Создавая полезную для себя продукцию, организуя быт, человек обязательно побочно создает отходы. Только небольшая часть из них после соответствующей переработки используется. Темпы накопления отходов постоянно нарастают. Огромная свалка, в которую превращается планета, может оставить людей без чистой питьевой воды (опасные для здоровья человека и природы вещества будут обязательно попадать в грунтовые воды), без достаточно чистого воздуха (процессы разложения и горения свалок будут отравлять воздух на больших территориях) и без плодородных земель (их площади окажутся занятыми или зараженными свалками). В настоящее время рост объемов промышленных и бытовых отходов значительно превышает возможности национального потенциала их обезвреживания, переработки и захоронения. Особые проблемы связанны с промышленными отходами.

Сокращение биологического разнообразия на планете.

Живые организмы, обитающие на Земле, представлены огромным разнообразием. Это разнообразие складывалось в течение длительного периода эволюции, формировалось в течение более 4 млрд. лет. Сейчас оно сокращается ускоренными темпами. Влияние человеческого общества на биосферу постоянно нарастает. Существование же людей на планете напрямую зависит от обеспеченности их различными продовольственными ресурсами, что в свою очередь связано с видовым разнообразием в биосфере.

Основными причинами сокращения биологического разнообразия являются:

Разрушение естественных экосистем в результате вырубки лесов, расширения пахотных и пастбищных площадей, строительства городов, прокладки дорог, каналов, других коммуникаций;

Рост населения планеты и развитие его хозяйственной деятельности; загрязнение атмосферы производственными выбросами;

Применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, вызывающее гибель насекомых, птиц, рыб, некоторых видов животных.

Сейчас темпы исчезновения отдельных биологических видов в 50- 100 раз превышают естественный показатель. Примерно четверти всех биологических видов животных и растений планеты угрожает исчезновение в ближайшие 20-30 лет. В каталоги внесены 14 млн. видов животных и растений, исчезнувших к настоящему времени. Лесные массивы ученые называют легкими планеты. Ежегодно гибнет более 11 млн. га леса. Значительная часть территории, на которой ранее росли леса, превращается в сельскохозяйственные земли низкого качества, которые не могут прокормить живущих на этих землях людей.

Для сохранения биологического разнообразия необходимо обеспечить:

Сохранение лесов;

Охрану водной и воздушной среды;

Защиту нетронутого еще человеком биологического богатства.

Сохранение отдельных видов флоры и фауны обеспечивается путем создания заповедных территорий, которые являются средой обитания животных и растений, нигде более не встречающихся. К таким центрам относятся озеро Байкал и Прибайкалье, юг Дальнего Востока, кавказский регион.

В рамках Программы защиты окружающей среды при ООН разработана Концепция о биоразнообразии. Цель данной концепции - информировать и убедить мировую общественность в том, что уничтожение биоресурсов угрожает самому существованию человека на Земле.

Кислотные осадки.

Загрязнение атмосферного воздуха газообразными выбросами промышленных предприятий и транспорта приводит к образованию кислотных осадков. Кислотные осадки - это дождь, снег, туман, имеющие повышенную кислотность из-за растворения в атмосферной влаге диоксида серы, оксидов азота и некоторых других химических веществ. Кислотные осадки обладают способностью переноситься ветром на огромные расстояния, даже через океаны. Установлено, что кислотность современных осадков более чем в 100 раз выше, чем это было 200 лет назад. Кислотные осадки снижают урожайность сельскохозяйственных культур, губят растительность, водных обитателей, разрушают здания, памятники старины. В Скандинавии от попадания кислотных осадков в озерные воды погибла фауна более чем двадцати тысяч озер. Принятые меры по прекращению попадания кислоты в озера привели только к частичному самовосстановлению флоры и фауны. Полностью возродить нарушенную экосистему там пока не удается.

В Западной Европе из-за кислотных осадков погибла половина лесов. У сохранившихся лесов резко снизился прирост. Гибель лесов наблюдается и в России. На нашу страну воздушными потоками переносятся вредные выбросы из Западной Европы. Значительные территории России находятся в зоне вечной мерзлоты. Эти территории можно рассматривать как зону аккумуляции европейских выбросов. Поэтому проблема кислотных осадков приобрела для России особую значимость. Наша страна заинтересована в принятии жестких и эффективных мер по сокращению выбросов подкисляющих веществ.

Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукции, которая утратила свои потребительские свойства. При этом вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые - считаются отбросами. Отходы могут быть самыми различными.

Количество бытовых отходов в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1-4%, а по массе - на 0,2-0,4% в год и в настоящее время составляет, кг/год: в благоустроенных зданиях - 160-190, в неблагоустроенных зданиях - 600-700.

Наибольшая часть из сотен миллионов тонн промышленных отходов образуется в угольной промышленности, предприятиями черной и цветной металлургии, тепловыми электростанциями, в промышленности строительных материалов.

В последние годы возросло количество опасных (токсичных) от ходов, которые способны вызывать отравление или иное поражение на существ. К ним относятся прежде всего различные ядохимикаты, не использованные в сельском хозяйстве, отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества и другие. В СПIА 41% твердых бытовых отходов (ТБО) классифицируют как «особо опасные», в Венгрии - 33,5%; в то время, как во Франции - 6%, Великобритании - 3%, а в Италии и Японии - только 0,3%.

В нашей стране накоплено около 80 млрд. т и ежегодно их количество увеличивается. К началу 1997 г. на предприятиях различных отраслей промышленности скопилось более 1,4 млрд. т только токсичных отходов. В 1995-1997 гг. ежегодное образование токсичных отходов достигло при мерно 90 млн. т. В целом по России количество опасных отходов составляет около 10% от всей массы ТБО.

Острым является вопрос о так называемых химических «ловушках» - давно забытых захоронениях опасных отходов, на которых построили жилые дома и другие объекты. Они со временем дают о себе знать, в частности появлением необычных заболеваний среди местного населения. Учет подобных захоронений в США показал, что имеется в наличии не менее 32 тыс. потенциально опасных; в ФРГ выявлено около 50 тыс. таких участков, в Нидерландах — 4000. Химическими ловушками могут быть и более 80 мест ядерных взрывов под землей, проведенных в интересах экономики на территории России.

Транспортирование отходов

Надлежащая организация сбора и транспортировки отходов может внести большой вклад в оздоровление окружающей природной среды. В США, где норма накопления твердых бытовых отходов в 2-3 раза выше, чем у нас, на их удаление и обезвреживание расходуется около 10 млрд долларов в год, причем больше половины этих средств идет на сбор и транспортировку.

Промышленные отходы обычно удаляются самими предприятиями в специальные места захоронения или на общие свалки, куда поступают твердые бытовые отходы (мусор) из городов и поселков.

Твердые бытовые отходы (ТБО) по мусоропроводам зданий собираются в специальные камеры и далее в мусоровозы. При отсутствии последних мусор собирается в специальные контейнеры. Во многих городах организуется сбор мусора от населения непосредственно в мусоровозы. Очевидно, что эти методы несовершенны, не обеспечивают надлежащей санитарии и гигиены, поскольку камеры и контейнеры являются рассадниками насекомых и грызунов и источниками неприятных запахов.

В ряде стран, например в Швеции, применяют пневматический транспорт для удаления мусора из мусоропроводов по подземным каналам до станции переработки, которая обслуживает несколько зданий. Здесь мусор прессуют для уменьшения объема и перегружают в мусоровозы. Впервые в Москве такая станция стала работать в жилом районе Чертаново.

В некоторых странах применяется сплав в канализацию дробленных отходов из квартир, домов гостиниц и т.п. Для этого у раковин устанавливаются механические дробилки, из которых измельченный мусор вместе со сточной водой удаляется в канализацию, где он обезвреживается в специальных очистных установках. Указанный метод имеет большие преимущества перед вывозной системой, поскольку позволяет удалять быстро разлагающуюся часть отходов сразу же после образования. Эксплуатируются также системы удаления мусора, в которых его пневматическая транспортировка сочетается с дроблением и сплавом в канализацию.

Однако в подавляющем большинстве случаев ТБО вывозятся пока еще на так называемые неконтролируемые свалки, которые представляют собой специально отведенные в пригородах отгороженные участки. С позиции охраны природы такие свалки не выдерживают никакой критики. Вредные вещества, например из пищевых отходов, вымываются, загрязняя тем самым водоемы и подземные воды. Кроме того, отходы подвергаются процессу гниения, часто загораются, в результате чего происходит загрязнение воздушной среды.

В связи с вышеизложенным представляется необходимым упомянуть о так называемых диоксинсодержащих отходах, которые образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками, при обезвреживании воды хлорированием, при производстве пестицидов.

Диоксины, относящиеся к классу хлоруглеводородов, являются самыми токсичными из синтезированных человеком веществ. Характеризуясь мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксичкеским (отравление плода или внутриутробное отравление эмбриона) действием, они подавляют иммунную систему человека, вызывая тем самым «диоксиновый СПИД». При получении человеком высоких доз (например, при вдыхании аэрозолей, через продукты питания) диоксины вызывают постепенное истощение и последующую смерть без наличия при этом явно выраженных патологических симптомов («синдром изнурения»). Важно указать, что биологическое действие диоксинов проявляется уже в исключительно низких дозах.

В России первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение природной среды зафиксировано в 1991 г. в районе г. Уфы. Было обнаружено, что содержание диоксинов в водах р. Уфа более чем в 50 тыс. раз превысило их ПДК. Причиной загрязнения воды стало поступление фильтрата из уфимской городской свалки промышленных и бытовых отходов. Как следствие, количество диоксинов в крови, жировой ткани и грудном молоке многих жителей Уфы и Стерлитамака увеличилось в 4-10 раз по сравнению с допустимым уровнем.

Для транспортирования опасных отходов необходимо соблюдение следующих условий: наличие паспорта опасных отходов, наличие специально оборудованных и снабженных специальными знаками транспортных средств, соблюдение требований безопасности к транспортированию опасных отходов на транспортных средствах, наличие документации с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места назначения.

Полигоны для твердых бытовых отходов

В целях снижения загрязнения окружающей природной среды вместо неконтролируемых свалок строят полигоны для твердых отходов, которые эксплуатируются во многих городах России. Для них обычно выбирают место в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение 20-25 лет и более. Основание выбранной площадки делают в виде большого корыта глубиной 1,5 м и более для скапливания в нем фильтрата. Если глинистого грунта нет и основание для полигона приходится делать в водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины толщиной 0,5 м. В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и уплотняют бульдозерами послойно до 2-метровой высоты. На следующий день отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. Такая изоляция и последующее уплотнение грунта препятствуют загрязнению воздушной среды, а также распространению насекомых и грызунов.

В целях снижения площади полигон загружают послойно до высоты 60 м и более. После заполнения полигона поверхность последнего покрывают растительным грунтом.

Рассмотрим проблемы, связанные с захоронением ТБО в так называемых могильниках. В их число входят: 1) вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод; 2) образование метана; 3) просадка грунта.

Наиболее серьезной из перечисленных является первая проблема. По мере просачивания воды сквозь любой материал в ней растворяются и с ней выносятся различные химические вещества. Такая вода, проходя через отходы, образует особенно ядовитый фильтрат: в нем наряду с остатками разлагающейся органики присутствуют железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавых банок, негодных батареек и электроприборов, а также красители, пестициды, моющие средства и другие химикаты. Этот ядовитый раствор поступает в подземные водоносные горизонты, и оттуда вредные вещества могут попасть и в питьевые воды.

Образование метана - это вторая проблема. Так как у захороненного мусора практически нет доступа к кислороду, его разложение идет анаэробно, при этом образуется легковоспламеняющейся метан. В ряде городов указанную проблему решают путем устройства на месте свалок «газовых скважин», перехватывающих образующийся метан, который можно впоследствии использовать как топливо или для других целей.

Наконец с течением времени по мере разложения отходы проседают. При этом образуются неглубокие впадины, в них скапливается вода и весь участок впоследствии превращается в болото с ядовитой водой. Для периодического контроля за качеством грунтовых вод по периметру свалки устраиваются так называемые мониторинговые колоды.

Компостирование твердых отходов

Компостами называют органические удобрения, получаемые в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз. Навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ.

Ныне признается, что компостирование - вполне рациональный способ ликвидации определенных отходов, почти не оказывающий вредного воздействия на окружающую среду. Однако при переработке отходов, содержащих металлы, последние могут накапливаться в компосте в больших количествах, поэтому их стараются заблаговременно удалять. Признается целесообразным осуществлять совместное обезвреживание и переработку ТБО и осадка СВ. такая технология способствует насыщению компоста разнообразной полезной для почвы микрофлорой и микроэлементами и позволяет поддерживать биотермический процесс в оптимальном режиме. При этом гибнет большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух.

Сжигание твердых отходов

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях, которые имеют паровые или водогрейне котлы со специальными топками, а перед выбросом в атмосферу газы следует очищать, например с помощью электрических фильтров.

На ряде зарубежных мусоросжигающих заводов применена двухстадийная очистка отходящих газов, которая позволяет извлекать более 10 вредных компонентов. При этом производится предварительная сортировка ТБО, что способствует резкому снижению вредных веществ в газах и шлаках.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно должно рассматриваться как пройденный этап использования ТБО.

Получение биогаза

Органические отходы, могут стать источником дешевой и, что важно, возобновляемой энергии. Для этого необходимо получить так называемый биогаз.

Биогаз производят способом, который называют «метановым сбраживанием» в анаэробных условиях, т.е. без доступа воздуха. Этот процесс осуществляется в результате жизнедеятельности двух групп микроорганизмов, которые действуют в два этапа. Вначале в работу включаются кислотообразующие бактерии, расщепляющие сложные органические вещества до более простых. Вследствие их деятельности образуются жирные кислоты, спирты, водород, оксид углерода и ряд других веществ. Они служат источником питания для другой группы микробов - метанобразующих бактерий, вступающих в «работу» на второй стадии. Бактерии из этой группы превращают продукты, которые образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода и др.

С целью создания надлежащих условий жизнедеятельности бактерий строят специальные бродильные камеры - биореакторы. В них поддерживают определенный температурный режим, давление, кислотность среды, а также следят за тем, чтобы в реактор не поступал кислород из атмосферы.

Получение биогаза из органических отходов привлекает внимание в связи с энергетически кризисом. Ныне в мире эксплуатируется более 8 млн установок для получения биогаза, в том числе промышленных. Перспективно получении биогаза при переработке животноводческих стоков.

Обращение с токсичными промышленными отходами

Главным направлением в устранении или снижении вредного воздействия на окружающую среду токсичных отходов промышленности является их повторное использование в производственных циклах, то есть организация малоотходных производств. Тем не менее для нейтрализации таких отходов часто устраивают специальные сооружения, которые могут находиться как в пределах территории самого предприятия, так и вне его. В последнем случае токсичные промышленные отходы могут складироваться, перерабатываться и нейтрализовываться централизованно на полигонах и станциях переработки и нейтрализации.

Полигоны устраивают двух видов: для обезвреживания одного вида отходов только захоронением или химическим способом, а также комплексные. Во втором случае территорию полигона разделяют на зоны приема и захоронения твердых несгораемых отходов: приема и захоронения жидких химических отходов и осадков и осадков сточных вод, не подлежащих утилизации: захоронения особо вредных отходов; огневого уничтожения горючих отходов.

Запрещается размещать полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов в заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, на землях, занятых лесами или предназначенных для лесоразведения, в зонах санитарной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста и т.п.

Вокруг полигона устраивают санитарно-защитную зону (СЗЗ), отделяющую их от населенных пунктов и открытых водоемов, объектов, используемых в культурно-оздоровительных целях. Величина СЗЗ устанавливается с учетом конкретных условий, но не может быть менее 3000 м.

Размещение токсичных промышленных отходов под землей является пока одним из наиболее перспективных способов избавления от тех из них, которые не могут быть утилизированы или полностью уничтожены путем сжигания, а при накоплении их на земной поверхности представляют реальную опасность для биосферы. Подземное размещение промышленных отходов должно производиться при соблюдении ограничений, относящихся к выбору места для создания подземных и заглубленных хранилищ (первая группа) и к их проектированию, строительству и эксплуатации (вторая группа).

При оценке способов захоронения промышленных отходов следует учитывать важное в экономическом отношении обстоятельство. Если современный технический уровень не позволяет немедленно утилизировать те или иные отходы, то в будущем, по мере развития уки и техники, указанные отходы могут быть переработаны в полезные компоненты. Поэтому наряду с традиционно рассматриваемым длительным захоронением промышленных отходов представляется актуальным временное хранение перспективных отходов производства в заглубленных и подземных хранилищах естественного и искусственного происхождения. Для этих целей можно использовать существующее выработанное пространство рудников, шахт, карьеров, подземные полости нефтяных и газовых месторождений, карстовые полости. Для сбора сведений о местах складирования, хранения и захоронения отходов производства и потребления проводится их инвентаризация.

Организация безотходных (малоотходных) производств

Применение традиционных технологий переработки сырья, в результате которых образуются разнообразные отходы, предусматривающих последующие очистку отходящих газов и сточных вод и утилизацию твердых отходов, крайне неэффективно не только с точки зрения экологии, но и экономики. Очистные сооружения очень дороги, их работа требует огромных затрат энергии и реагентов, которые на некоторых производствах достигают 20-40% суммарных капиталовложений, а расходы на обезвреживание и переработку отходов составляют 8-10%.

Отсюда вытекает необходимость реализации принципиально нового подхода к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший не совсем правильное название «безотходная технология», основой которого является цикличность материальных потоков, подсказан самой природой. Идея многократного, циклического, экономного использования материальных ресурсов активно реализуется во многих развитых странах. Крайне нерационально используются в нашей стране лесные богатства (из доставленных на предприятия 1000 м 3 древесины мы получаем лишь 27,3 т бумаги, в то время как в США - 137 т).

Повторное использование материальных ресурсов исключительно важно с точки зрения сохранения или продления времени использования запасов важнейших руд. Для их количественной оценки используют индексы исчерпания ресурсов, которые характеризуют расходование имеющихся мировых запасов руд с учетом ежегодного прироста темпов их использования. Подсчитано, например, что если запасы металлов возрастут даже в 10 раз, то обеспеченность сырьем увеличится всего в 2,5-3 раза. Следовательно, для рационального развития экономики, определяющего, в свою очередь, устойчивое развитие любой страны, необходимы планомерное, целенаправленное повышение роли вторичных ресурсов и организация технологического круговорота веществ.

Понятие «безотходная технология» есть не только чисто технологический процесс, в широком смысле это и совокупность организационных и управленческих мероприятий, проектных и научно-исследовательских работ. Оно обязательно должно охватывать и сферу потребления продукции, которая после утраты своих потребительских свойств могла бы быть возвращена в производство или, в крайнем случае, переведена в экологически безопасную форму.

Вполне очевидно, что создание безотходных производств - длительный и дорогостоящий процесс. Поэтому в качестве промежуточного этапа выступает малоотходное производство, при котором его отрицательное воздействие на природную среду не превышает уровень, допускаемый санитарно-гигиеническими нормами. При этом если образуются неутилизируемые отходы, они направляются на длительное экологически безопасное хранение или захоронение.

Анализ шлаков московского мусоросжигательного завода №1 показал, что на свалки бытового мусора Москвы вывозится: молибдена - 8,3 т, кобальта -11,4 т, ванадия - 12,4 т, серебра 27,6 т, никеля - 75 т, сурьмы - 115 т, олова 244 т, фтора - 353 т, хрома 689 т, свинца - 1573 т, меди 2180 т, цинка - 6762 т. Это количество элементов эквивалентно ежегодно извлекаемому из довольно крупного месторождения.

Отходы можно сортировать либо непосредственно на месте их получения, либо после сбора на специальных установках. В первом случае необходимы совместные усилия жителей, воспитание у них «культуры чистоты»; однако этот способ весьма экономичный, так как труд «добровольный». В определенном месте устанавливаются мусорные контейнеры различного цвета, каждый из которых предназначен для определенного вида отходов - пластмассы, металлов, стекла и т.д. Эти контейнеры опорожняются (не смешиваясь) в особые грузовики - мусоровозы и отправляются на переработку. По мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и входа вторичных отходов.

В развитие концепции РВТ А. Семенов и И. Максимов (1995) предложили создать экозащитные системы нового поколения - многопрофильные комбинаты «Экополигон», способные перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80 % отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавливается качество ОПС путем санирования старых салок и других мер. Данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория торфно-энергетического функционирования экосистем и круговорота веществ, позволяет: использовать экологически безопасные технологические процессы; исключить прямое сжигание органических веществ; обеспечить совместимость конечных продуктов с биосферой и включение их в круговорот веществ в природе; возместить издержки производства за счет использования вторичных ресурсов, отдельных видов промышленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба ОПС.

В мире ежегодно образуется более 25 млрд. т твердых отходов, в том числе более 300 млн. т вредных и особо токсичных отходов. 95 % этих отходов попадает на свалки, число которых постоянно увеличивается. Накопление значительного количества твердых отходов во многих отраслях промышленности обусловлено существующим уровнем промышленных технологий (многие технологии предусматривают использование не более 8-10 % сырья).

В России к настоящему времени накопилось более 80 млрд. т отходов производства, ежегодно накапливается свыше 130 млн. т ТБО, помимо этого образуется порядка 40 млн. т осадков сточных вод. Любая свалка является источником повышенной экологической и санитарно-эпидемиологической опасности: происходит загрязнение атмосферного воздуха и почвы, отравление грунтовых вод, уничтожение растительного покрова.

Сокращение биологического разнообразия на планете

Биологическое разнообразие – это множество генов, видов и экосистем, в совокупности образующих природу. Разнообразие живых организмов, сложившиеся в ходе эволюции, является важнейшей особенностью биосферы. В настоящее время биологическое разнообразие сокращается ускоренными темпами. С увеличением населения планеты и ростом темпов хозяйственной деятельности используется все большее количество природных ресурсов: происходит вырубка лесов, добыча полезных ископаемых. Ученые прогнозируют исчезновение порядка 40 % лесов и 20 % видов животных уже к 2010 году. Известно, что каждый вымерший вид увлекает за собой 7-11 других связанных с ним видов.

Создавая полезную для себя продукцию, организуя быт, человек обязательно побочно создает отходы. Только небольшая часть из них после соответствующей переработки используется. Темпы накопле-
267
ния отходов постоянно нарастают. Огромная свалка, в которую превращается планета, может оставить людей без чистой питьевой воды (опасные для здоровья человека и природы вещества будут обязательно попадать в грунтовые воды), без достаточно чистого воздуха (процессы разложения и горения свалок будут отравлять воздух на больших территориях) и без плодородных земель (их площади окажутся занятыми или зараженными свалками). В настоящее время рост объемов промышленных и бытовых отходов значительно превышает возможности национального потенциала их обезвреживания, переработки и захоронения. Особые проблемы связанны с промышленными отходами (подробнее об этом см. п. 4.6).

1. Сокращение биологического разнообразия на планете

Живые организмы, обитающие на Земле, представлены огромным разнообразием. Это разнообразие складывалось в течение длительного периода эволюции, формировалось в течение более 4 млрд. лет. Сейчас оно сокращается ускоренными темпами. Влияние человеческого общества на биосферу постоянно нарастает. Существование же людей на планете напрямую зависит от обеспеченности их различными продовольственными ресурсами, что в свою очередь связано с видовым разнообразием в биосфере.
Основными причинами сокращения биологического разнообразия являются:

• разрушение естественных экосистем в результате вырубки лесов, расширения пахотных и пастбищных площадей, строительства городов, прокладки дорог, каналов, других коммуникаций;
• рост населения планеты и развитие его хозяйственной деятельности; загрязнение атмосферы производственными выбросами;
• применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, вызывающее гибель насекомых, птиц, рыб, некоторых видов животных.

Сейчас темпы исчезновения отдельных биологических видов в 50- 100 раз превышают естественный показатель. Примерно четверти всех биологических видов животных и растений планеты угрожает исчезновение в ближайшие 20-30 лет. В каталоги внесены 14 млн. видов животных и растений, исчезнувших к настоящему времени.
Лесные массивы ученые называют легкими планеты. Ежегодно гибнет более 11 млн. га леса. Значительная часть территории, на которой ранее росли леса, превращается в сельскохозяйственные зем-
268
ли низкого качества, которые не могут прокормить живущих на этих землях людей.
Для сохранения биологического разнообразия необходимо обеспечить:

• сохранение лесов;
• охрану водной и воздушной среды;
• защиту нетронутого еще человеком биологического богатства.

Сохранение отдельных видов флоры и фауны обеспечивается путем создания заповедных территорий, которые являются средой обитания животных и растений, нигде более не встречающихся. К таким центрам относятся озеро Байкал и Прибайкалье, юг Дальнего Востока, кавказский регион.
В рамках Программы защиты окружающей среды при ООН разработана Концепция о биоразнообразии. Цель данной концепции - информировать и убедить мировую общественность в том, что уничтожение биоресурсов угрожает самому существованию человека на Земле.

1. Кислотные осадки

Загрязнение атмосферного воздуха газообразными выбросами промышленных предприятий и транспорта приводит к образованию кислотных осадков.
Кислотные осадки - это дождь, снег, туман, имеющие повышенную кислотность из-за растворения в атмосферной влаге диоксида серы, оксидов азота и некоторых других химических веществ. Кислотные осадки обладают способностью переноситься ветром на огромные расстояния, даже через океаны. Установлено, что кислотность современных осадков более чем в 100 раз выше, чем это было 200 лет назад.
Кислотные осадки снижают урожайность сельскохозяйственных культур, губят растительность, водных обитателей, разрушают здания, памятники старины. В Скандинавии от попадания кислотных осадков в озерные воды погибла фауна более чем двадцати тысяч озер. Принятые меры по прекращению попадания кислоты в озера привели только к частичному самовосстановлению флоры и фауны. Полностью возродить нарушенную экосистему там пока не удается.
В Западной Европе из-за кислотных осадков погибла половина лесов. У сохранившихся лесов резко снизился прирост. Гибель лесов наблюдается и в России. На нашу страну воздушными потоками переносятся вредные выбросы из Западной Европы. Значительные территории России находятся в зоне вечной мерзлоты. Эти территории можно рассматривать как зону аккумуляции европейских выбросов. Поэтому проблема кислотных осадков приобрела для России особую значимость. Наша страна заинтересована в принятии жестких и эффективных мер по сокращению выбросов подкисляющих веществ.

Рассмотрим конкретное влияние человека на географическую оболочку Земли:

1) Изменения в атмосфере; влияние на жизнь животных и растений суши.

Антропогенное загрязнение атмосферы приводит к глобальному изменению. Загрязнения атмосферы поступают в виде аэрозолей и газообразных веществ.

Главные источники аэрозолей - промышленность строительных материалов, производство цемента, открытая добыча угля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолей, антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет 60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественного происхождения (пыльные бури, вулканы).

Большую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых приходится 80-90% всех антропогенных выбросов. Это соединения углерода, серы и азота. Соединения углерода, прежде всего углекислый газ сам по себе не ядовит, но с накоплением его связана опасность такого глобального процесса как "парниковый эффект". Кроме того выбрасывается угарный газ, в основном двигателями внутреннего сгорания.

Соединения азота представлены ядовитыми газами - окисью и перекисью азота. Они так же образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, при работе теплоэлектростанций, при сжигании твердых отходов.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение атмосферы соединениями серы, и прежде всего сернистым газом. Соединения серы выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное.

С попаданием в атмосферу соединений серы и азота непосредственно связано выпадение кислотных дождей. Механизм их образования очень прост. Двуокись серы и окислы азота в воздухе соединяются с парами воды. Затем вместе с дождями, туманами они выпадают на землю в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуют высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетают их флору и фауну, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни - от рыб до микроорганизмов. Большой вред кислотные дожди наносят и различным конструкциям (мостам, памятникам и т.д.).

Эти отрицательные воздействия глобального масштаба усугубляются процессами опустынивания и вырубки лесов. Главный фактор опустынивания - это деятельность самого человека. Среди антропогенных причин - избыточный выпас скота, вырубка лесов, чрезмерная и неправильная эксплуатация земель. Ученые подсчитали, что общая площадь антропогенных пустынь превысила площадь естественных. Вот почему опустынивание относят к числу глобальных процессов.

Продолжающееся накопление на поверхности суши ядовитых и радиоактивных веществ, бытового мусора и промышленных отходов (особенно неразлагающихся пластмасс), возникновение в них вторичных химических реакций с образованием токсичных веществ. Загрязнение ближайшего космического пространства и его замусоривание.

Опустынивание планеты, расширение уже существующих пустынь и углубление самого процесса опустынивания. Сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к уменьшению количества кислорода и исчезновению видов животных и растений.

Действие человека как экологического фактора в природе огромно и чрезвычайно многообразно. В настоящее время ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного и всеобщего влияния, как человек, хотя это наиболее молодой фактор из всех действующих на природу.

Изменения коснулись как растительного и животного мира, так и микрофлоры и микрофауны, изменились многие звенья в цепях питания.

Пятнадцать процентов видов позвоночных животных, обитающих в России и четыре процента произрастающих в ней видов высших растений считаются редкими или находятся под угрозой исчезновения. Наиболее опасна для них утрата мест обитания. Среди других угроз – нелегальная торговля, загрязнение среды, изменение климата, нерациональное использование природных ресурсов.

В связи с изменением климатических условий на планете виды живых организмов постоянно изменяются: появляются новые, более приспособленные, а старые вымирают. Вмешательство человека в природу добавило этот урон, вымирание ускорилось в 100, если не тысячу раз. Уже вымерло множество видов животных и растений - и этот процесс продолжается. По данным Всемирного союза охраны природы (World Conservation Union) на 2008 год за последние 500 лет полностью вымерло 844 вида животных.

Чаще всего вымирали эндемичные виды долгое время существовавшие изолированно, часто почти не имевшие врагов и утратившие многие защитные приспособления (быстрая реакция, осторожность, у птиц - умение летать и прочее). Часто причиной вымирания таких видов было не прямое истребление, а завезённые человеком намеренно (кошки, собаки) или нечаянно (крысы) хищники, либо необходимость очистки земель под пастбища.

Дронт. Утратившая способность летать птица размером с индюка (около метра), относившаяся к семейству голубиных. Обитала на острове Маврикий. Европейские колонисты истребляли её из-за вкусного мяса, а привезённые моряками свиньи, кошки и обезьяны разоряли гнёзда дронтов, располагавшиеся на земле. В 1680 году была убита последняя птица. По легенде, её ещё птенцом обнаружила девочка, дочь колониста, и тайно выходила. Родители, случайно узнав о питомце дочери, посчитали такое отношение к птице странным, и, несмотря на протесты девочки, убили последнего дронта. Дронт фигурирует в книге Льюиса Кэррола «Алиса в стране Чудес».

Каролинский попугай. Вымер вследствие беспощадного уничтожения охотниками. Непрекращающиеся преследования особей объяснялись вредом, наносимым этими попугаями полям и плодовым деревьям. В зоопарке Цинциннати оставались две последние особи. Диких птиц последний раз видели в 1926 году во Флориде, в окрестностях озера Окичоби, а слухи о встречах каролинских попугаев распространялись в штатах Флорида, Алабама, Джорджия до 1938 года.

Стеллерова корова. Печальная известность досталась и двум видам, открытым и описанным русским зоологом Стеллером, в ходе экспедиции Витуса Беринга. Это морская или стеллерова корова и стеллеров баклан.

Морская корова - млекопитающее отряда сирен, во многом напоминала ламантина и дюгоня, но была много крупнее их. Большие стада этих животных, плавали у самой поверхности воды, кормясь морской капустой (ламинарией), из-за чего животное и было названо морской коровой. Животное было очень любопытно и не боялось людей, а наоборот подпускало их к себе слишком близко. Мясо её, которое было очень вкусным и не пахло рыбой, активно употреблялось в пищу. Стеллерова корова была истреблена полностью всего за 30 лет. Правда, отдельные свидетельства моряков, якобы заметивших несколько морских коров приходили до 1970-х годов и, возможно, позже.

Баклан Стеллера (очковый баклан) был более 70 см в высоту, не умел летать и двигался, как пингвин. Мясо стеллерова баклана не уступало мясу морской коровы. Поскольку бакланы не умели летать, и могли спастись от опасности только в воде, команды проходящих судов легко ловили их, живыми набивали трюмы кораблей и везли на продажу. По дороге часть птиц гибла, часть употреблялась в пищу самой командой, и только 200 птиц из тысячи продавались. Последнюю пару бакланов видели в 1912 году.

Фолклендская лисица или антарктический волк - была единственным аборигенным наземным млекопитающим Фолклендских островов. Все сведения об этом виде основаны на немногочисленных музейных экспонатах и сообщениях путешественников, посещавших Фолкленды. Фолклендская лисица имела высоту в холке 60 см, рыжевато-коричневый мех, чёрные уши, белый кончик хвоста и светлое брюхо.

Существует предположение, что на острова фолклендская лисица попала в полуодомашненном состоянии вместе с древними переселенцами, которые позднее вымерли или покинули Фолкленды. Вероятно, это произошло в начале голоцена.

Эпиорнис. К эпиорнисовым относятся одни из самых крупных птиц. Aepyornis maximus достигал 3 м в высоту и массы порядка 500 кг, их яйца - 34 см в длину при объеме до 8-9 л., что в 160 раз превосходит размеры куриного яйца. Последние эпиорнисовые были уничтожены человеком на рубеже XVII-XVIII веков.

Несмотря на то, что слоновые птицы давно вымерли, сохранилось достаточное количество их нетронутых яиц. Их продолжают находить и до сих пор. Некоторые яйца выставлены в палеонтологических музеях вместе с найденными скелетами птиц.

Странствующий голубь. История этих, вымерших на данный момент птиц, очень показательна. 200 лет назад это была одна из наиболее обычных птиц Северной Америки. Многие литературные источники того времени доносят информацию о миллиардах странствующих голубей, которые могли на несколько минут затмить своими телами Солнце - так многочисленны они были.

Как могло случить так, что эти голуби были уничтожены? Да очень просто - их мясо довольно вкусно, а поскольку количество этих голубей практически не поддавалось исчислению, на них стали массово охотиться - ведь это дешевая и вкусная пища для бедных людей и рабов. Так все они были уничтожены, а последний странствующих голубь, Марта, умер первого сентября 1914 года в Цинцинати, Огайо. Всего за сто лет чрезвычайно многочисленный вид был уничтожен.

Тетерев вересковый - вымерший подвид большого степного тетерева из отряда курообразных. Вересковые тетерева населяли равнины Новой Англии до 1932 года и были размером с курицу. Они являлись родственниками степного и лугового тетерева, которые обитают в Северной Америке. Вересковые тетерева имели маленький мозг и замедленную реакцию. Питались семенами.

На вересковых тетеревов нападали ястребы и другие хищные птицы. Люди завозили с собой тяжёлые инфекционные заболевания, губившие тетеревов и питались их мясом. Также, естественная среда обитания исчезала из-за распашки земель и пожаров. Они полностью исчезли с материка, хотя примерно 200 особей осталось на острове Мартас-Винъярд. Но к 1896 году количество вересковых тетеревов снизилось до 100, а ещё через несколько лет до 50.

Сумчатый волк , или тилацин - вымершее сумчатое млекопитающее, единственный представитель семейства тилациновых. Также был известен как «тасманский волк» и «сумчатый тигр». Впервые его описание было опубликовано в трудах лондонского Линнеевского общества в 1808 г. натуралистом-любителем Харрисом. Научное название вида в переводе означает «сумчатая собака с волчьей головой». Тилацин был самым крупным из хищных сумчатых. Сходство его облика и повадок с волчьими - пример конвергентной эволюции, а от ближайших родственников, хищных сумчатых, он резко отличался и размерами, и формой тела.

Волосяной покров короткий, густой и грубый, с серо-жёлто-бурой спиной, покрытой 13-19 тёмно-бурыми поперечными полосами, идущими от плеч до основания хвоста, и с более светлым брюхом. Уши - короткие, закруглённые, стоячие. В отличие от настоящих волков резцов восемь, а не шесть, и в костном небе черепа слишком большая щель. Удлиненная пасть могла открываться очень широко, на 120 градусов: когда животное зевало, его челюсти образовывали почти прямую линию. Изогнутые задние лапы делали возможной специфическую скачущую походку и даже прыжки на носках, похожие на прыжки кенгуру. Сумка тилацина, подобно сумке тасманского дьявола, была образована складкой кожи, открывавшейся назад и прикрывающей две пары сосков. В неволе тилацины не размножались. Продолжительность жизни в неволе составляла более 8 лет.

Квагга, обитавшая на юге Африки, относится к отряду непарнокопытных. Спереди она имела полосатую расцветку, как у зебры, сзади - гнедой окрас лошади. Буры истребляли кваггу ради её прочной шкуры. Квагга - едва ли не единственное из вымерших животных, представители которого были приручены человеком и использовались для охраны стад. Они намного раньше домашних овец, коров, кур замечали приближение хищников, и предупреждали владельцев громким криком «куаха», от которого получили своё название. Последняя квагга была убита в 1878 году.

Байцзи - китайский речной дельфин. Похоже на то, что китайский речной дельфин байцзи, обитавший в лучшие времена в водах реки Янцзы, вымер. Международная экспедиция, отправленная на поиски этого млекопитающего в 2006 году, вернулась ни с чем через месяц после начала поисков.

Хорошо известно, что в 1980-х в Янцзы жило около 400 особей этого вида. В 1997 году ученые, после целенаправленного поиска, смогли 13 раз наблюдать представителей этой разновидности - плюс есть свидетельства рыбаков, утверждающих, что видели дельфина в 2004 году.

«Мы должны принять тот факт, что байцзи вымерли и мы потеряли эту разновидность, - рассказал один из руководителей экспедиции Август Пфлюгер (August Pfluger). - Это трагедия, это потеря не только для Китая, но и для всего мира. Нам всем невероятно грустно».

Причиной вымирания дельфина ученые называют все возрастающее загрязнение воды, и постоянная загруженность Янцзы грузовыми судами.

Золотая лягушка. Этот вид амфибий был обнаружен только в 1966 году герпетологом Джеем Севиджем. А вот последняя запись, касающаяся наблюдения золотой лягушки, относится к 1989 году. Эти амфибии неплохо себя чувствовали в дождевых лесах вокруг Монтеверде, Коста-Рика.

Причиной вымирания лягушки снова стал человек - на этот раз косвенно. Напрямую никто не охотился и не уничтожал золотую лягушку - ученые считают, что этот вид вымер в результате глобального потепления, не вынеся повышенной температуры. Золотая лягушка могла существовать только в очень узком диапазоне температур, и как только температура начала подниматься, этот вид вымер.

Мамонт. Вымер около 10 тыс. лет назад во время последнего ледникового периода. По мнению многих учёных, существенную или даже решающую роль в этом вымирании сыграли охотники верхнего палеолита. В середине 1990-х годов в журнале «Nature» можно было прочесть о сделанном на острове Врангеля потрясающем открытии. Сотрудник заповедника Сергей Вартанян обнаружил на острове останки мамонтов, возраст которых был определён от 7 до 3,5 тысяч (!) лет. Впоследствии обнаружилось, что эти останки принадлежат особому сравнительно мелкому подвиду, который населял остров Врангеля во времена, когда уже давно стояли египетские пирамиды, и который исчез только в царствование Тутанхамона и расцвета микенской цивилизации.

Сумчатый саблезубый тигр , или тилакосмил - сумчатое животное, обитавшее в миоцене на территории Южной Америки. Вымерло в конце плиоцена, вероятно, не выдержав конкуренции с первыми саблезубыми кошками.

Достигал размеров ягуара, тело длинное, ноги мощные и довольно короткие, полустопоходящие. Охотился, вероятно, на крупных млекопитающих (например, токсодонов). Не является родственником саблезубых тигров из семейства кошачьих (отряд хищных из плацентарных млекопитающих), а представляет собой пример конвергентной эволюции. Тилакосмил - один из любимых персонажей криптозоологов. Слухи о полуводном саблезубом хищнике (не похожем на кошачьих) циркулируют в Южной Америке и, как ни странно, в Африке.

Но не все виды вымирают, некоторые также научились приспосабливаться.

Появление сорняков, придорожных растений, амбарных вредителей и других подобных им является следствием приспособления организмов к человеческой деятельности в природе. Появились организмы, частично или полностью утратившие связь со свободной природой. Многие местные виды приспосабливаются не только к жизни в условиях агроценозов, но и вырабатывают особые приспособительные черты строения, приобретают ритмы развития, которые соответствуют условиям жизни на обрабатываемых территориях, способные выдерживать уборку урожая, различные агротехнические мероприятия (систему обработки почв, севообороты), химические средства борьбы с вредителями.

В ответ на химические обработки посевов, проводимые человеком, у многих организмов появилась устойчивость к различным инсектицидам, обусловленная появлением особых, видоизмененных по химическому составу липоидов. Способностью жировой ткани растворять и накапливать в себе значительное количество яда, а также и в связи с усилением ферментативных реакций в обмене веществ, способностью превращать ядовитые вещества в нейтральные или неядовитые. К приспособлениям у организмов, связанных с деятельностью человека, относятся сезонные миграции синиц из леса в город и обратно. Зимой в городах эти птицы с поразительной тщательностью и регулярностью обследуют одно окно жилого дома за другим. В поисках корма сдирают клювом бумажную упаковку с коробок, пакетов и других предметов, по внешнему виду далеких от «привычных» кормовых объектов, встречающихся им в условиях леса.

Примером влияния антропогенного фактора служит и способность скворцов занимать под гнезда скворечники. Скворцы отдают предпочтение искусственным домикам и в том случае, когда рядом на дереве имеется дупло.

И таких примеров много, все они свидетельствуют о том, что влияние человека на природу является мощным экологическим фактором.

2) Воздействия на гидросферу. Загрязнение мирового океана.

Рассмотрим примеры антропогенного воздействия на уровне нашей страны. Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам пресной воды. И учитывая, что общие ресурсы пресной воды составляют от общего объема гидросферы Земли всего 2-2,5%, становится ясно, каким богатством мы обладаем. Главную опасность для этих ресурсов представляет загрязнение гидросферы. Основные запасы пресной воды сосредоточены в озерах, площадь которых в нашей стране больше территории Великобритании. В одном только Байкале находится примерно 20% мировых запасов пресной воды.

Существует три вида загрязнения водной среды:

Физическое (прежде всего тепловое),

Химическое,

Биологическое.

Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей ("цветению" воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения.

Химическое загрязнение гидросферы возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Примером служит сброс в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступает промышленность и транспорт.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний. От таких загрязнений пострадал и Байкал, и Волга, и многие большие и малые реки России. Отравление рек и морей отходами промышленности, сельского хозяйства приводят еще к одной беде - уменьшению поступления в морскую воду кислорода и как следствие отравление морской воды сероводородом. Примером может служить Черное море. В нём существует установившийся режим обмена поверхности и глубинных вод, который препятствует проникновению в глубину кислорода. В результате на глубине накапливается сероводород. В последнее время ситуация в Черном море резко ухудшилась и не только из-за постепенного нарушения равновесия между сероводородными и кислородными водами, идет нарушение гидрологического режима после строительства плотин на реках, впадающих в Черное море, так и из-за загрязнения прибрежных вод отходами промышленности и сточными водами.

Остро стоят проблемы химического загрязнения водоемов, рек и озер в Мордовии. Одним из наиболее ярких примеров является сброс в водостоки и водоемы тяжелых металлов, среди которых особенно опасен свинец (антропогенные его поступления в 17 раз превышают естественные) и ртуть. Источниками этих загрязнений явились вредные производства светотехнической промышленности. В недавнем прошлом тяжелыми металлами был отравлен водоем на севере Саранска под названием Саранское море.

Загрязнение океана, захоронение в нем ядовитых и радиоактивных веществ, насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами, сложноорганическими соединениями, разрыв нормальной экологической связи между океаном и водами суши из-за строительства плотин и других гидросооружений. Истощение и загрязнение поверхностных вод суши и подземных вод, нарушение баланса между поверхностными и подземными водами.

Особый вопрос в этой теме загрязнение Мирового океана. Оно происходит тремя путями.

Первый из них - речной сток, вместе с которым в океан попадают миллионы тонн различных металлов, соединений фосфора, органические загрязнения. При этом почти все взвешенные и большинство растворенных веществ осаждаются в устьях рек и прилегающих шельфах.

Второй путь загрязнения связан с атмосферными осадками, с ними в Мировой океан поступает большая часть свинца, половина ртути и пестицидов.

Наконец, третий путь непосредственно связан с хозяйственной деятельностью человека в акваториях Мирового океана. Наиболее распространенный вид загрязнения - нефтяное загрязнение при транспортировке и добыче нефти.