ЭКОЛОГИЯ ЧАСТЬ 3
Аналогичное происходит и в авиадвигателестрое-
нии.
Современная экологическая экспертиза любых принимаемых
решений обязательно должна быть всесторонней, учитывающей
все возможные последствия для окружающей природной
среды, человека, растительного и животного мира, биосферы
в целом.
9.1. Антропогенное воздействие
на биосферу
Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения
на Земле влиял на биосферу. Выделяют следующие
основные этапы воздействия человека на окружающую
среду:
• влияние на биосферу как биологического вида;
• сверхинтенсивная охота без изменения экологических
систем в целом (в период становления человечества);
• изменение экосистем через естественно идущие процессы:
пастьбу, усиление роста трав путем их выжигания
и т. п.;
• усиление влияния путем распашки земель и вырубки
лесов;
• глобальное изменение структурных компонентов наиболее
крупных экосистем, биомов и биосферы в целом.
374 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Последний этап начался примерно 250 лет назад. Источниками
антропогенного воздействия на биосферу, а следовательно,
и загрязнения являются промышленные предприятия,
транспорт, сельское хозяйство, сфера потребления и быта —
любая деятельность современного человека.
Воздействие на биосферу современного человека происходит
по следующим основным направлениям:
• изменение структуры земной поверхности (распашка
земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот,
создание искусственных водоемов и водотоков и т. п.);
• изменение химического состава природной среды, круговорота
и баланса веществ (изъятие и переработка полезных
ископаемых, размещение отходов производства
в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных
объектах);
• изменение энергетического (в частности, теплового) баланса
в пределах как отдельных регионов земного шара,
так и на планетарном уровне;
• изменения в составе биоты (совокупности живых организмов)
в результате истребления одних видов животных
и растений, создания других видов (пород), перемещения
их на новые места обитания (интродукция).
По состоянию на конец XX в. среди существующих источников
воздействия выделяют:
• главные источники антропогенного загрязнения воздуха:
энергетику, транспорт, черную и цветную металлургию,
химию и нефтехимию;
• основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-
бумажной, нефтеперерабатывающей, химической,
пищевой и легкой промышленности. В последнее
время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих
в водоемы от индустриального сельского хозяйства;
• основная масса промышленных твердых и жидких отходов
образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки,
энергетики, металлургической и химической
отраслей промышленности.
Твердые отходы, поступающие в окружающую среду, подразделяют
на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые.
Утилизация твердых бытовых отходов повсеместно затруднена.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 375
9.1.1. Воздействие на атмосферу
Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое
достояние. Постоянство его состава (чистота) —
важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые
изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.
Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются
оксиды углерода (СО), азота (N0X) и серы (SO^.), углеводороды
( ^ Н ^ ) и взвешенные частицы (пыль).
Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн
в виде газов или аэрозолей, могут:
• оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные
аэрозоли);
• физически захватываться оседающими частицами
(осадками) и поступать в лито- и гидросферу;
• включаться в биосферный круговорот соответствующих
веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы
и азота и пр.);
• изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться,
испаряться, кристаллизоваться и т. п.) или химически
взаимодействовать с другими компонентами воздуха,
после чего пойти одним из вышеуказанных путей;
• находиться в атмосфере относительно длительное время,
переносясь циркуляционными потоками в различные
слои тропо- и стратосферы и в разные географические
области планеты до тех пор, пока не создадутся
условия для их физической или химической трансформации
(например, фреоны).
Сводные данные о количестве наиболее распространенных
выбросов (табл. 9.1) показывают, что их основная часть приходится
на промышленно развитые страны Северной Америки и
Европы и в меньшей степени Азии. Динамика изменения объемов
антропогенных выбросов в мире в конце XX в. приведена
на рис. 9.2.
В результате антропогенного воздействия на атмосферу
возникают:
• локальная или региональная загазованность приземного
слоя;
• трансграничный перенос загрязнений на значительные
расстояния;
376 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Таблица 9.1
Выбросы загрязняющих веществ по группам стран
Континенты
Северная
Америка
Южная
Америка
Европа
Азия
Африка
Австралия
и Океания
СО
77,3
9,05
21,4
8,5
2,5
2,4
Количество веществ, млрд т в год
NOx
11,3
1,2
7,7
3,3
0,75
0,7
С Н
п т
9,05
1,1
2,6
1,3
0,3
0,3
sox
18,1
1,8
21,6
7,5
1,6
2,1
Взвешенные вещества
5,9
1,2
6,7
4,3
0,4
0,35
о 20 40 60 80 100 120 140 160 180 млнт
Рис. 9.2. Выбросы в атмосферу (млн т/г.) оксидов углерода, серы, азота
и взвешенных частиц в 1970—1990 гг. по данным UNEP; ОЭСР — Организация
экономического сотрудничества и развития; ЮНЕП (UNEP) —
Программа ООН по проблемам окружающей среды (United Nations Environmental
Program)
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 3 77
• различные глобальные (общепланетарные) эффекты, такие,
как «парниковый эффект» и разрушение озонового
слоя;
• загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов
естественного самоочищения атмосферы.
9.1.1.1. Загрязнение парниковыми газами
К настоящему времени деятельность человека значительно
влияет на состав воздуха планеты и приводит прежде
всего к созданию парникового эффекта, т. е. к увеличению содержания
в нем парниковых газов. Эти газы, будучи прозрачными
для коротковолновых солнечных лучей, плохо пропускают
длинноволновые излучения, уходящие обратно в космическое
пространство. В результате нижний слой атмосферы
и поверхность Земли нагреваются. Рост средней температуры
за последние полтора века показан на рис. 9.3.
1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Годы
Рис. 9.3. Динамика изменения средней глобальной температуры у поверхности
Земли за 1860—1998 гг. по данным Британского метеорологического
общества. Столбиками показана средняя ежегодная температура
воздуха у поверхности Земли в соответствующем году, а кривой — температура,
усредненная по пятилетиям
378 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Основной примесный газ, создающий парниковый эффект,
— диоксид углерода (С02), содержание которого за предыдущие
150 лет заметно изменилось (рис. 9.4, а). Причинами
роста концентрации С02 в атмосфере являются выброс диоксида
углерода промышленными предприятиями, работающими
на углеводородном сырье (топливе), а также снижение интенсивности
его поглощения биотой наземных экосистем, прежде
всего лесами (фотосинтез).
Другим газом, создающим парниковый эффект на планете,
является метан. Рост его концентрации в воздухе подтвержден
экспериментально путем анализа пузырьков газа в полярных
льдах (рис. 9.4, б). Основная природная причина образования
метана — деятельность особых бактерий, разлагающих в анаэробных
условиях (без доступа кислорода) углеводы. Это происходит
прежде всего на болотах и в пищеварительном тракте
животных. Метан образуется в кучах компоста, на свалках,
рисовых полях (везде, где вода и грязь изолируют остатки растений
от доступа воздуха), а также при добыче ископаемого
топлива.
Метан в основном окисляется в тропосфере, однако небольшая
его часть все-таки достигает стратосферы, где он положительно
влияет на природные процессы, ибо взаимодействует с
атомарным хлором (виновником разрушения озонового слоя):
СН4 + С1 СН3 + НС1
1900 1950
Годы
а)
1800 1900
Годы
б)
Рис. 9.4. Изменение концентрации диоксида углерода в атмосфере (а)
и метана в полярных ледниковых пузырьках по годам образования
льда (б)
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 379
Помимо диоксида углерода и метана к парниковым газам
относятся хлорфторуглероды (фреоны) и их заменители, гемо-
оксид азота и гексафторид серы (табл. 9.2)1.
В целом наличие такого явления, как парниковый эффект,
для биосферы полезно. Полное отсутствие этих газов в атмосфере
привело бы к снижению температуры у поверхности Земли
примерно на 30—33 °С, и она, как и Луна, была бы бесплодна,
сильно нагреваясь днем и переохлаждаясь ночью.
нии.
Современная экологическая экспертиза любых принимаемых
решений обязательно должна быть всесторонней, учитывающей
все возможные последствия для окружающей природной
среды, человека, растительного и животного мира, биосферы
в целом.
9.1. Антропогенное воздействие
на биосферу
Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения
на Земле влиял на биосферу. Выделяют следующие
основные этапы воздействия человека на окружающую
среду:
• влияние на биосферу как биологического вида;
• сверхинтенсивная охота без изменения экологических
систем в целом (в период становления человечества);
• изменение экосистем через естественно идущие процессы:
пастьбу, усиление роста трав путем их выжигания
и т. п.;
• усиление влияния путем распашки земель и вырубки
лесов;
• глобальное изменение структурных компонентов наиболее
крупных экосистем, биомов и биосферы в целом.
374 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Последний этап начался примерно 250 лет назад. Источниками
антропогенного воздействия на биосферу, а следовательно,
и загрязнения являются промышленные предприятия,
транспорт, сельское хозяйство, сфера потребления и быта —
любая деятельность современного человека.
Воздействие на биосферу современного человека происходит
по следующим основным направлениям:
• изменение структуры земной поверхности (распашка
земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот,
создание искусственных водоемов и водотоков и т. п.);
• изменение химического состава природной среды, круговорота
и баланса веществ (изъятие и переработка полезных
ископаемых, размещение отходов производства
в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных
объектах);
• изменение энергетического (в частности, теплового) баланса
в пределах как отдельных регионов земного шара,
так и на планетарном уровне;
• изменения в составе биоты (совокупности живых организмов)
в результате истребления одних видов животных
и растений, создания других видов (пород), перемещения
их на новые места обитания (интродукция).
По состоянию на конец XX в. среди существующих источников
воздействия выделяют:
• главные источники антропогенного загрязнения воздуха:
энергетику, транспорт, черную и цветную металлургию,
химию и нефтехимию;
• основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-
бумажной, нефтеперерабатывающей, химической,
пищевой и легкой промышленности. В последнее
время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих
в водоемы от индустриального сельского хозяйства;
• основная масса промышленных твердых и жидких отходов
образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки,
энергетики, металлургической и химической
отраслей промышленности.
Твердые отходы, поступающие в окружающую среду, подразделяют
на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые.
Утилизация твердых бытовых отходов повсеместно затруднена.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 375
9.1.1. Воздействие на атмосферу
Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое
достояние. Постоянство его состава (чистота) —
важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые
изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.
Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются
оксиды углерода (СО), азота (N0X) и серы (SO^.), углеводороды
( ^ Н ^ ) и взвешенные частицы (пыль).
Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн
в виде газов или аэрозолей, могут:
• оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные
аэрозоли);
• физически захватываться оседающими частицами
(осадками) и поступать в лито- и гидросферу;
• включаться в биосферный круговорот соответствующих
веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы
и азота и пр.);
• изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться,
испаряться, кристаллизоваться и т. п.) или химически
взаимодействовать с другими компонентами воздуха,
после чего пойти одним из вышеуказанных путей;
• находиться в атмосфере относительно длительное время,
переносясь циркуляционными потоками в различные
слои тропо- и стратосферы и в разные географические
области планеты до тех пор, пока не создадутся
условия для их физической или химической трансформации
(например, фреоны).
Сводные данные о количестве наиболее распространенных
выбросов (табл. 9.1) показывают, что их основная часть приходится
на промышленно развитые страны Северной Америки и
Европы и в меньшей степени Азии. Динамика изменения объемов
антропогенных выбросов в мире в конце XX в. приведена
на рис. 9.2.
В результате антропогенного воздействия на атмосферу
возникают:
• локальная или региональная загазованность приземного
слоя;
• трансграничный перенос загрязнений на значительные
расстояния;
376 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Таблица 9.1
Выбросы загрязняющих веществ по группам стран
Континенты
Северная
Америка
Южная
Америка
Европа
Азия
Африка
Австралия
и Океания
СО
77,3
9,05
21,4
8,5
2,5
2,4
Количество веществ, млрд т в год
NOx
11,3
1,2
7,7
3,3
0,75
0,7
С Н
п т
9,05
1,1
2,6
1,3
0,3
0,3
sox
18,1
1,8
21,6
7,5
1,6
2,1
Взвешенные вещества
5,9
1,2
6,7
4,3
0,4
0,35
о 20 40 60 80 100 120 140 160 180 млнт
Рис. 9.2. Выбросы в атмосферу (млн т/г.) оксидов углерода, серы, азота
и взвешенных частиц в 1970—1990 гг. по данным UNEP; ОЭСР — Организация
экономического сотрудничества и развития; ЮНЕП (UNEP) —
Программа ООН по проблемам окружающей среды (United Nations Environmental
Program)
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 3 77
• различные глобальные (общепланетарные) эффекты, такие,
как «парниковый эффект» и разрушение озонового
слоя;
• загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов
естественного самоочищения атмосферы.
9.1.1.1. Загрязнение парниковыми газами
К настоящему времени деятельность человека значительно
влияет на состав воздуха планеты и приводит прежде
всего к созданию парникового эффекта, т. е. к увеличению содержания
в нем парниковых газов. Эти газы, будучи прозрачными
для коротковолновых солнечных лучей, плохо пропускают
длинноволновые излучения, уходящие обратно в космическое
пространство. В результате нижний слой атмосферы
и поверхность Земли нагреваются. Рост средней температуры
за последние полтора века показан на рис. 9.3.
1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Годы
Рис. 9.3. Динамика изменения средней глобальной температуры у поверхности
Земли за 1860—1998 гг. по данным Британского метеорологического
общества. Столбиками показана средняя ежегодная температура
воздуха у поверхности Земли в соответствующем году, а кривой — температура,
усредненная по пятилетиям
378 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Основной примесный газ, создающий парниковый эффект,
— диоксид углерода (С02), содержание которого за предыдущие
150 лет заметно изменилось (рис. 9.4, а). Причинами
роста концентрации С02 в атмосфере являются выброс диоксида
углерода промышленными предприятиями, работающими
на углеводородном сырье (топливе), а также снижение интенсивности
его поглощения биотой наземных экосистем, прежде
всего лесами (фотосинтез).
Другим газом, создающим парниковый эффект на планете,
является метан. Рост его концентрации в воздухе подтвержден
экспериментально путем анализа пузырьков газа в полярных
льдах (рис. 9.4, б). Основная природная причина образования
метана — деятельность особых бактерий, разлагающих в анаэробных
условиях (без доступа кислорода) углеводы. Это происходит
прежде всего на болотах и в пищеварительном тракте
животных. Метан образуется в кучах компоста, на свалках,
рисовых полях (везде, где вода и грязь изолируют остатки растений
от доступа воздуха), а также при добыче ископаемого
топлива.
Метан в основном окисляется в тропосфере, однако небольшая
его часть все-таки достигает стратосферы, где он положительно
влияет на природные процессы, ибо взаимодействует с
атомарным хлором (виновником разрушения озонового слоя):
СН4 + С1 СН3 + НС1
1900 1950
Годы
а)
1800 1900
Годы
б)
Рис. 9.4. Изменение концентрации диоксида углерода в атмосфере (а)
и метана в полярных ледниковых пузырьках по годам образования
льда (б)
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 379
Помимо диоксида углерода и метана к парниковым газам
относятся хлорфторуглероды (фреоны) и их заменители, гемо-
оксид азота и гексафторид серы (табл. 9.2)1.
В целом наличие такого явления, как парниковый эффект,
для биосферы полезно. Полное отсутствие этих газов в атмосфере
привело бы к снижению температуры у поверхности Земли
примерно на 30—33 °С, и она, как и Луна, была бы бесплодна,
сильно нагреваясь днем и переохлаждаясь ночью.