая, сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов.

· рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание экологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их границах с природными системами;

· совершенствование технологии и добычи природных ресурсов;

· максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;

· рекультивацию земель после использования месторождений;

· экономичное и безотходное использование сырья в производстве;

· глубокую очистку и технологии использования отходов производства;

· вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

· использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральных веществ;

· использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральных соединений;

· замкнутые циклы производства (разработку и применение);

· применение энергосберегающих технологий;

· разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.

· локальный и глобальный логический мониторинг, т.е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик состояния окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

· восстановление и сохранение лесов от пожаров, вредителей, болезней;

· расширение и увеличение числа заповедников, зон эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

· охрану и разведение редких видов растений и животных;

· широкое просвещение и экологическое образование населения;

· международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.

Такая активная работа во всех областях человеческой деятельности по формированию отношения к природе, разработка рационального природоиспользования, природосберегающие технологии будущего смогут решать экологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничному сотрудничеству с Природой.

В наши дни потребительское отношение к природе, изъятие ее ресурсов без осуществления мероприятий по их восстановлению уходит в прошлое. Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобретает государственное значение.

Охрана природы и рациональное природопользование – проблема комплексная, и ее решение зависит как от последовательного осуществления государственных мероприятий, направленных на сбережение экосистем, так и от расширения научных знаний, которые обществу для собственного благополучия рентабельно и выгодно финансировать.

Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельные допустимые концентрации, не вызывающие у человека ощутимых последствий. С целью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия, обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газифицированное центральное отопление, установку на промышленных предприятиях очистных сооружений.

Помимо предохранения воздуха от загрязнения, очистные сооружения позволяют экономить сырье и возвращать в производство многие ценные продукты. Например, улавливание серы из выделяющихся газов дает возможность увеличить выпуск серной кислоты, улавливание цемента сберегает продукцию, равную производительности нескольких заводов.

На алюминиевых заводах установка фильтров на трубах предотвращает выброс в атмосферу фтора. Помимо строительства очистных сооружений ведутся поиски технологии, при которой образование отходов было бы сведено к минимуму.

Деревья очищают воздух от взвешенных в нем жидких и твердых частиц (аэрозолей), поглощают вредные газы. Например, сернистый газ хорошо поглощается тополем, липой, кленом, конским каштаном, фенолы – сиренью, шелковицей, бузиной.

Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической, физической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается в разрушении растворенных органических веществ микроорганизмами. Вода пропускается через специальные резервуары, содержащие только так называемый активный ил, в который входят микроорганизмы окисляющие фенолы, жирные кислоты, спирты, углеводороды, и т.д.

Очистка сточных вод не решает всех проблем. Поэтому все больше предприятий переходит на новую технологию – замкнутый цикл, при котором очищенная вода вновь поступает в производство. Новые технологические процессы позволяют в десятки раз сократить количество воды, необходимое для промышленных целей.

Охрана недр заключается прежде всего в предотвращении непроизводительных затрат органических ресурсов в комплексном их использовании.

Разработка технологии комплексного извлечения металлов из руд позволяет получать дополнительно такие ценные элементы, как титан, кобальт, вольфрам, молибден и др.

Для повышения продуктивности сельского хозяйства громадное значение имеет правильная агротехника и осуществление специальных мероприятий по охране почвы. Например, борьба с оврагами успешно ведется путем посадки растений – деревьев, кустарников, трав. Растения защищают почвы от смыва и уменьшают скорость течения воды.

Окультуривание оврагов позволяет использовать их в хозяйственных целях. Разнообразие посадок и посевов по оврагу способствует образование стойких биоценозов. В зарослях поселяются птицы, что имеет немаловажное значение для борьбы с вредителями. Защитные лесонасаждения в степях препятствуют водной и ветровой эрозии полей.

Источник: http://eco.bobrodobro.ru/18712

Что такое биосфера, определение, её экологические проблемы и общественные организации, которые их контролируют

В процессе своего формирования наша планета обросла четырьмя оболочками – геосферами (они же сферы Земли), взаимодействие которых обеспечивает баланс всех необходимых для поддержания жизни на планете процессов.

Эти оболочки – атмосфера (воздушная), гидросфера (водная), литосфера (верхние слои твердой части планеты) и биосфера (живая).

Сам термин «биосфера» впервые был озвучен в 1875 году Эдуардом Зюссом, чье дело продолжил Вернадский, создав в 1926 году целое учение о биосфере и издав одноименную книгу.

Учение о биосфере Вернадского впервые определило ее как единую динамическую систему, которая населена и управляется живым планетным веществом, по каким законам живое вещество взаимодействует с косным веществом.

Круговорот веществ

Биосфера охватывает часть литосферы, атмосферы и гидросферы.

Ее роль не только в биохимическом поддержании жизни на планете, но и в энергетическом круговороте – поглощении и отражении энергии Солнца, выделении тепла недрами планеты, а также круговороте тепла, которое выделяется растениями в процессе фотосинтеза. Еще со школьной скамьи нам знаком круговорот воды в природе. Без круговорота веществ в биосфере Земля стала бы непригодной для жизни.

Границы

Существуют верхняя и нижняя границы биосферы. Верхняя – это озоновый слой, задерживающий вредное для живых организмов излучение ультрафиолета, нижняя находится в литосфере,  при переходе воды в пар.

 Структура

• Живое вещество.
• Биогенное вещество.
• Косное вещество.
• Биокосное вещество.

Этапы эволюции

Биосфера постоянно эволюционирует. Различают три этапа эволюции:

• Возникновение простейших проявлений жизни.
• Рождение одноклеточных, а затем и многоклеточных организмов.
• Появление человечества.

Новой формой эволюции считается ноосфера, подразумевающая взаимодействие общества людей с природой

Экологические проблемы биосферы

Источником загрязнения биосферы может быть как человек, так и сама природа. Очевидно, что со времен научно-технической революции лидирует среди них человек.

Загрязнение, которое приносит в биосферу человек, или антропогенное загрязнение, отличается разнообразием – от банальной вырубки лесов до выброса радиоактивных отходов в моря и озера.

В процессе своей деятельности люди разрушают экосистемы, уничтожают целые виды, меняют рельеф коры планеты, даже климат, что приводит к образованию трещин и пробелов в биосфере.

Особенно пагубно влияет на природу отрасль энергетики, потребность в использовании которой у человечества с годами только растет, а многочисленный и банальный неразлагаемый бытовой мусор, благодаря которому стремительно разрастаются свалки, омертвляет планету.

Наконец, военные действия, которые со времен изобретения пороха приобрели огромные масштабы, наносят биосфере значительный вред: в пожарах сгорели гектары леса, тонны выбросов нефти блокировали газообмен между атмосферой и гидросферой, не говоря уже о гибели в сражениях самих людей.

Однако природа и сама способна себе навредить.

Повышенная вулканическая активность приводит к увеличению в атмосфере концентрации углекислого газа, наводнения и засухи уничтожают популяции без надежды на восстановление большей их части, а землетрясения меняют рельеф верхних слоев земной коры. Однако стихию едва ли можно контролировать, чего нельзя сказать о деятельности человека.

Политика государств, направленная на решение глобальных проблем биосферы

Существует множество организаций, работа которых направлена в экологическое русло.

В конце семидесятых Генеральной Ассамблеей ООН была учреждена ЮНЕП – программа по защите окружающей среды, включающая собственный фонд.

Природоохранной деятельностью занимается также ЮНЕСКО, ФАО (ведает сельскохозяйственными и мировыми продовольственными ресурсами) и ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения).

Эти организации занимаются контролем экологической ситуации на глобальном уровне – реализуют международные защитные программы, ликвидируют экологические катастрофы и их последствия.

Не стоит забывает также об организациях вроде Greenpeace, которая главным образом сосредоточена на политике препятствия радиоактивному загрязнению планеты, и WWF, которая занимается сохранением видов.

По инициативе ГЭФ для России было выделено 20 миллионов долларов на сохранение и охрану экосистем Байкальского региона.

ЮНЕП спонсирует восстановление болотистых местностей в странах Ближнего Востока, программы по активному внедрению солнечной энергии в практическую деятельность человека, а также выступила с инициативной инвестиционной программы «зеленой экономики». Многие инициативы ЮНЕП дали старт конференциям, посвященным экологическим вопросам.

Программа ЮНЕСКО «Человек и биосфера» охватывает более пятисот заповедников по всему миру. Также ЮНЕСКО спонсирует океанографические исследования и содействует ООН в ликвидации последствий стихийных бедствий и уменьшении риска возникновения новых.

Совместно с ООН и ВОЗ ФАО разработала требования к нормам по использованию химических веществ – пищевым добавкам, инсектицидам и пестицидам. Выступающий за переход к возобновляемой энергетике Greenpeace активно препятствует выбросу нефти в природную среду, а также ее добыче во льдах и на большой глубине, занимается восстановлением лесов.

Проект Greenpeace в России под названием «Чистая Нева» направлен на очищение водных ресурсов Петербурга и позволяет жителям самим участвовать в улучшении экологической обстановки города.
WWF, он же Всемирный фонд дикой природы, стал национальной российской организацией, вложив более тридцати миллионов долларов в сохранение и приумножение видов на территории нашей страны.

С каждым годом проблемы экологии становятся все более явными – это заметно любому жителю планеты, и тем страшнее их разнообразие, нарушающее равновесие в биосфере.

Инициативы природоохранных организаций требуют не только финансирования, но и участия – без нашей поддержки биосфера может претерпеть непоправимые травмы, и в наших силах это предотвратить, содействуя международным экологическим программам.

Источник: http://greenologia.ru/eko-problemy/biosfera/opredelenie.html

Биосфера и человечество. Основные проблемы охраны окружающей среды и пути их решения (стр. 1 из 6)

Беляков В.В.

Калининградский государственный университет

1. Состояние среды и ресурсов биосферы в связи с ростом народонаселения и развитием научно-технического прогресса.

Человек до тех пор, пока численность его была мала, был лишь одним из биологических видов, обитающих на Земле, подчиняясь тем же законам, что и другие организмы, и влияние его на функции природных систем и биосферы в целом было незначительным. Но специфика человека состоит в том, что в процессе эволюции он все больше и больше высвобождался из-под прямой зависимости от внешней среды и увеличивал свое воздействие на нее.

Общественный труд человека привел его к быстрому развитию производственной деятельности и техническому прогрессу. Рост численности населения и интенсивный прогресс техники породили возникновение своеобразного антропогенного обмена между человеческим обществом и средой.

Система антропогенного обмена включает в себя ввод исходных веществ, т.е. природных ресурсов, в производство, их переработку с использованием энергии и вывод в окружающую среду отработанных веществ, т.е.

производственных и бытовых отходов и отслуживших свой срок готовых изделий.

человек, объем и скорость антропогенного обмена достигли такого уровня, при котором все отчетливее в глобальном масштабе проявляется напряженность и на вводе, и на выводе из системы. На вводе в систему напряжение определяется тем, что природные ресурсы небезграничны, как это считалось не так давно.

Так, по данным статистического ежегодника ООН, разведанные мировые запасы каменного угля будут истощены примерно к 2500 году, нефти – к 2100, природного газа – к 2020 г., урана к 2000 г., железной руды – к 2050 г. Уже сейчас 1/3 населения планеты испытывает недостаток в пресной воде.

Происходит рост затрат на добычу энергетических и минеральных ресурсов. Например, затраты на добычу 10 тонн нефти к 1980 г. по сравнению с 1970 г. возросли почти в два раза.

За последние два века площадь лесов сократилась с 56% до 26% поверхности суши. Особую тревогу вызывают тропические леса, площадь которых сократилась на 70%. В настоящее время сведение лесов планеты идет со скоростью 12 млн. га, т.е. почти 1% лесопокрытой площади в год.

В европейской части нашей страны уже не существует природной зоны смешанных лесов и природной зоны южной тайги. Они вырублены, сейчас это лесо-луговые зоны, островные леса – леса среди лугов и полей, пастбищ, сенокосов.

Проблемы сведения растительности в ближайшие десятилетия, очевид­но получат наибольшую остроту, т.к. с ними связаны атмосферно-климати­ческие и глобально-энергетические сдвиги.

Леса пока с лихвой покрывают те расходы кислорода, которые забирает отечественная промышленность в то время как в США эта доля равна 60%, в Швейцарии – всего лишь 20%.

В то же время “кислородный голод” и недопустимое увеличение в атмосфере концентрации СО , создавая тепловой эффект, в совокупности с промышленными выбросами энергии и загрязнителей может вызвать неблагоприятные климатические аномалии. Существенным регулятором всех этих процессов служит лес.

С 1600 года на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида зверей. По данным международного союза охраны природы, гибель 85% птиц и 75% видов зверей связана с деятельностью человека. Сегодня опасность исчезновения грозит более чем 600 видам птиц и около 120 видам зверей.

Если его не остановить, то, по прогнозам ООН, к концу тысячелетия планета утратит до 1/3 земель, которыми люди располагали еще в 70 годах.

В СНГ только в результате водно-хозяйственных мероприятий потеряно (затоплено, засолено, пересушено) около 2% территории, еще около 6% находятся в критическом состоянии.

Ветровой эрозии подвержено около 60 млн. га, водной – только в Европейской части РФ – 50 млн. га. В ряде районов планеты зарегистрировано оседание грунта после выборки полезных ископаемых.

Весьма напряженно обстоит дело с продовольственными ресурсами. Они распределяются очень неравномерно. Например, в 1960 г. в среднем каждый житель Европы, Северной Америки и Океании получал с пищей 3050 ккал, тогда как житель Юго-Восточной Азии, стран ближнего Востока, Африки, Латинской Америки имел в своем распоряжении лишь 2150 ккал.

Имеющиеся материалы показывают, что в мире половина населения Земного шара питается хорошо, покрывая свои энергетические потребности на уровне, который соответствует их физиологическим затратам при деятельностном существовании. По данным за 1983 год, каждый житель Западной Европы в сутки получал с пищей 3380 ккал., в СНГ на одного человека приходилось 3450 ккал., в США – 3780 ккал.

В то же время около 500 млн. человек не были обеспечены в полной мере нормальным питанием, они не доедали, что сказывалось на их здоровье, психике и деятельности. К настоящему времени это положение лишь усугубилось. Кроме того, существует проблема не только количества, но и качества пищи. Это особенно касается белков. Их достаточное количество в пище необходимо.

Наилучший рацион для человека – это правильное сочетание белков животного и растительного происхождения. Белков ежегодно нужно 1 г. на 1 кг веса, т.е. в среднем 60-70 г., из них 50% должны быть животного происхождения. А животные белки распределены также очень неравномерно.

Стремясь есть много и хорошо, многие переедают, что ведет к развитию серьезных заболеваний, увеличивающих процент смертности. Врачи США вынуждены были заявить, что основная проблема охраны здоровья в этой стране не рак и не полиомиелит, а излишек веса людей. Общая биомасса американцев превышает оптимальную цифру более чем на 250 млн. кг.

“Американцы – это наиболее обеспеченная жильем, одеждой, машинами и сверх меры развлекающаяся нация на Земле”, – пишет известный американский эколог Оливер Оуэн (О.Оуэн, 1977 г.). В СНГ также половина взрослого населения имеет избыточный вес, а 25% имеют явные признаки ожирения, что отрицательно сказывается на их здоровье.

Так обстоит дело на входе в систему антропогенного обмена.

Гораздо хуже дело на выходе: гигантские отходы производства ухудшают природную среду, загрязняя ее. Имеет место тепловое загрязнение. КПД энергетических установок не превышает в среднем 30 %, и около 70% добываемой энергии идет на нагрев биосферы.

Если даже принять, что удвоение производимой энергии будет происходить каждые 60 лет, то через 300 лет, по подсчетам М. М. Ермолаева, количество выделяемого при деятельности человека тепла станет равным притоку его от солнца.

Такой процесс вместе с “парниковым эффектом” от увеличения в атмосфере СО2 может привести к гибели высокоорганизованных видов растений и животных, которые не смогут успеть приспособиться к быстрому изменению энергетического баланса в биосфере.

Не менее опасно шумовое загрязнение, оно вызывает нервное расстройство, понижение работоспособности и умственной деятельности. При шуме в 60 – 90 дцб.

у человека возникают неприятные ощущения, при 120 – 130 дцб. – боль в ушах, при 150 – потеря слуха, при 180 – смерть.

Городской шум, по оценкам специалистов, снижает производительность физического труда на 30 процентов, умственного – на 60 процентов.

Часто при отсутствии достаточного движения воздуха над городами повисает “смог” – дымовой туман, содержащий ядовитые газы (SO2, NO2), пыль, сажу. А в Лондоне в 1952 году от “смога” в течение 5 дней погибло 4000 человек.

Общую тревогу вызывает все возрастающее загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей. Выхлопные газы содержат CO, оксиды азота, углеводороды, озон, свинец и другие вредные компоненты, а среди углеводородов – канцерогенные вещества.

Металлургические заводы и работающие на угле электростанции поставляют в атмосферу NO2, SO2, которые с водой дают сернистую, серную и азотную кислоты. Выпадают кислотные дожди, оказывающие вредное влияние на живые системы и постройки.

Стало тревожить нас и качество атмосферного воздуха курортов – Ялты, Сочи, Светлогорска, Зеленоградска.

Не менее интенсивно идет загрязнение вод нефтью и нефтепродуктами, растворами фосфорных и азотных удобрений, фенолом. Содержание в Каспийском море только фенола уже сейчас превышает допустимый норматив в несколько раз. Содержание фенола в Черном море в 2 раза выше нормы. К сожалению не улучшается обстановка на Байкале, Балхаше, Иссык-Куле, Севане.

Во внутренние водоемы страны до сих пор за год сбрасывается в среднем около 20 км3 загрязненных сточных вод. Примерно в 40% контролируемых водных объектов загрязнение превышает нормативы в 10 раз.

консервных банок, более 1 млрд. телевизоров, 9 млрд. старых автомобилей.

Источник: http://MirZnanii.com/a/327923/biosfera-i-chelovechestvo-osnovnye-problemy-okhrany-okruzhayushchey-sredy-i-puti-ikh-resheniya

Глобальные проблемы экологии. Пути их решения | Учеба-Легко.РФ – крупнейший портал по учебе

Глобальные экологические проблемы и пути их решения.

Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической.

Среди глобальных экологических проблем можно отметить следующие:

•  уничтожены и продолжают уничтожаться тысячи видов растений и животных;в значительной мере истреблен лесной покров;
• стремительно сокращается имеющийся запас полезных ископаемых;
• мировой океан не только истощается в результате уничтожения живых организмов, но и перестает быть регулятором природных процессов;
• атмосфера во многих местах загрязнена до предельно допустимых размеров, а чистый воздух становится дефицитом;
• частично нарушен озоновый слой, защищающий от губительного для всего живого космического излучения; 
• загрязнение поверхности и обезображивание природных ландшафтов: на Земле невозможно обнаружить ни одного квадратного метра поверхности, где бы не находилось искусственно созданных человеком элементов.

Cтало совершенно очевидной пагубность потребительского отношения человека к природе лишь как к объекту получения определенных богатств и благ. Для человечества становится жизненно необходимым изменение самой философии отношения к природе.

Какие же необходимы меры для решения глобальных экологических проблем!

Прежде всего следует перейти от потребительско-технократического подхода к природе к поиску гармонии с нею. Для этого, в частности, необходим целый ряд целенаправленных мер по экологизации производства: природосберегающие технологии, обязательная экологическая экспертиза новых проектов, создание безотходных технологий замкнутого цикла.

Сейчас идут разговоры об изменении климата. Является ли это следствием деятельности человека или нет, как оно подействует на человека? На этот вопрос сейчас нет однозначного ответа.

Также существует проблематика экологической угрозы, попытки оценить экономически и внеэкономически стоимость природных ресурсов. Возьмем, например, лес. Ясно, сколько стоит древесина, ягоды, пушнина в отдельности. Но также ясно, что лес не сводится к этим ресурсам, он еще очищает воздух, запасает углерод и т.д.

Возникает вопрос, как это оценить? Это огромная проблема во всем мире. В нашем современном рыночном мире то, что не имеет стоимости, не включается в систему цивилизации, в какие-либо программы охраны.

Можно ли выделить основную проблему геоэкологии, такую, от которой зависят ответы на частные вопросы?

Ее можно сформулировать так: является ли цивилизация составной частью системы биосферы или самостоятельной системой – биосферопользователем?

В первом случае есть механизмы, регулирующие развитие цивилизации, направленные от биосферы к цивилизации, то есть цивилизация включена в систему биосферных процессов, во втором случае таких механизмов нет и цивилизация “сидит” на биосфере как спрут.

От ответа на этот вопрос зависят стратегии выживания человечества. Понятно, что человек – потребитель ресурсов (сам он ресурсом не является, разве что для комаров).

Потребителей (называемых в экологии консументами первого порядка, консументами второго порядка) очень много, однако они никогда не смогут «съесть» свою экосистему, потому что существуют механизмы регуляции их численности. Это проиллюстрировано на следующем рисунке:

На верхнем графике показаны колебания численности рыси и зайца по данным о закупках шкур этих зверей компанией Гудзонова залива.

В более упрощенной схеме (справа вверху) колебания выравниваются и численность колеблется около среднего значения.

Совершенно по-другому ведет себя система, если нет регулирующих связей (нижний график). Есть какая-то питательная среда, туда «высевается» жертва, после в пробирку запускают хищника, который съедает жертву и затем сам погибает от голода.

Какая из этих схем соответствует отношениям цивилизации и биосферы?

Существуют два подхода к разрешению этого вопроса.

Первый подход, которого, к сожалению, до последнего придерживалось большинство ученых, представляет человека как биосферопользователя. Этот подход представлен в ставших классическими работах супругов Даниелы и Денниса Медоузов и Й.

Рандерса, выполненных под эгидой Римского клуба (организация, созданная 100 крупнейшими промышленниками, они дают заказы ученым, которые пишут книги на заказанные темы). Это работы «Пределы роста» (1972 г.) и «За пределами роста» (1992 г.).

На схеме из этой книги человек представлен системой, стоящей на потоке, переводящей энергию высокого уровня и ресурсы в отходы.

Человек здесь представлен как система, стоящая на потоке, превращающая энергию высокого уровня (солнечную энергию, нефть) и ресурсы (древесину, полезные ископаемые) в энергию низкого уровня, словом, ресурсы в отходы.

Смысл работы в том, что источники ресурсов и стоки имеют свои пределы. Человечество близко подошло к этим пределам, и из-за экспоненциального роста скоро эти пределы перейдет. Выход за эти пределы грозит катастрофой, разрушением биосферы, а вместе с этим и разрушением человечества в целом. Так, как это было представлено с моделью хищника и жертвы в пробирке.

Какие существуют ограничения по использованию ресурсов? Из 3.2 млрд. га максимально возможных зеленых ресурсов (то есть если мы сведем все леса) мы используем 1.5. Использовали уже почти половину доступных водных ресурсов, треть лесных и т.д. Согласно этим расчетам, 10% стоков уже заполнено.

Если вложить в эту модель удвоенные значения пределов, то есть если у нас в 2 раза больше ресурсов, чем мы сейчас думаем, и если у нас будут сверхмощные, безотходные технологии переработки, картина принципиально не изменится, только сдвинется на 20-30 лет.

Сверху показана схема оптимистического сценария. Если в 1995 г принята программа стабилизации населения (1 семья – 2 ребенка), внедрены безотходные и ресурсосберагающие технологии, удвоенные значения пределов. Все это приводит к тому, что в 2005 г.

ситуация стабилизируется. Но так как ничего не сделано, Медоузы разработали модель, когда меры приняты в 2015 г. Тогда ситуация несколько ухудшается, а затем стабилизируется.

Что же предлагается в социально-экономическом отношении:

• Скорейшее прекращение роста населения (к 2015 г.: 1 семья – 2 ребенка, эффективность контроля -100%).
• Стабилизация промышленного производства на уровне 350$ на человека в год (это примерно Южная Корея или в два раза больше, чем Бразилия в 1990 г.).
• Внедрение «безотходных» и ресурсосберегающих технологий (снижение ресурсопользования и загрязнения до уровня 1975 г.).

В отношении ресурсопользования:

• Темпы потребления возобновимых ресурсов не должны превышать темпов их регенерации.
• Темпы потребления невозобновимых ресурсов не должны превышать темпов их замены на возобновимые (очень сложно выполнить в практическом смысле, т.е. наращивать добычу нефти так, чтобы вкладывать в лесоразведение, чтобы количество энергии в новых лесах было таким же, как в использованной нефти)
• Темпы выбросов загрязняющих веществ не должны превышать темпов их природной «переработки» (очистки).

Требования очень жесткие. Но они мягкие по сравнению с другой теорией.

Вторая теория, называемая «теорией золотого миллиарда» принадлежит физику В.Г. Горшкову, разработана в 1990-1995 гг. Она говорит о следующем:

1. Биосфера представляет собой систему, работающую по принципу Ле Шателье (компенсация внешних воздействий внутренними механизмами).
2. Действие этих механизмов устойчивости обеспечивается «невозмущенной биотой», т.е. ненарушенными природными экосистемами.
3. Разрушение природных экосистем приводит к потере устойчивости биосферы, ее разрушению и последующей гибели цивилизации
4. Современная цивилизация уже превысила пределы возмущения биоты, что привело к нарушению принципа Ле Шателье (биосфера, теряющая управляемость – об этом говорит изменение климата, нарушение/размыкание круговоротов, загрязнение среды и др.).

Устойчивость суши, по его мнению, была нарушена в середине XVIII века, до начала ХХ века устойчивость биосферы поддерживалась за счет океана, после чего она была нарушена глобально. Принцип, заложенный в основу работы, совершенно другой, если у Медоузов были рассмотрены ресурсы, то здесь рассмотрена термодинамическая модель биосферы.

Пределы нарушения биоты: площадь нарушенных экосистем не должна превышать 20% от площади суши, а сейчас нарушено уже 60%,    доля антропогенного потребления продукции биосферы не должна превышать 1%, а сейчас она составляет 10%. То есть здесь тоже есть пределы, но совсем другие.

В социально-экономическом отношении предлагается сокращение численности населения за несколько десятилетий в 10 раз до 0,5 – 1 млрд. человек..

В отношении ресурсопользования предлагается:

1. Фактический отказ от использования невозобновимых ресурсов: уменьшение их эксплуатации в сотни раз.
2. Прекращение роста энергопотребления (в первую очередь ГЭС и АЭС).
3. Сокращение вырубки лесов как минимум в 10 раз.
4. Прекращение экспансии на еще неосвоенные земли и сокращение уже используемых в 3 раза.

Как это сделать – неизвестно, в том числе и автору теории, понятно, что демографическими методами это сделать не удастся (если только мерами физического воздействия)

Что общего в этих двух классических работах? Очень жесткие требования к численности населения и ресурсопользованию. Причем если эти требования не будут выполнены в ближайшие десятилетия, нам грозит катастрофа.

Этот подход очень безрадостен. Допустим, эта модель верна. Но мы реально не готовы не только сократить население, но даже и прекратить его рост (как показывает опыт Китая). Переход только на возобновимые ресурсы – также невозможен, это другая цивилизация. Допустим, мы согласимся принять меры, а окажется, что модели неверны.

Второй подход гласит, что цивилизация – часть биосферы. Основу заложили работы Вернадского, Тьер де Шардена и др. Их теория ноосферы говорит о том, что появится некий центр, который может управлять биосферой с помощью разума. Этот подход представлен на следующей схеме.

Рассмотрим с этих позиций взаимоотношения человека с ресурсами и с природой. Начнем с типов ресурсов?

Ресурсы существуют возобновимые и невозобновимые. Мы можем выделить 4 типа:

1. природно-возобновимые ресурсы (воздух, вода, растительная и животная биомасса):

• они восстанавливаются после использования до исходного состояния посредством природных механизмов
•  производительность природных механизмов восстановления имеет свой предел (река может переработать определенное количество отходов в год, а если больше – то начнется загрязнение)
•  человек может вложитьсредства в интенсификацию возобновления

2. антропогенно-возобовимые ресурсы (металлы, сера, соли, фосфаты, строительные материалы и т.д.):

• восстановления осуществляется только самим обществом за счет имеющихся у него средств
• в принципе могут быть восстановлены после использования до исходного состояния, но природные механизмы для этого отсутствуют

3. невозобновимые ресурсы (энергоресурсы углеводородные – нефть, газ, уголь, неуглеводородные – уран, а также алмазы-брильянты т.д.). Они в принципе не могут быть восстановлены после использования до исходного состояния.

4. условно неисчерпаемые ресурсы (солнечная и гравитационная энергии):

• поступают из-за границ биосферы
• за счет них функционируют природные механизмы восстановления ресурсов

Соотношение между этими группами представлено на рисунке. Видно, что возобновимых ресурсов большинство, они могут вовлекаться в круговороты «ресурс – отход – ресурс» посредством природных и антропогенных механизмов.

Продолжение лекции смотрите здесь

Источник: http://uclg.ru/education/biologiya/9_klass/vzaimootnosheniya_organizma_i_sredyi__osnovyi_ekologii/biosfera_i_chelovek/lecture_globalnyie_problemyi_ekologii__puti_ih_resheniya.html

Проблемы биосферы (2)

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Реферат по биологии

“Биосфера”

С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы и окружающей среды. Он достиг огромной силы в текущем столетии, а особенно в последнее время. С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно изменился.

На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных.

По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества как органического, живого, так и минерального, косного.

Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке. Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.

Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески сбылось.

Проблемы биосферы.

Проблемы биосферы связаны с нынешним состоянием окружающей среды. Впрочем, как и все остальные экологические проблемы. И состояние окружающей среды все больше изменяется в худшую сторону, что влечет за собой увеличение в объеме уже существующих проблем и возникновение новых, к решению которых человечество еще не готово, так как еще не разработаны пути решения старых проблем, а появляются все новые. К биосфере относится все, что живет, дышит, растет и питается (кроме человека, который выделился из животного мира). Поэтому рассмотрим проблемы, относящиеся непосредственно к миру дикой природы. Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды, они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и всего остального, что использует человек в своей деятельности. Кроме того, многие дикие виды имеют еще и эстетическую ценность и создают условия для отдыха. Однако их наибольшим вкладом является поддержание “здоровья” и целостности экосистем мира. Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее реальной или потенциальной пользы для людей, – этот подход называют антропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторые люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человек не болееважен, чем другие виды на земле. “У человека нет превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует” – считают они. Другие придерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание систем жизнеобеспечения земли. Огромная проблема в настоящее время – это борьба с загрязнением окружающей среды. С катастрофической быстротой огромные массы вредных для природы веществ загрязняют биосферу. Важная задача всего человечества принять необходимые меры по сдерживанию этого процесса.

Химическое загрязнение атмосферы.

Какие же факты приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы – атмосферы. 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, что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища.

Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая обширную нетронутую природную среду.

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 воздух оксиды 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 загрязнители разделяют 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. Химическое загрязнение природных вод.

Всякий водоем или водный источник связусловия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.

Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.

Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

Неорганическое загрязнение.

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности.

Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.

Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 – 380 млн.т./год.

Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод.

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению содержания кислорода в воде.

Поверхностно активные вещества – жиры, масла, смазочные материалы – образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе

с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.

Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода.

Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. Загрязнение почвы Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли.

Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений.

Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов – химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней – одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств.

Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению “новых” вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной

резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.

С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов.

Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Заключение.

Одна из наиважнейших нынешних задач человечества – охрана природы, проблема, ставшая социальной.

Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия.

Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Источник: https://works.doklad.ru/view/wVnHN_o2Pg4.html