Экологическая проблема человечества

Экологические кризисы

В истории развития человечества было несколько экологических кризисов — периодов, когда взаимосвязь человека и природы нарушалась. Уже в начале своей истории человек стал причиной первого экологического кризиса. Занимаясь охотой и собирательством, он истребил мамонтов, шерстистых носорогов, большерогих оленей. Предотвратить полное исчезновение животных помог переход к земледелию и ведению сельского хозяйства около 10-12 тысяч лет назад.

Следующий экологический кризис произошёл уже в период развития земледелия. Его причинами стали большая скученность населения в земледельческих районах, строительство многочисленных оросительных систем и выращивание одних и тех же культур, что привело к обеднению почв.

Кризис, начавшийся в 20 веке, связан с быстрыми темпами развития промышленности, поэтому его принято называть промышленным. Во время этого кризиса человек, воздействуя на биосферу, не давал ей возможности восстанавливаться. Это привело к вымиранию животных, сокращению площади лесов, загрязнению атмосферы и гидросферы отходам и промышленности.

Понятие и виды проблем окружающей среды

На английский эти слова переводятся как «ecological problems».

Условно можно разделить экологические проблемы на две категории:

1. Экологические проблемы, которые связаны с взаимодействием природы и человека.
2. Экологические проблемы, которые связаны с влиянием человека на природу.

В 60-х годах прошлого века происходит формирование перечня задач по охране природы от загрязнения и прочего. Начинает развиваться экологическая культура, а также экологическое образование.

Какие виды проблем окружающей среды выделяют?

1. Опустошение природных ресурсов человеком. К этому типу относятся все виды нерационального использования природных благ: вырубка лесов, эрозия почвы, аридное опустынивание и т.д.
2. Загрязнение гидросферы, литосферы, атмосферы жидкими, твердыми, газообразными остатками деятельности человечества. К этому типу относятся такие явления как смог (фотохимический туман) над территорией крупных индустриализованных городов (и прилегающих населенных пунктов), кислотные дожди, гигантские и стихийные мусорные свалки, загрязнение водных ресурсов нефтью и другими опасными веществам, захоронение радиоактивного мусора.
3. Загрязнение природы токсичными химическими веществами, которые производятся человеком. К этим загрязнителям относятся химикаты, фреоны, пестициды и т.д.
4. Экологические катастрофы на особо опасных предприятиях. К этому типу можно отнести аварии на АЭС, ГЭС, дамбах и т.д.
5. Природные катастрофы. Цунами, лесные пожары, наводнения и т.д.

В конце прошлого века было сформулировано всего 7 главных экологических проблем. Перечислим:

1. Глобальное потепление. Повышение уровня Мирового океана, таяние ледников, аномальные температуры во все сезоны, выпадение осадков, окисление водных ресурсов.
2. Загрязнение водных ресурсов мира. В результате техногенных катастроф в воду попадает огромное количество вредных, токсичных веществ (нефть, химикаты и т.д.). В воду сбрасываются сточные воды, а также отходы от производства.
3. Разрушение озонового слоя Земли. Из-за покорения человеком космоса, авиаперелетов на большой высоте, а также промышленных отходов фреона образуются озоновые дыры.
4. Загрязнение воздуха. Связано с жизнедеятельностью человека (выхлопы от машин, выбросы от заводов, бытовой и промышленный мусор).
5. Загрязнение почвы.
6. Вырубка леса, опустынивание.
7. Выпадение кислотных дождей. Это и град, снег, туман и сильнокислотные дожди.

Виды загрязнений

Классификация видов загрязнений существует по разным признакам.

По временному признаку они делятся на первичные и вторичные. К первичным относятся те, во время которых вредные для здоровья компоненты сразу попадают в биосферу.

Вторичные загрязнения появляются спустя некоторое время после попадания в окружающую среду первичных. В этом случае опасные вещества синтезируются под воздействием внешних источников, например:

• фотохимический процесс, связанный с воздействием солнечного света;
• гниение и газообразование под действием высокой температуры.

Загрязнители вторичного типа обычно опаснее, чем первичного. Примером может служить фосген, образующийся из смеси хлора и окиси углерода под действием солнечных лучей.

Классификация по признаку масштабности позволяет выделить загрязнения:

• локального типа;
• регионального типа;
• глобального типа.

Локальный тип характеризуется охватом сравнительно небольшой местности (само предприятие, являющееся источником загрязнения или часть городской среды) с повышенной концентрацией загрязнителей на ней.

Пример 1

Стоки сельскохозяйственных предприятий, загрязняющие озеро. 

Особенность загрязнений регионального типа — охват достаточно большого пространства, выходящего за пределы одного города, с завышенным содержанием вредных веществ.

Пример 2

Крупный металлургический комбинат с плохо отлаженной системой очистки газообразных отходов способен загрязнить воздух на территории целого региона.

К глобальному типу загрязнений относятся те, что охватили практически всю биосферу Земли. Самый актуальный пример: повышенная концентрация углекислоты из-за большого количества выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

По воздействию на окружающую среду принято выделять четыре вида загрязнений:

• физическое;
• биологическое;
• химическое;
• механическое.

Механическим называется захламление природы мусором (бытовыми или производственными отходами в твердом виде). Чаще всего они помимо механического воздействия на среду обитания живых организмов и ухудшения ее качества оказывают дополнительное химическое и/или физическое воздействие. 

Химические загрязнения меняют химический состав компонентов биосферы. Это может быть увеличение концентрации каких-либо веществ или появление ранее отсутствовавших в ней. Так нитраты из минеральных удобрений загрязняют не только почву, но и воду, а частицы аэрозолей являются загрязнителями воздуха.

Биологическим называется загрязнение биосферы живыми организмами, оказывающими вредное воздействие как на самого человека, так и на состояние экологии в целом. Попасть в биосферу с последующим размножением в ней они могут естественным путем (например, вирусы, мутировавшие в организмах животных), но могут и в результате утечки из биолабораторий (или даже сознательного их выведения в качестве биологического оружия).

Самый распространенный пример: активное размножение кишечной палочки в водоемах в летний период.

Особенность физического загрязнения состоит в негативном изменении различных физических параметров окружающей среды. Оно может быть:

• радиоактивным;
• электромагнитным (возникающим в результате работы разных технических устройств);
• в виде звуковых и световых волн, вредных для живых организмов;
• тепловым (аномальное повышение температуры).

Чаще всего тепловое загрязнение происходит при сливе горячей воды теплоэлектростанциями в ближайшие водоемы.

Отходы

Накопление в биосфере неутилизированных бытовых отходов, промышленного мусора, формирование масштабных свалок относятся к числу глобальных проблем человечества. С появлением материалов, которые не разлагаются десятилетиями, количество мусора на планете выросло в несколько раз. Средний житель мегаполиса производит его более 500 кг в год.

В Японии, Швеции, Финляндии жильцы дома сортируют мусор и раскладывают по разным бакам. Многоквартирным домам власти предоставляют скидку на коммунальные услуги за правильный сбор и сортировку. Мебель и бытовую технику принято отдавать утилизирующим организациям, одежду — в благотворительные организации. Сбор макулатуры, стекла, батареек и металла позволяет вторично использовать материал и сохранять экологический мир планеты.

Промышленные отходы утилизируются предприятиями. Бытовой мусор отправляется на сортировочные и перерабатывающие заводы.

Потеря биологического разнообразия

Однако в настоящее время мир сталкивается с серьезными проблемами, связанными с потерей биологического разнообразия. Это является следствием действий человека, включая разрушение и преобразование естественных экосистем, изменения климата, загрязнение и засилье вредных видов.

Причины потери биологического разнообразия разнообразны и комплексны. Одной из главных причин является разрушение естественных экосистем под воздействием хозяйственной деятельности человека, такой как вырубка леса, прежде всего для получения древесины и освобождения земель для сельского хозяйства и застройки. Это приводит к потере мест обитания для многих видов и, в конечном счете, к их исчезновению.

Кроме того, изменение климата также оказывает негативное влияние на биологическое разнообразие. Глобальное потепление и другие климатические изменения увеличивают риск вымирания для многих видов, особенно для тех, которые не могут адаптироваться к быстрым изменениям условий среды.

Загрязнение окружающей среды также имеет серьезные последствия для биологического разнообразия. Некоторые загрязняющие вещества могут накапливаться в тканях и органах живых организмов, вызывая их гибель или изменение их структуры и функций.

Проблемой, связанной с потерей биологического разнообразия, является также засилье вредных видов. В некоторых случаях, интродуцированные человеком виды становятся неконтролируемыми и начинают вытеснять местных видов и нарушать естественные экосистемы.

Для решения проблемы потери биологического разнообразия необходимо принятие комплексных мер. К ним относятся сохранение и восстановление естественных экосистем, создание заповедников и национальных парков, контроль загрязнений и борьба с изменением климата

Кроме того, важно проводить научные исследования для лучшего понимания причин потери биологического разнообразия и разработки эффективных мер по его сохранению и восстановлению

Причины потери биологического разнообразия	Воздействие на биологическое разнообразие
Разрушение естественных экосистем	Потеря мест обитания и вымирание видов
Изменение климата	Увеличение риска вымирания для многих видов
Загрязнение окружающей среды	Последствия для живых организмов и их функций
Засилье вредных видов	Вытеснение местных видов и нарушение экосистем

Глобальные изменения в биосфере

Раздел ЕГЭ: 7.5. Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение озонового экрана, кислотные дожди, парниковый эффект и др.). Проблемы устойчивого развития биосферы. Правила поведения в природной среде.

Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека:

• парниковый эффект (повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса);
• кислотные дожди (дожди, при которых наблюдается понижение водородного показателя (pH), дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота);
• нарушение озонового экрана (разрушение озонового слоя на 50% увеличило бы УФ-радиацию в 10 раз, что повлияло бы на зрение человека и животных и могло бы оказать др.; исчезновение же озонового слоя привело бы к непредсказуемым последствиям — вспышкам рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира);
• эрозия почв и опустынивание;
• загрязнение водоемов;
• смог;
• вырубка лесов.

Виды загрязнения биосферы:

• физическое — тепловое, шумовое, радиоактивное, электромагнитное;
• химическое — соли тяжелых металлов, инсектициды и пестициды, нефтепродукты, пластмассы;
• биологическое — привнесение человеком в экосистемы нехарактерных для них живых организмов; особенно опасно загрязнение среды возбудителями инфекций (чума, холера, СПИД); в связи с развитием генной инженерии не исключено попадание в экосистемы генетически измененных микроорганизмов, растений и животных.

Ноосфера — новое состояние биосферы, при котором определяющим фактором развития становится умственная деятельность человека.Охрана природы — рациональное использование природных ресурсов; система научно обоснованных мер, направленных на сохранение, рациональное (неистощительное) использование и воспроизводство природных ресурсов, в том числе на сбережение видового разнообразия (генофонда). Виды, нуждающиеся в охране, занесены в Красные книги.Экологическое мышление — анализ хозяйственных решений с точки зрения улучшения и сохранения окружающей среды.

Устойчивое развитие биосферы — процесс изменений, в котором согласованы процессы эксплуатации природных ресурсов. Экологическая устойчивость должна обеспечивать целостность биологических и физических природных систем, а также защиту их от агрессивного антропогенного воздействия и максимально возможное смягчение воздействия выбросов различных предприятий на окружающую среду

Особое внимание уделяется поддержанию жизнеспособности и биологического разнообразия экосистем, от многообразия которых зависит глобальная стабильность всей биосферы

Природоохранные мероприятия:

• Создание замкнутых производств (безотходных).
• Защита природы от вредных выбросов.
• Учет экологического баланса при планировании новых строек, лесозаготовок, мелиорации.
• Полное использование извлекаемых ресурсов и отходов.
• Овладение чистыми источниками энергии (солнца, ветра, волн, подземного тепла).
• Борьба с эрозией почв.

Принципы сохранения среды жизни сформулированы в 70-х гг. XX в.:

• необходимость разнообразия природы для её устойчивого развития;
• потенциальная полезность каждого компонента;
• всеобщие связи в живой природе.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Глобальные изменения в биосфере». Выберите дальнейшее действие:

Вернуться к Списку конспектов по Биологии.

Слайд 6В современном естествознании проблемы жизни в целом на Земле объединяются общим

понятием биосферы. Этот термин, выведенный в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом (1831— 1914), первоначально означал совокупность всех живых организмов на нашей планете. Однако в дальнейшем выяснилось, что биосфера представляет собой единство объектов живой и неживой природы, вовлеченных в сферу жизни. Два основных компонента биосферы — живые организмы и среда их обитания — непрерывно взаимодействуют и влияют друг на друга.

Понятие «биосфера»

Таким образом, биосфера — это вся совокупность связанных между собой биологическим круговоротом веществ и энергий биогеоценозов на поверхности Земли.

Вырубка лесов

Массовое сведение лесов — одна
из наиболее важных глобальных экологических
проблем современности. Лесные сообщества
играют важнейшую роль в нормальном функционировании
природных экосистем. Они поглощают атмосферные
загрязнения антропогенного происхождения,
защищают почву от эрозии, регулируют
нормальный сток поверхностных вод, препятствуют
снижению уровня грунтовых вод и заиливанию
рек, каналов и водохранилищ. Уменьшение
площади лесов нарушает процесс круговорота
кислорода и углерода в биосфере. Несмотря
на то что катастрофические последствия
сведения лесов уже широко известны, уничтожение
их продолжается. В настоящее время общая
площадь лесов на планете составляет около
42 млн км2, но она ежегодно уменьшается
на 2%.Особенно интенсивно уничтожаются
влажные тропические леса в Азии, Африке,
Америке и некоторых других регионах мира.
Так, в Африке леса занимали раньше около
60% ее территории, а сейчас — всего около
17%. Значительно сократились площади лесов
и в нашей стране. Леса уничтожаются так
быстро, что площади вырубок существенно
перевешивают площади посадок деревьев.
К настоящему времени в зоне лесов сведено
около половины их первоначальной площади.
Влажные тропические леса деградируют
и сокращают площадь со скоростью около
26 га в минуту, есть опасения, что они исчезнут
через 25 лет. Вырубленные участки влажного
тропического леса не восстанавливаются,
а на месте их образуются малопродуктивные
кустарные формации, а при сильной эрозии
почв происходит опустынивание. В связи
с вырубкой лесов сокращается водоносность
рек, высыхают озера, понижается уровень
грунтовых вод, усиливается эрозия почв,
более засушливым и континентальным становится
климат, часто возникают засухи и пыльные
бури.

 Сведение лесов влечет за
собой гибель их богатейших флоры и фауны.
Человек обедняет облик своей планеты.
Однако, кажется, человечество уже осознает,
что его существование на планете неразрывно
связано с жизнью и благополучием лесных
экосистем. Серьезные предупреждения
ученых, прозвучавшие в декларациях Организации
Объединенных Наций, других международных
организаций, начали находить отклик.
В последние годы во многих странах мира
стали успешно проводиться работы по искусственному
лесоразведению и организации высокопродуктивных
лесных плантаций.

Сокращение запасов полезных ископаемых

Неконтролируемое и все увеличивающееся потребление запасов руды и других даров планеты привело к закономерному результату – экология нарушилась, а человечество оказалось на грани кризиса. Полезные ископаемые долго копились в недрах, но современное общество выкачивает и выкапывает их невероятно быстро: например, из всего количества нефти, которая была добыта, половина – это результат последних 15 лет деятельности человека. Если продолжать в том же духе, хватит ее на несколько десятков лет.

ТОП-1 статья

которые читают вместе с этой

Вместо использования полезных ископаемых в качестве ресурсов для получения энергии можно с той же целью применять альтернативные и неисчерпаемые источники – солнце, ветер, тепло недр.

Экологические проблемы в России

Как крупнейшая страна мира Россия не только попадает под влияние глобальных экологических проблем, но и сама влияет на них. Список проблем с наибольшим влиянием:

• загрязнение и работа с отходами;
• вырубка лесов;
• проблемы в Арктике и на Байкале.

В России слабо развито экологическое законодательство, касающееся выбросов в атмосферу, почву и воды, а также касающееся работы с отходами. Это приводит к загрязнению экосистемы, разрушению озонового слоя (в Сибири), повышению температуры (таяние Кавказских ледников).

Отсутствие регулирования деятельности с отходами привело к образованию мусорных полигонов, превышающих по площади более 50 стран мира. Кроме этого, Россия ведет работу с ядерным оружием и топливом, что обозначает проблему захоронения ядерных отходов: они хранятся на незаселенных территориях на архипелаге Новая Земля, куда ограничен доступ независимых организаций для контроля.

Половину территории страны занимают леса, поэтому сокращение их площади из-за вырубки и лесных пожаров влияет на климат всей планеты. Арктические территории и Байкал пострадали из-за освоения человеком, поэтому необходимы меры для их защиты. Арктика в основном загрязнена военными отходами, Байкал – отходами целлюлозно-бумажного комбината.

Снижение биоразнообразия

Показателем жизнеспособности экосистемы планеты является биологическое разнообразие. Потребительское отношение к природе становится причиной вымирания видовых таксонов флоры и фауны. К началу 21 века только тропические районы планеты лишились более 100 видов животных, птиц.

Распашка, застройка целинных земель, расширение сельхозугодий, атмосферные выбросы, использование химикатов, строительство трубопроводов, браконьерство – далеко не полный перечень причин исчезновения биоразнообразия.

Если человечество не найдет пути решения проблемы, то лишится привычного мира, приблизив его к экологической катастрофе.

Функции биосферы

Все многочисленные функции биосферы можно объединить в две большие группы – образование биологической продукции и неорганических соединений и обеспечение устойчивого состояния экологических механизмов всех уровней.

Основой жизни на Земле является процесс фотосинтеза – именно на этой стадии происходит преобразование неорганических веществ в органические, т.е., преобразование неживого в живое за счёт использования космической энергии (прежде всего, солнечной радиации). Биологическая продукция, составляющая около 220 миллиардов тонн органического вещества в год, является самым важным возобновимым ресурсом планеты. Именно возможность использования солнечной энергии в процессе фотосинтеза обуславливает облик нашей планеты, её отличие от прочих планет Солнечной системы. Благодаря оптимальному расположению Земли в системе, она получает достаточное, но не избыточное количество радиации, которое расходуется в том числе и на поддержание жизни на планете. Жидкое ядро планеты вращается медленнее, чем её твёрдые оболочки, что создаёт магнитное поле Земли, за счёт которого планета подвергается меньшему воздействию солнечного ветра, и не получает избытка радиации, способной уничтожить всё живое.

В упрощённом виде, в процессе фотосинтеза растения используют углекислый газ атмосферы, воду и солнечную радиацию для образования кислорода и глюкозы – органического вещества. Далее в растениях и в организмах, поедающих растительность, глюкоза преобразуется в более сложные органические соединения.

Однако ещё более важную роль биосфера играет в стабилизации материальных и энергетических балансов всей экосферы. Каждый живой организм является неотъемлемой частью круговорота воды и большинства химических элементов (прежде всего, углерода, азота, кислорода, фосфора и серы), а также теплового баланса. Все перечисленные процессы реализуются в естественной среде с крайне высокой точностью. Например, по оценкам учёных, образование и распад органического вещества, другими словами, углеродный баланс, в природе происходит с точностью до сотых долей процента на протяжении десяти тысяч лет. Избыток теплового баланса, т.е., разница между поступающей на Землю радиацией и уходящей от неё в космическое пространство, составляет не более 1%, который, как предполагают учёные, расходуется на эволюцию живых и неживых систем планеты. Таким образом, любые нарушения экосистем приводят к нарушению крайне тонко сбалансированных природных процессов, что приводит к серьёзным, а то и катастрофическим последствиям.

Считается, что доля продуктивной функции биосферы на Земле составляет только 1%, в то время как на долю регулирующей функции приходится 99%. При этом воздействие человека наиболее существенно проявляется как раз в давлении на глобальные циклы Земли, приводящие к высокой степени разомкнутости круговоротов. Например, по оценкам экологов, в начале ХХI века образование антропогенного углерода привело к разнице между вносимым в цепочку углеродом и удаляемым из неё, которая составила 4% от первичной продукции планеты – в 400 раз больше естественной разницы этого элемента на Земле. Происходит это за счёт сжигания огромного количества топлива и крупнотоннажных производств органического сырья (например, различных полимеров). Таким образом, углерод из биосферы и литосферы перемещается в атмосферу со скоростью в сотни и тысячи раз большей естественной. По расчётам, к 2050 году эта разница, или степень разомкнутости баланса, достигнет 10%. Искусственно исключаемый из круговорота углерод возвращается в цикл гораздо медленнее, чем изымается из него, а значит, не может принимать участия и в первой функции биосферы – в производстве биологической продукции.