Текст книги "Географическая картина мира Пособие для вузов Кн. I: Общая характеристика мира. Глобальные проблемы человечества"

Автор книги: Владимир Максаковский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 71 страниц) [доступный отрывок для чтения: 26 страниц]

33. Антропогенное загрязнение атмосферы и ее охрана

Атмосферный воздух, представляющий собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, – важнейшая жизнеобеспечивающая среда для всего живого на Земле. Но он воздействует не только на человека и живые организмы, но и на почвенно-растительный покров, гидросферу, геологическую среду, а также на различные техногенные объекты – здания, сооружения, памятники и др. Поэтому загрязнение атмосферы, под которым понимают попадание в нее физических и химических веществ и соединений, нарушающих ее газовый баланс, может крайне неблагоприятно сказываться на окружающей природной и техногенной среде.

Все источники загрязнения атмосферы подразделяют на естественные и антропогенные.

Естественное загрязнениеатмосферы происходит в результате извержений вулканов, ветровой эрозии и пыльных бурь, попадания в нее космической пыли. Главную роль при этом играет вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к единовременному выбросу в атмосферу (причем не только в ее нижние, но и в более высокие слои) огромного количества газов и пепла. Воздушные потоки разносят их на очень большие расстояния. При этом влияние их сказывается иногда на протяжении нескольких лет.

В качестве примера такого рода в литературе часто приводится извержение вулкана Кракатау (вблизи о. Ява) в 1883 г., которое считают самым сильным за всю историю человечества. Согласно сообщениям, взрыв этого вулкана был слышен в Индийском океане на расстоянии 4800 км. На высоту почти 20 км было выброшено 75 млн м ³мельчайших твердых частиц вулканического пепла. Неудивительно, что в течение нескольких следующих месяцев этот пепел опоясал весь земной шар, главным образом в средних широтах. Подобные катастрофические извержения случаются и в наши дни. К их числу относятся, например, извержения вулкана Пинатубо на Филиппинах и вулкана Ходсон в Чили в начале 90-х гг. XX в.

Другим примером «поставщика» пыли может служить пустыня Сахара. Возникающие над ее поверхностью пылевые облака затем переносятся восточными и северо-восточными пассатами над всей Западной Африкой.

Антропогенное загрязнениеатмосферы вызывается гораздо большим количеством разного рода источников и наносит ей значительно более ощутимый вред, причем такой, который намного превышает способность воздушного океана к самоочищению. В качестве главных источников загрязнения атмосферы выступают: тепловая энергетика, металлургическая, химическая и нефтехимическая, целлюлозно-бумажная промышленность, строительная индустрия и автомобильный транспорт.

Человеческая деятельность приводит к тому, что загрязняющие вещества поступают в атмосферу в основном в двух видах – взвешенных частиц (аэрозолей) и различных газообразных веществ.

Аэрозольное загрязнение– это загрязнение атмосферы крупно– и мелкодисперсными твердыми (пыль) и жидкими (капельки) частицами, не относящимися к постоянному составу атмосферы или резко превышающими их фоновые концентрации. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу Земли в течение года, оценивают в 1 млрд т; по расчетам разных авторов, они составляют от 10 до 50 % суммарного содержания подобных взвесей в атмосферном воздухе.

Аэрозоли в атмосфере способствуют образованию тумана и смога. Туман сам по себе не опасен для человеческого организма, но становится таковым, если в него попадают токсичные примеси. Что же касается смога (от англ. smoke – дым), то он может крайне отрицательно влиять на здоровье и самочувствие людей. Это относится и к влажному, так называемому лондонскому смогу(дымному туману), который наиболее характерен для умеренных широт, возникает обычно в осенне-зимнее время и довольно часто бывает в крупных городах Западной Европы и Северной Америки. В еще большей мере это относится к сухому фотохимическому, так называемому лос-анджелесскому, смогу,который образуется в летнее время в условиях сильной солнечной радиации. В результате фотохимических реакций он обладает повышенной токсичностью.

Еще один крупный источник аэрозолей преимущественно антропогенного происхождения – лесные пожары, порождающие дымные облака, простирающиеся порой на тысячи километров.

Еще большую опасность для человека и других живых организмов представляет поступление в атмосферу газообразных веществ, на которые приходится 97 % всех антропогенных выбросов в эту геосферу. Речь идет, прежде всего, о химических соединениях серы, азота, хлора и углерода.

Оксиды серы образуются главным образом в процессе работы тепловых электростанций и металлургических заводов, которые сжигают уголь, нефть и мазут (в угле содержание серы колеблется от 0,5 до 6 %, а в нефти и мазуте – от 0,5 до 3 %). Оксиды азота образуются при сжигании тех же видов топлива, но в этом случае основным его источником служит сам воздух. Общий объем поступлений сернистого газа, или диоксида серы (S0 ₂), в атмосферу Земли в разных источниках обычно оценивается от 100 млн до 150 млн т в год, оксида азота – около 100 млн т.

С попаданием в атмосферу соединений серы, а также азота непосредственно связана становящаяся все более актуальной проблема так называемых кислотных (кислых) дождей.Механизм их образования очень прост. Диоксид серы и оксиды азота в воздухе соединяются с парами воды, концентрируясь в первую очередь у основания облаков. Затем вместе с дождями (туманами) они выпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуя высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетающе действуют на их фауну и флору, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни – от рыб до микроорганизмов.

Большой вред они наносят и различным конструкционным материалам, ускоряя коррозию металлов, разрушение исторических и архитектурных памятников.

Главные регионы распространения кислотных осадков в мире – США, зарубежная Европа, Россия. Но в последнее время они отмечены также в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии, Индии, некоторых других стран. Статистика свидетельствует о том, что в первую десятку городов по уровню концентрации диоксида серы входят Тегеран, Рио-де-Жанейро, Стамбул, Москва, Пекин, Катовице, Тяньцзинь, Мехико, Каир и Сеул. А в первую десятку по степени концентрации оксидов азота попадают Милан, Мехико, София, Пекин, Кордова, Сан-Паулу, Сантьяго, Катовице, Нью-Йорк и Лондон.

С распространением кислотных осадков связано характерное географическое явление, которое обычно называют трансграничностъю. Оно проявляется в том, что расстояние между районами образования кислотных осадков и районами их выпадения может достигать многих сотен и даже тысяч километров. Например, главный виновник кислотных дождей в южной части Скандинавии – промышленные районы Великобритании, Бельгии, Нидерландов, ФРГ. В канадские провинции Онтарио и Квебек такие дожди переносятся из соседних районов США.

Несмотря на столь негативное воздействие соединений серы и азота на окружающую среду, пожалуй, еще больше внимания ученых, политических деятелей и широкой общественности привлекают последствия попадания в атмосферу различных соединений углерода.При этом прежде всего имеется в виду диоксид углерода, или углекислый газ (СО ₂), который образуется при сжигании всех видов минерального топлива, но также оксид углерода, или угарный газ (СО), образующийся при неполном сгорании топлива и работе двигателей внутреннего сгорания, и метан (СН ₄), поступающий в атмосферу в результате сжигания биомассы, утечки из нефтяных и газовых скважин и по другим причинам. В количественном отношении среди них резко преобладает диоксид углерода. Он во многом и определяет общее поступление углерода в атмосферу. В отличие от довольно ядовитого оксида углерода (угарного газа) диоксид углерода (углекислый газ) сам по себе не ядовит, но с его накоплением в воздухе связана опасность возникновения парникового эффекта. Поэтому углекислый газ, как и метан, принято относить к числу так называемых парниковых газов.

Таблица 32

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ

Анализ таблицы 32 показывает, что в 1950–2005 гг. мировой объем эмиссии углерода вырос в 3,7 раза достигнув 7 млрд т, или 26 млрд т СО ₂. [26]26
  Поскольку каждая тонна углерода, попадающая в атмосферу, эквивалентна 3,7 т углекислого газа, 7 млрд т углерода соответствуют 26 млрд т СО2. В статистике используют оба эти показателя, что нашло отражение и в этом тексте.


[Закрыть]По прогнозам этот объем в 2015 г. составит 30, а в 2030 г. – 40 млрд т.

Однако ответственность за эти выбросы углерода в атмосферу разные регионы мира несут в разной степени. Из общего объема поступлений диоксида углерода, достигшего в середине 90-х гг. XX в. 22,4 млрд т, на Азию пришлось 7,1 млрд т (31,7 %), на Европу – 6,8 млрд т (30,6 %), на Северную и Центральную Америку – 5,7 млрд т (25,5 %) начале XXI в.

Еще отчетливее эти различия выступают при анализе данных по отдельным странам (табл. 33).

Таблица 33

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ В НАЧАЛЕ ХХ1в.

Как явствует из данных, приведенных в таблице 33, основную ответственность за выбросы углерода в атмосферу несут развитые страны. Отсюда вытекает и определенная географическая закономерность, которая уже не раз была отмечена в литературе: наиболее интенсивное поступление углерода в атмосферу характерно для той части Северного полушария, которая расположена между 40 и 50° с. ш. Тем не менее в состав первой десятки стран по размерам выбросов углерода вошли уже Китай, Индия и ЮАР. Можно добавить, что во вторую десятку входят также Мексика, Иран и Бразилия. При этом в Китае, как и в экономически развитых странах, эмиссия диоксида углерода связана главным образом со сжиганием минерального топлива, в Индии и Бразилии – со сжиганием минерального топлива и сведением (выжиганием) тропических лесов. Кстати, в выбросах диоксида углерода участвуют и многие наименее развитые страны, где сохранилась подсечно-огневая система земледелия. Не следует забывать и о том, что по размерам выбросов углерода из расчета на душу населения первые места в мире занимают нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие страны – Бахрейн (29 т) и Катар (70 т).

Характеризуя газообразные вещества, поступающие в атмосферу в результате человеческой деятельности, необходимо упомянуть также хлорфторуглеродные соединения(ХФУ, фреоны), имеющие чисто антропогенное происхождение. Эту группу газов широко используют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в виде растворителей, распылителей, стерилизаторов, моющих средств и др. Хотя было известно и парниковое действие хлорфторуглеродов, их производство продолжало довольно быстро расти, достигнув уже 1,5 млн т. Оно и продолжало бы расти, если бы не было обнаружено отрицательное воздействие фреонов на озоновый экран Земли.

Наконец, нельзя не упомянуть и о радиоактивном загрязненииатмосферы. Хотя надземные атомные взрывы давно уже запрещены, все-таки до 1980-х гг. их было произведено (в основном США и Советским Союзом) более 500, в результате чего радиационный фон планеты повысился на 2 %. Но и в наши дни радиационное заражение воздуха может происходить при добыче и переработке урана, при работе разного рода атомных объектов, не говоря уже об авариях на них (пример – Чернобыльская АЭС).

Меры по борьбе с загрязнением и тем более заражением атмосферы начали предпринимать уже давно. Сначала для борьбы с кислотными осадками на ТЭС стали сооружать высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Однако опыт показал, что таким способом можно защитить от вредных веществ лишь более или менее дальнее окружение ТЭС. Например, труба высотой 100 м увеличивает радиус рассеивания до 20 км, труба высотой в 250 м – до 75 км. Но за этими пределами кислотные осадки все равно выпадают. Поэтому в наши дни ученые и инженеры пришли к единодушному выводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться в постепенном сокращении самих вредных выбросов, ликвидации их источников. Отсюда вытекают гораздо более высокие требования к топливу, запрет на использование высокосернистых угля и нефти и многие другие радикальные меры с акцентом на совершенствование существующих и внедрение новых, прогрессивных технологий. Эти меры нашли отражение и в международных соглашениях.

Охрана атмосферы от загрязнения очень актуальна и для России. В нашей стране максимум такого загрязнения был зарегистрирован в 1970-е гг. Затем в результате осуществления некоторых охранных мер оно стало снижаться. В еще большей степени это относится к постсоветской России, где такое уменьшение загрязнений произошло главным образом по причине сильного спада промышленного производства и связанного с ним сокращения выбросов диоксида углерода. Но при этом нужно учитывать, что в связи с ростом автомобильного парка возросло поступление в атмосферу оксида углерода и диоксида серы. В конце 1990-х гг. в 185 городах России с населением в 60 млн человек средняя за год концентрация хотя бы одного из загрязнителей атмосферы превышала ПДК. Поэтому в последнее время в России начали осуществлять дополнительные меры по мониторингу состояния атмосферы и ее охране.

34. Оскудение генофонда живой природы и его охрана

В узком смысле слова генофондом(от греч. genes – рождающий, рожденный и от франц. fond – основание) называют совокупность генов особей, составляющих данную популяцию или вид. Но этот термин применяют и в гораздо более широком смысле – как совокупность генов (наследственных свойств) всех существующих на Земле организмов. Надо помнить, что каждый биологический вид в какой-то мере неповторим. Отсюда вытекает необходимость охраны генофонда нашей планеты (за исключением генофонда опасных болезнетворных организмов). Она диктуется хозяйственными, научными, эстетическими, этическими и другими соображениями.

С понятием о генофонде теснейшим образом связано понятие о биологическом разнообразии или сокращенно биоразнообразии.Это понятие используют уже более полувека, но в широкий обиход оно вошло только в 1972 г., когда на Всемирной конференции ООН по окружающей среде, проходившей в Стокгольме, экологи сумели убедить политических лидеров в том, что охрана живой природы должна стать приоритетным направлением как национальной, так и международной экологической политики. Роль биоразнообразия в формировании и поддержании жизни на Земле чрезвычайно велика, поскольку оно обусловливает биологический круговорот живого вещества и связанной с ним энергии. Это относится ко всем трем видам биоразнообразия: генетическому (внутривидовому), видовому и разнообразию экосистем, или мест обитания живых организмов.

В научной литературе можно встретить немало попыток оценить генофонд и биоразнообразие нашей планеты, но они отличаются на редкость большой противоречивостью, варьируя от 1 до 100 млн видов. По-видимому, оптимальным следует считать диапазон от 3 до 10 млн видов; из них описаны примерно 1,5–2 млн видов. С одной стороны, это количество все время возрастает по мере открытия ранее неизвестных видов, особенно в таких труднодоступных и малоизученных экосистемах, как тропические леса, высокогорья, толща и дно Мирового океана.

С другой стороны, однако, на Земле происходит столь же объективный процесс сокращения генофонда и уменьшения биоразнообразия, который дает право отнести растительный и животный мир не только к категории возобновляемых, но и к категории исчерпаемых, невозместимыхресурсов. Иными словами, генетические потери невосполнимы. Они отрицательно сказываются на развитии всего живого на Земле, тем более что многочисленные данные свидетельствуют о том, что сокращение генофонда и оскудение биоразнообразия происходят все ускоряющимися темпами.

Ученые полагают, что такое оскудение началось еще во время неолитической революции, за несколько тысячелетий до нашей эры. Затем оно продолжалось в периоды древнего мира, средних веков, нового и в особенности новейшего времени. В литературе есть много примерных оценок подобных потерь, но они тоже сильно различаются. Так, американский эколог Т. Миллер приводит приблизительную оценку, в соответствии с которой за период между 8000 г. до н. э. и 1975 г. средняя скорость исчезновения видов выросла в 1000 раз! В начале 1990-х гг. были опубликованы более достоверные данные ООН о масштабах потери генофонда в XVII—ХХ вв. и угрозе биоразнообразию в наши дни (рис. 35).Чтобы перевести этот график на язык более конкретных цифр, приведем также таблицу 34.

Рис. 35. Количество уничтоженных и находящихся под угрозой уничтожения видов (по «Рио-92»)

Анализ таблицы 34 показывает, что мировое разнообразие видов растений и животных уже понесло значительный ущерб и стоит перед угрозой еще больших потерь.

Таблица 34

УТРАТЫ ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ЗЕМЛЕ ПОСЛЕ 1600 г.

По последним данным американских ученых, ныне под угрозой исчезновения находится 33,5 тыс. видов растений (14 % от общего числа обследованных их видов). Из 9,6 тыс. видов птиц, обитающих на Земле, 2/3 переживают снижение численности, а 11 % угрожает вымирание. Из обитающих на Земле 4,4 тыс. видов млекопитающих 11 % находятся под угрозой вымирания и еще 14 % могут попасть в эту категорию, если существующие тенденции будут продолжаться. Из 24 тыс. видов рыб под угрозой вымирания ныне находится 1/3.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что этот процесс особенно ускорился в XX в. За последнее столетие с лица Земли исчезли (или близки к исчезновению) более 1000 видов позвоночных животных и до 25 тыс. видов высших растений. Эти потери относятся прежде всего к последним десятилетиям, когда мир вступил в эпоху НТР и антропогенное вмешательство в природные процессы еще более возросло. Известный американский ученый Д. Медоуз пишет, что ныне, по приблизительным оценкам, ежегодные потери составляют от 10 до 100 видов. Он же приводит мнение экологов о том, что на Земле такого всплеска вымирания не было уже 65 млн лет – с конца мелового периода, когда исчезли динозавры.

Этот процесс, достигший прямо-таки глобальных масштабов, имеет и чисто географические особенности. Так, более всего видов птиц (36) исчезло в Океании, рептилий (12) – в Африке, а рыб (30), млекопитающих (37), беспозвоночных (126) и амфибий (2) – в Северной и Центральной Америке. Отмечают также, что едва ли не самые большие потери биоразнообразия характерны для тропического пояса, где обитают почти 75 % всех диких видов растений и животных, в том числе 50 % – в тропических лесах, площадь которых сокращается особенно быстро. В качестве примеров такого рода чаще всего приводят острова, например Мадагаскар. Говоря об отдельных животных, можно привести пример тигра, из восьми подвидов которого три (балийский, яванский и туранский) уже исчезли с лица Земли, а популяции остальных уменьшились до критического предела. Катастрофически сократилось количество слонов в Африке. А изображение панды – бамбукового медведя – еще в середине 1980-х гг. стало эмблемой Всемирного фонда охраны природы.

Прогнозы в целом тоже нельзя считать утешительными. По оценкам западных специалистов, к 2010–2015 гг. биосфера Земли может утратить до 10–15 % составляющих ее видов.

Причины утраты биоразнообразия изучены уже достаточно всесторонне. Их принято подразделять на прямые и косвенные.

Прямое воздействиечеловека на генофонд планеты и его разнообразие выражается в непосредственном истреблении, уничтожении животного и растительного мира. Оно может быть преднамеренным и непреднамеренным. Под косвенным воздействиемпонимают прежде всего те изменения, которые человеческая деятельность вносит в среду обитания биологических видов и популяций, разрушая привычные для них экологические ниши, саму организацию их жизни.

Отечественные ученые предприняли попытку свести все эти причины в единую систему. [27]27
  Экология, охрана природы и экологическая безопасность/ Под общ. ред. В. И. Данилова-Данильяна. – М.: МНЭПУ, 1997. – С. 145–146.


[Закрыть]В результате было установлено, что биологическое разнообразие утрачивается или оскудевает вследствие:

– уничтожения исходных экосистем в результате раскорчевки, выжигания и вырубки лесов, распашки степей, осушения болот и пойменных водоемов, застройки естественных ландшафтов, что ведет к полному разрушению привычных для живых организмов условий обитания;

– преобразования природных экосистем под воздействием разных видов человеческой деятельности (например, перевыпаса скота на пастбищах), что приводит к их обеднению;

– создания новых экосистем на месте прежних (строительство водохранилищ и пр.), что снижает их разнообразие и биологическую продуктивность;

– прямого изъятия из природной среды некоторых видов растений и животных под воздействием рубок леса, сенокошения, сбора ягод, грибов, вылова рыбы, охоты, что ведет к перераспределению, а иногда и к истреблению биоресурсов;

– ухудшения и полного изменения условий обитания растений и животных под влиянием химического и радиационного загрязнения и отравления атмосферы, водоемов, почв, что затрудняет самоочищение природных экосистем и обедняет их;

– появления таких неблагоприятных физических факторов окружающей среды, как массовая гибель животных от транспортных средств, промышленной и другой деятельности людей;

– биологического нарушения экосистем в результате непродуманных мер по акклиматизации растений и животных, чуждых новым условиям обитания;

– неконтролируемой рекреации, дачного строительства и т. п.

К этому перечню можно добавить сведения о том вреде, который наносит биоразнообразию торговля дикими животными. Общий ее объем еще в середине 1990-х гг. превысил 6 млрд долл. в год. Речь идет прежде всего о таких животных и товарах, как живые обезьяны (50 тыс. шт.), слоновые бивни (70 тыс. шт.), живые птицы (4 млн шт.), змеиные шкуры (10 млн шт.), шкуры диких кошачьих (140 тыс. шт.), тропические рыбы (350 млн шт.). Ежегодно через мировой рынок проходит 450 тыс. кг слоновой кости (главные импортеры Сянган, Япония, Китай и Бельгия), 630 тыс. экземпляров живых попугаев (главные экспортеры Аргентина, Индия, Танзания и Уганда, а импортеры – США, Германия, Великобритания, Япония, Франция, Испания), 6,6 млн змеиных шкур (главные импортеры США, Япония, Франция, Великобритания, Сингапур, Венгрия).

Меры по сохранению и восстановлению генофонда и биологического разнообразия организмов могут быть самыми различными – экономическими, административными, правовыми и др. Пожалуй, наиболее широко известно составление Красных книг – официальных документов, содержащих системные сведения о животных и растениях, находящихся под угрозой исчезновения.

Для всего мира Красные книги начал создавать еще в 70—80-х гг. XX в. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП). В первую из них были внесены 236 видов млекопитающих, во вторую – птицы, в третью – земноводные и пресмыкающиеся, в четвертую – рыбы, в пятую – растения. Примерами редких и очень редких животных могут служить: сумчатый волк, мадагаскарская руконожка, большая панда, азиатский лев, лошадь Пржевальского, центральноамериканский тапир, индийский, яванский, суматранский носороги, дикий верблюд, олень Давида, оленебык канна, карликовый буйвол, купрей, белый орикс, песчаная газель, черноголовый буревестник, новозеландский пастушок, желтоклювая желтая цапля, красноногий ибис. Численность некоторых из этих животных составляет лишь десятки и сотни особей.

По мнению географов, одним из важнейших путей сохранения биоразнообразия должна стать организация разного рода охраняемых территорий– резерватов, заповедников, национальных и местных парков, природных памятников, охраняемых ландшафтов.

Болыпую положительную роль играет принятая на Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992) специальная конвенция о биоразнообразии. Следует особо отметить, что сохранение биоразнообразия конвенция трактует не только в природоохранном (консервационном) аспекте. Она предусматривает также возможность разного рода хозяйственного использования биоресурсов. Конвенция 1992 г. дала новый импульс для расширения подобных мероприятий в национальном масштабе. А 2001 г. был объявлен ЮНЕСКО Годом биоразнообразия.

Россия, подписавшая Конвенцию о биоразнообразии в 1995 г., также приняла несколько важных документов национального уровня. К ним можно отнести законы «Об охраняемых территориях», «О животном мире», «Об экологической экспертизе» и др. Начата реализация Государственной научно-технической программы «Биологическое разнообразие». Что же касается Красных книг, то их начали издавать еще в СССР. В наши дни в России насчитывается 127 видов исчезающих растений (0,56 % от общего числа видов) и 59 исчезающих видов животных.