Проблемы использования и воспроизводства водных ресурсов

Лекция №4

Понятие экологического кризиса, его структура и признаки. Пути выхода.

Глобальные проблемы экологии.

Экологический кризис — это напряженное состояние взаимооношений между человечеством и природой, харак­теризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обще­стве ресурсно-экономическим возможностям биосферы.

В более широком смысле экологический кризис по­нимается как фаза развития биосферы, на которой проис­ходит качественное обновление живого вещества (вымира­ние одних видов и возникновение других).

Современный экологический кризис называют "кризи­сом редуцентов", т. е. определяющим его признаком явля­ется опасное загрязнение биосферы вследствие деятельно­сти человека и связанное с этим нарушение природного равновесия.

Понятие "экологический кризис" впервые появилось в научной литературе в середине 1970-х гг.

Экологический кризис принято делить на две части: естественную и социальную.

Естественная часть свидетель­ствует о наступлении деградации, разрушении окружаю­щей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружаю­щей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной политике, наличии государственных про­грамм и отвечающих за их выполнение государственных структур, развитой экономике и осуществлении экстрен­ных мер по экологической защите.

Признаки современного экологического кризиса:

опасное загрязнение биосферы;

истощение энергетических запасов;

сокращение видового разнообразия.

Опасное загрязнение биосферы связано с развитием промышленности, сельского хозяйства, развитием транс­порта, урбанизацией. В биосферу поступает огромное ко­личество токсичных и вредных выбросов хозяйственной де­ятельности. Особенностью этих выбросов является то, что эти соединения не включаются в естественные обменные процессы и накапливаются в биосфере. При сжигании нефти выделяется сернистый газ, который в естественные процессы обмена не включается, а накапли­вается в нижних слоях атмосферы, взаимодействует с во­дой и выпадает на землю в виде кислотных дождей.

Согласно статистике среди всех источников загрязне­ния на первом месте - выхлопные газы автотранспорта (до 70% всех болезней в городах вызвано ими), на втором - выбросы тепловых электростанций, на третьем — хими­ческая промышленность . Не ме­нее загрязнены сегодня гидросфера (прежде всего ядови­тыми стоками) и почвы (кислотными дождями и сточными водами, в том числе радиоактивными).

Истощение энергетических ресурсов. Уровень энер­говооруженности человеческого труда в XX в. растет бес­прецедентными темпами, никогда не наблюдавшимися в течение многих тысячелетий истории человечества. Ускорен­ное развитие энергетики связано прежде всего с ростом промышленного производства и его энерговооруженности.

К основным источникам энергии, используемым чело­веком, относятся: тепловая энергия, гидроэнергия, атом­ная энергия. Тепловую энергию получают при сжигании дре­весины, торфа, угля, нефти и газа. Предприятия, выраба­тывающие электроэнергию на базе химического топлива, называют тепловыми электростанциями.

Нефть, уголь и газ являются невозобновляемыми при­родными ресурсами, и запасы их ограниченны.

Ученые предполагают, что к 2050 г. Будет заметно ощущаться нехватка нефти и газа.

Существует еще богатый источник природного газа — газогидраты (соединения метана с водой). Они залегают под океанами и в толщах вечной мерзлоты, а при обычных дав­лении и температуре быстро разлагаются. Природного газа в газогидратах значительно больше, чем в свободном со­стоянии, однако технологии его добычи со дна океана или из-под слоя вечной мерзлоты без серьезного ущерба для окружающей среды пока не разработаны.

Каменного угля на Земле гораздо больше, чем нефти и газа. По оценкам специалистов, его запасов может хватить на сотни лет. Однако каменный уголь - экологически грязное топливо, в нем много золы, серы, вредных металлов.

Теплотворная способность угля ниже, чем нефти и газа, а его добыча значительно дороже. Во многих странах, в том числе и в России, угольные шахты закрываются, ибо уголь в них слишком дорого и трудно добывать.

Несмотря на то, что эти прогнозы достаточно пессими­стичны, в настоящее время успешно разрабатываются но­вые подходы к решению проблемы энергетического кри­зиса.

1. Переориентация на другие виды энергии. В настоя­щее время в структуре мирового производства электро­энергии 62 % приходится на тепловые электростанции (ТЭС), 20% — на гидроэлектростанции (ГЭС), 17% - на атомные электростанции (АЭС) и 1% - на использование альтерна­тивных источников энергии. Это означает, что ведущая роль принадлежит тепловой энергетике, в то время как гидро­электростанции не загрязняют окружающую среду, не нуж­даются в использовании горючих полезных ископаемых, а мировой гидропотенциал пока использован всего на 15%.

Возобновляемые источники энергии — солнечную энер­гию, энергию воды, ветра и т. д. - использовать на Земле нецелесообразно (в космических аппаратах солнечная энер­гия незаменима).

Единственный реальный сегодня и в обозримом буду­щем источник энергии — атомная энергетика. При пра­вильном использовании и серьезном отношении атомная энергетика оказывается вне конкуренции и, с экологической точки зрения, значительно меньше загрязняет окру­жающую среду, чем сжигание углеводородов. В частности, суммарная радиоактивность золы каменного угля гораздо выше, чем радиоактивность отработанного топлива всех атомных электростанций.

2. Добыча полезных ископаемых на континентальном шельфе. Разработка месторождений континентального шель­фа является сейчас актуальной проблемой для многих стран. Некоторые страны уже успешно разрабатывают морские месторождения горючих ископаемых. Например, в Японии производится разработка угольных месторождений на кон­тинентальном шельфе, за счет которых страна обеспечива­ет 20% своих потребностей в этом топливе.

Сокращение видового разнообразия. В общей сложно­сти с 1600 г. исчезли 226 видов и подвидов позвоночных жи­вотных, причем за последние 60 лет - 76 видов, и около 1000 видов находится под угрозой исчезновения. Если со­хранится современная тенденция истребления живой при­роды, то через 20 лет планета лишится 1/5 части описан­ных видов растительного и животного мира, что угрожает устойчивости биосферы - важного условия жизнеобеспе­чения человечества.

Там, где условия неблагоприятны, биологическое разно­образие невелико. Видовое разнообра­зие является важным фактором, который обеспечивает ус­тойчивость экосистемы к неблагоприятным внешним воздей­ствиям. Сокращение видового разнообразия может вызвать необратимые и непредсказуемые изменения в глобальном масштабе, поэтому эта проблема решается всем мировым сообществом.

Одним из способов решения этой проблемы является создание заповедников. В нашей стране, например, в на­стоящее время функционирует 95 заповедников.

 Глобальные проблемы экологии

Экологический кризис характеризуется наличием це­лого ряда проблем, которые угрожают устойчивому раз­витию. Рассмотрим только некоторые из них.

Глобальные изменения в атмосфере

Разрушение озонового слоя. Содержание озона в ат­мосфере незначительно и составляет 0,004% по объему. Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под действием космической УФ-радиации. В пределах атмосферы повышен­ные концентрации озона образуют озоновый слой, который предохраняет живые организ­мы от ультрафиолетовой радиации. Наибольшая концентра­ция озона на высоте 20—22 км.

Разрушение озонового экрана увеличивает в 10 раз УФ-радиацию, что влияет на зрение животных и человека и может оказать другие губительные воздействия на живые организмы. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям — вспышке рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира.

Впервые появление так называемой озоновой "дыры" над Антарктидой было зафик­сировано наземными и спутниковыми измерениями в середине 1970-х гг. Площадь этой "дыры" составила 5 млн м2, и озона в столбе воздуха было на 30—50% меньше нормы. Эта "дыра" в Антарктике наблюдается осенью (сентябрь-ноябрь), а в другие сезоны содержание озона ближе к норме. Заметнее всего уменьшение озона на высотах 15— 25 км, в слое с максимальным содержанием озона.

Было высказано несколько предположений о причи­нах разрушения озонового слоя: запуск космических кораб­лей, сверхзвуковые самолеты, значительные масштабы производства фреонов. Впоследствии на основании научных исследований был сделан вывод, что основной причиной являются фреоны, которые широко используются в холо­дильной технике и в аэрозольных баллончиках.

Парниковый эффект. Выброс в атмосферу многих га­зов: угарного газа (СО), углекислого газа (СО2), углеводо­родов, т. е. метана (СН4), этана (С2 Н6) и др., - которые накапливаются в результате сжигания горючих ископае­мых и других производственных процессов - приводят к появлению "парникового эффекта", хотя эти вещества по­чти не представляют опасности как самостоятельные загрязнители (за исключением высоких концентраций). Углекислый газ. Большая часть этого газа содержится в растворенном виде в водах планеты (в 50 раз больше, чем в атмосфере). Между атмосферой и Мировым океаном про­исходит обмен СО2. Присутствие в атмосфере большого количества углекислого газа вызывает яв­ление, получившее название «парникового эффекта». Практи­чески не оказывая влияния на поток лучистой энергии Солнца, направляющийся к поверхности Земли, СО2 атмосферы за­держивает обратное тепловое излучение планеты и тем самым способствует удержанию тепла у поверхности Земли.

Сжигание большого количества топлива на планете способствует увели­чению СО2 в атмосфере и соответственно усилению парни­кового эффекта. Расчеты показывают, что концентрация СО2 к 2000 г. достигнет 0,04 %, а к 2030 г. может удвоиться по сравнению с существующей.

Последующее за этим предполагаемое - повышение темпе­ратуры на 1,2 °С к 2000 г. и на 2,5 °С к 2030 г. что вы­зовет глобальное потепление климата, и через 125 лет мож­но ожидать массового таяния льдов Антарктиды, подъема среднего уровня Мирового океана, затопления значитель­ной части прибрежной территории и других негативных последствий. При определенных климатических условиях в результате выбросов в атмосферу большого количества разнообразных за­грязняющих веществ образуется смог. Основные компоненты смога — это ненасыщенные углеводороды, окислы азота и серы, аэрозоли, водяные пары, пыль и сажа. При слабом ветре или безветрии смог ядовитым «одеялом» окутывает город и вызывает отравления и заболевания людей.

Континентальные проблемы

Уничтожение тропических лесов. За последние 50 лет при участии человека истреблено 2/3 покрывавших Землю лесов. За последние 100 лет безвозвратно утрачено 40% существовавших на Земле лесных массивов. Дождевой тропический лес является одним их важнейших поставщи­ков кислорода в атмосферу и играет огромную роль в под­держании кислородного баланса. Дождевые тропические леса называют "зелеными легкими планеты". Проблема зак­лючается в том, что эти леса уничтожены уже на 40%. Еже­годно в мире теряется 15—20 млн. га тропического леса, что эквивалентно половине площади Финляндии. В тече­ние последнего десятилетия темпы обезлесения возросли на 90% и составляют в среднем 1,8% в год. Наибольшие потери понесли 10 стран мира, в числе которых Бразилия, Мексика, Индия, Таиланд. Если уничтожение тропических лесов будет продолжаться такими же темпами, то через 30—40 лет его уже не останется на Земле.

Проблемы Мирового океана

Загрязнения Мирового океана. Мир океан составляет 97% всей воды на планете. Мировой океан дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потреб­ляемых населением планеты в пищу. Океану, особенно его прибережной зоне, принадлежит ведущая роль в поддер­жании жизни на Земле, ведь около 70% кислорода, посту­пающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процес­се фотосинтеза планктона. Таким образом, Мировой океан играет огромную роль в поддержании устойчивого равно­весия биосферы, и его охрана является одной из актуаль­ных международных экологических задач.

Особое опасение вызывает загрязнение Мирового оке­ана вредными и токсичными веществами, в том числе не­фтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.

Наиболее распространенными веществами, загрязняю­щими океан, являются нефть и нефтепродукты. В Мировой океан ежегодно поступает в среднем 13—14 млн. т нефте­продуктов. Нефтяное загрязнение опасно по двум причи­нам: во-первых, на поверхности воды образуется пленка, которая лишает доступа кислорода к морской флоре и фа­уне; во-вторых, нефть сама по себе является токсичным соединением, которое имеет большой период полураспада, при содержании нефти в воде 10—15 мг/кг гибнут планктон и мальки рыб. Настоящими экологическими катастрофами можно назвать крупные разливы нефти при крушении су­пертанкеров.

Особенно опасным является радиоактивное загрязне­ние при захоронении радиоактивных отходов (РАО). Перво­начально основным способом избавления от радиоактивно­го мусора было захоронение РАО в морях и океанах. Это были, как правило, низкоактивные отходы, которые упа­ковывали в 200-литровые металлические барабаны, зали­вали бетоном и сбрасывали в море. Первое такое захороне­ние РАО произвели США в 80 км от побережья Калифор­нии. До 1983 г. 12 стран практиковали сброс РАО в откры­тое море. В воды Тихого океана за период с 1949 г. по 1970 г. было сброшено 560 261 контейнеров с РАО.

 

Лекция № 5.

Проблемы использования и воспроизводства водных ресурсов

Вода является неисчерпаемым природным ресурсом в общепланетарном масштабе, так как ее общее количество на планете поддерживается постоянным влагооборотом меж­ду океаном, атмосферой и сушей Земного шара,

Вода занимает 70,8% общей поверхности планеты. На долю Мирового океана приходится 97% всех запасов вод­ных ресурсов. Большая часть пресных вод (70%) содержит­ся в ледниках и снежных покровах. На подземные воды при­ходится 23% запасов пресных вод, следовательно, доступ­ными для использования остаются всего только 7% пре­сных вод.

Основной проблемой в настоящее время является заг­рязнение пресных вод различными загрязнителями: пести­цидами и ядохимикатами, нефтью и нефтепродуктами, по­верхностно-активными веществами. Нарастающее загряз­нение водоемов и водостоков наблюдается во всех промыш­ленных странах.

Для России проблема охраны и использования водных ресурсов также является актуальной. Практически все по­верхностные воды загрязнены выше установленных норм (по отдельным загрязнителям ПДК (предельно допустимая концентрация) превышается в 5—40 раз).

Основными направлениями рационального использова­ния водных ресурсов являются: вторичное использований, применение новых технологий очистки, организационные мероприятия.

Вторичное использование воды применяется на про­мышленных предприятиях в различных технологических процессах.

Новые технологии очистки воды. В настоящее вре­мя применяются более совершенные методы очистки воды: физико-химические, биотехнологические.

К физико-химическим методам относятся: радиацион­ные, ионообменные, окислительно-восстановительные и другие методы очистки.

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 92; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!