37

ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР

Научно-методический центр по эколого-валеологическому

образованию и воспитанию населения

СПЕШИТЕ СПАСТИ ПЛАНЕТУ !

Методическое пособие к видеосериалу

Серия: Экология Э-5, Часть 4

Переработали и дополнил

Ганюшин Л.А.

Новомосковск, 2000 г.

Настоящей работой мы продолжаем серию методических материа­лов, посвященных экологическим проблемам, истории экологии и ох­раны природы, толкованию законов экологии и экологического права.

Оглавление

Только одна атмосфера

Перед просмотром видеопрограммы

Учебные цели

Рекомендуемая литература

Обзор видеоматериала

Словарь ключевых терминов и понятий

После просмотра

Анализ увиденного

Дополнительные сведения

Проверьте свои взгляды и оценки

Проверьте Ваши знания

Библиография

Перед просмотром видеопрограммы

Учебные цели

После прочтения рекомендованной литературы и просмотра программы "Только одна атмосфера" Вы сможете:

- объяснить связь между использованием человечеством хлорфторуглеродов и озоновой дырой, а также обсудить опасность истощения озонового слоя для людей,

- описать механизм парникового эффекта и назвать его основные причины,

- описать наиболее вероятные последствия быстрого изменения климата и назвать некоторые шаги, которые могли бы быть предприняты для снижения темпов этого изменения,

- обсудить, почему для эффективного снижения опасности изменения климата потребуются международные соглашения,

- объяснить, как Ваши собственные действия способствуют возникновению парникового эффекта и назвать пути Вашего участия в решении этой проблемы.

Рекомендуемая литература

Миллер Тайлер Жизнь в окружающей среде: Программа всеобщего экологического образования, В 3-х кн., Изд. группа Прогресс, Пангея, М., 1993

Глава 4. Экологические системы: что они собой представляют и как функционируют?

Глава 5 Экологические системы: основные виды

Глава 19 Загрязнение воздуха

Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир, В 2-х томах, М., Мир, 1993

Часть IY

Загрязнение

Глава 12. Атмосферное загрязнение и борьба с ним

История проблемы загрязнения воздуха

Основные загрязнители воздуха и их воздействие Источники загрязнения и стратегии борьбы с ним

Загрязнение воздуха в помещениях

Пример. Влияние загрязнения воздуха на деревья

Глава 13.Кислотные осадки, парниковый эффект и нарушение озонового экрана

Кислотные осадки

Парниковый эффект

Нарушение озонового экрана

Пример. Парниковый эффект

Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология: Учебное пособие, 9-11 классы, М., Школа-Пресс, 1996

2.8. Реакции экосистем на загрязнение и разрушение

2.9. Экосистема и кислотные осадки

Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология, 9 класс, Изд. дом Дрофа, 1995

5.2. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы

Алексеев С.В. Экология, Учебник для 9 класса, СПб., СМИО ПРЕСС, 1997

Раздел I. Классическая экология

Глава 1. Экология организмов (аутэкология)

8. Наземно-воздушная среда

Практическая работа № 4. Оценка экологического состояния воздушной среды

Раздел II. Основные научные направления современной экологии

Глава 5. Глобальная экология

3. Проблема разрушения озонового слоя

4. Проблема "парникового эффекта"

5. Проблема кислотных дождей

Практическая работа № 10. Изучение и моделирование глобальных экологических проблем

Алексеев С.В. Экология, Учебное пособие для учащихся 10-11 классов - СПб.: СМИО Пресс, 1997

Глава 4. Промышленная (инженерная) экология

3. Загрязнение окружающей среды

4. Экологическое нормирование качества окружающей среды

5. Методы очистки сточных вод и газовых выбросов

Практическая работа № 8. Оценка экологического состояния воздушной среды

Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. Основы экологии, Учебник для 9 класса, М., Просвещение, 1997

Глава 6. Экологические основы охраны природы

35. Современное состояние и охрана атмосферы

Агаджанян Н.А., Торшин В.И. Экология человека: Живи согласно с природой, Избранные лекции, ММП Экоцентр, Изд. фирма Крук, М., 1994

Лекция четвертая. Атмосфера

Лосев А.В., Провадкин Г.Г. Социальная экология: Учебное пособие для вузов - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1998

Глава 2. Взаимодействие человека, природы и общества

Тема вторая. Человек и окружающая природная среда. Природные ресурсы и их рациональное использование и охрана

2. Охрана атмосферного воздуха

Обзор видеоматериала

Методическое пособие посвящено глобальным изменениям на планете, тому, каким образом деятельность людей вызвала эти изменения и какие ответные меры должны быть предприняты. Мы рассмотрим изменения, происходящие в атмосфере Земли, и оценим их значение для общества в настоящем и будущем.

Свидетельства многочисленных изменений в составе атмосферы, а также большая вероятность беспрецедентного глобального потепления при жизни следующего поколения заставили людей немедленно заняться проблемами окружающей среды.

Рекомендуемая литература дает представление о строении земной атмосферы, основных видах загрязняющих веществ и о влиянии загрязнения атмосферы на озоновый слой стратосферы и на земной климат. В нем подчеркивается роль солнца как основного источника энергии для жизни на планете и круговорота веществ в атмосфере и океане.

Уделите особое внимание обсуждению круговоротов углерода и воды и осознайте их важность для человеческой деятельности и их уязвимость. В учебнике рассматриваются также процессы, вызывающие истощение озонового слоя и глобальное потепление, и необходимые меры, которые должны быть приняты для сохранения устойчивости.

Сопутствующая видеопрограмма "Только одна атмосфера" посвящена изучению свидетельств того, что фундаментальные изменения в составе атмосферы вызваны антропогенной деятельностью. В ней также обобщаются современные знания ученых о последствиях этих изменений.

Программа начинается в Австралии, где возросшее количество онкологических заболеваний кожи с летальным исходом связывается с разрушением озонового слоя, в частности с близостью антарктической озоновой дыры. Далее в программе исследуется проблема парникового эффекта. Рассматриваются основной механизм и средства, используемые учеными для его изучения, возможные последствия быстрого повышения средней температуры Земли, а также нерешенные вопросы, на которые пытаются ответить исследователи. Программа заканчивается обзором различных мер, которые могут быть предприняты для сокращения выбросов "парниковых" газов и замедления темпов глобального потепления.

Изменения, происходящие в земной атмосфере, представляют бесспорное свидетельство того, что антропогенное воздействие на окружающую среду достигло нового уровня. Впервые в истории человечества эти проблемы приняли однозначно глобальный характер и не могут успешно решаться силами одного государства. Атмосферные и другие изменения окружающей среды формируют качественно новое понимание всеобщей угрозы деградации природы и диктуют острую необходимость разработки новых совместных подходов к сохранению среды человеческого обитания.

Словарь ключевых терминов и понятий

Земная атмосфера - многослойная смесь газов и водяных паров, окружающая земную поверхность слоем толщиной около 40 миль, что, при сравнении с яблоком, не толще яблочной кожуры. Многие газы участвуют в круговороте химических веществ в природе, например круговороты азота и углерода, которые поддерживают жизнь на Земле и формируют среду обитания на планете. На азот и кислород, как наиболее распространенные газы, приходится в атмосфере более 99%, а остальную часть составляют так называемые остаточные газы, включающие двуокись углерода, метан и другие "парниковые" газы.

Хлорфторуглероды, более известные в повседневной жизни как фреоны, представляют собой класс синтетических химических веществ, производство которых началось в 30-е годы нашего века, и которые широко применяются в качестве охлаждающих сред, пропеллентов в аэрозолях, растворителей и пенообразующих реагентов при изготовлении пенопласта. Устойчивые и инертные в нижних слоях атмосферы, эти химические вещества поднимаются в стратосферу, где солнечные лучи разлагают содержащиеся в них атомы хлора и фтора, вызывая целую серию реакций, которые приводят к разрушению озона в стратосфере.

Климатические модели - разработанные компьютерные программы, которые моделируют взаимодействие солнечной энергии с поверхностью суши, мировым океаном и атмосферой. При изменении приведенных в программе уравнений, которые отражают такие факторы, как газовый состав атмосферы или количество снега и льда на земной поверхности, ученые могут определить, каким образом земной климат (атмосферные осадки и температура) может с течением времени измениться под влиянием человеческой деятельности.

Парниковый эффект - это определение природного явления, при котором прозрачные газы атмосферы позволяют солнечным лучам нагревать поверхность Земли, а затем удерживают это тепло. Так же как температура внутри парника в солнечный зимний день выше температуры воздуха, так и Земля благодаря этому эффекту теплее, чем была бы в случае, если бы атмосфера не задерживала тепло. Газы, создающие этот эффект тепловой ловушки, составляют менее 1% всего объема атмосферы.

Галогены - синтетические химические вещества, относящиеся к хлорфторуглеродам, которые содержат больше брома, чем фтора или хлора. Широко применяются в качестве ингибиторов горения в огнетушителях. Также способствуют разрушению озонового слоя Земли.

Злокачественная меланома - часто летальная форма рака кожи, которая может возникать при чрезмерных уровнях ультрафиолетового облучения, например в регионах, над которыми озоновый слой подвергся разрушению. Ученые опасаются, что эта форма рака, похоже, станет более распространенной, если разрушение озонового слоя будет продолжаться.

Метан - природный газ, который получается в результате биологической ферментации при отсутствии кислорода и образуется в пищеварительном тракте домашнего скота и термитов, на затопленных рисовых полях и болотах, а также в районах мусорных свалок. Присутствующий в земной атмосфере в слабой, но быстро растущей концентрации метан является сильнодействующим "парниковым" газом, который удерживает тепло и способствует глобальному потеплению. Найденный в отложениях на дне Северного ледовитого океана и в недрах тундры гидрат метана является устойчивым соединением метана и льда. Если из-за парникового эффекта температура океана немного поднимется и климат в тундре потеплеет, как это прогнозируется, данное соединение может растаять и высвободить большое количество метана, который попадет в атмосферу, ускоряя глобальное потепление.

Озон - неустойчивый и химически активный газ, содержащий три атома кислорода, который образуется на больших высотах путем воздействия солнечного света на молекулярный кислород. Присутствующий в слабой концентрации в высоких слоях стратосферы озон поглощает ультрафиолетовое излучение солнца и уменьшает уровень губительной радиации, которая достигает поверхности Земли. Озон также образуется в околоземных слоях атмосферы при взаимодействии солнечного света с выхлопными газами автомобилей и промышленных предприятий.

Озоновая дыра - принятое в широких кругах название для явления, открытого в 1987 г., когда во время антарктической весны ученые определили неожиданно слабую концентрацию озона в стратосфере над Южным полюсом. Теперь известно, что исчезновение озона происходит в результате химических реакций, инициируемых хлорфторуглеродами. Спектр солнечного света включает ультрафиолетовое излучение, невидимое для человеческого глаза, но обладающее достаточной энергией для разрушения живых клеток растений и животных. Ультрафиолетовое облучение в больших дозах может вызвать раковые заболевания кожи, слепоту, нарушения иммунной системы у млекопитающих, а также привести к разрушению лиственного покрова и низкой урожайности некоторых видов растений.

После просмотра

Программа "Только одна атмосфера" затрагивает некоторые из наиболее серьезных опасностей, тревожащих научный мир и общественность, которые когда-либо угрожали человечеству. Попытайтесь соотнести проблемные исследования, представленные в телепрограмме с концепциями, обсуждаемыми в учебнике.

Рассмотрите следующие вопросы:

Что мы знаем? Как мы знаем?

Что мы можем сделать?

Кто выиграет, а кто проиграет?

Что мы знаем?

Наука о глобальных изменениях на Земле относительно молодая. В случае с разрушением озонового слоя как химические реакции, так и фактические свидетельства этого разрушения были выявлены только за последние 20 лет, причем многие из наиболее важных открытий и выводов были сделаны после 1985 г. Основной механизм парникового эффекта был впервые описан около 100 лет назад, а регулярные измерения увеличивающейся концентрации двуокиси углерода в атмосфере начались в 1957 г. Но только в последнем десятилетии ученые стали сочетать различные виды исследований для получения наглядного представления об угрозе, связанной с изменением климата.

Задействованные механизмы.

Явление истощения озонового слоя в настоящее время представляет собой один из наиболее изученных химических процессов в атмосфере. Вспомните, что первые изменения в озоновом слое были зафиксированы в полярных регионах. В отличие от многих химических реакций процесс, в ходе которого хлор (из хлорфторуглеродов) расщепляет молекулы озона, ускоряется в условиях очень низких температур, так как реакция происходит на частичках льда на больших высотах.

Сравните этот процесс с парниковым эффектом, суть которого заключается не в химических реакциях, а в накоплении в атмосфере молекул газа, которые сохраняют тепло и тем самым способствуют повышению температуры.

Составьте список химических веществ, которые, как считается, влияют, а разрушение озонового слоя и создание парникового эффекта.

Каким образом эти две проблемы связаны между собой?

Химические циклы.

Химические вещества в земной атмосфере не существуют сами по себе. Большинство из них участвуют в круговоротах веществ между атмосферой, мировым океаном и живыми организмами, известных как биогеохимические циклы; некоторые из них описаны в учебнике (или дополнительных материалах). Убедитесь в том, что Вам стали понятны круговороты азота и углерода в природе.

В начале видеопрограммы "Только одна атмосфера" диктор называет уголь, нефть и природный газ "ископаемыми видами солнечной энергии". Сможете ли Вы объяснить это выражение на примере круговорота углерода?

Хлорфторуглероды представляют собой синтетические химические вещества, которые никогда не существовали в природе, пока не были созданы в результате человеческой деятельности. Они не участвуют в естественном круговороте химических веществ в природе. Хлорфторуглероды демонстрируют феномен, касающийся всех загрязнителей суши и воды и заключающийся в определенном времени их существования. Хлорфторуглероды являются исключительно устойчивыми и "долгоживущими" химическими веществами, так как участвуют лишь в очень ограниченном наборе химических реакций. После высвобождения из аэрозольных упаковок или в результате утечки из кондиционеров они накапливаются в тропосфере (ближайшем к земной поверхности слое атмосферы) и могут оставаться там в течение 8 лет. Постепенно они поднимаются до уровня стратосферы (верхнего слоя атмосферы), где могут сохраняться в первоначальном виде на протяжении 100 лет. Только после длительного ультрафиолетового облучения на этих высотах хлор распадается, и его атомы начинаю разрушать молекулы озона. Это длительное время существования, а также быстрый рост производства и распространения хлорфторуглеродов после их открытия в 30-х годах означают, что концентрация этих веществ будет все больше увеличиваться, а разрушение озонового слоя усиливаться, даже если их производство будет немедленно прекращено. Наличие этих накапливаемых и долгоживущих веществ в атмосфере потребовало ограничить производство хлорфторуглеродов во всем мире.

Значение прошлых событий.

Программа "Только одна атмосфера" приводит несколько случаев, когда ученые использовали информацию о прошлых климатических изменениях для лучшего представления о скорости и наиболее вероятных последствиях климатических изменений, вызванных парниковым эффектом. Вспомните, как ученые использовали измерения концентрации двуокиси углерода в воздушных пузырьках, оставшихся в ледниках Гренландии и Антарктиды, для определения возможности современных климатических моделей воспроизвести природные условия последнего ледникового периода.

Какие другие примеры в программе могли бы помочь понять сложившуюся в наше время ситуацию на планете за счет понимания прошлых климатических изменений?

Антропогенное воздействие.

Все газы, которые, по мнению ученых, вызывают парниковый эффект, относятся к так называемым остаточным газам и по своему объему составляют очень незначительную часть атмосферы. Ознакомьтесь с составом атмосферы, изложенным в учебнике и дополнительных материалах. Упомянутые в программе газы - двуокись углерода, метан и хлорфторуглероды составляют всего лишь несколько сотых процента в общем объеме атмосферы. Именно это малое количество делает их чувствительными к человеческому воздействию. Другой фактор, о котором необходимо помнить, заключается в том, что разные газы обладают и различной "силой эффекта", то есть некоторые из них значительно эффективней других сохраняют тепло. Сто молекул хлорфторуглеродов, например, сохраняют столько же тепла в атмосфере, сколько миллион молекул двуокиси углерода.

Изменения в атмосфере, вызванные антропогенной деятельностью, произошли недавно и являются следствием жизнедеятельности нескольких поколений людей, живших со времени начала промышленной революции. Многие из наиболее важных изменений имели место уже после второй мировой войны, например, содержание двуокиси углерода в атмосфере увеличилось со времени промышленной революции приблизительно на 30%, однако за последние 30 лет выбросы углекислого газа превысили объем двух предыдущих столетий. Хлорфторуглероды появились в 1931 г., после чего их использование медленно, но неуклонно возрастало, причем особенно резко после второй мировой войны. Сегодня рост объемов этих веществ в атмосфере идет гораздо быстрее по сравнению с другими газами, создающими парниковый эффект. Проблемы, связанные с ними, встали впервые.

Как мы знаем?

Наука об атмосферных изменениях быстро развивается, и в программе "Только одна атмосфера" рассматриваются некоторые из наиболее важных технических приемов, которые используются для исследования земного климата. В ней представлены два наиболее существенных и взаимосвязанных направления научной деятельности: сбор непосредственных результатов наблюдений и измерений и создание моделей тех явлений, которые позволяют исследователям проверить свои гипотезы.

Измерения и непосредственные наблюдения. Какие измерения выполнены учеными для того, чтобы подтвердить факт происходящего разрушения озонового слоя? Почему они предпочли работать в полярных широтах? Какие наблюдения могут подтвердить наличие парникового эффекта? Почему большинство ученых отказываются признать факт начала глобального потепления климата Земли, признавая при этом теорию парникового эффекта?

Климатические модели.

Использование компьютеров революционизировало изучение климата и дало понимание парникового эффекта. Тем не менее, модели климата оставили без ответа многие важные вопросы. Климатические модели дают возможность ученым пойти дальше своих наблюдений и измерений и заглянуть в будущее или прошлое.

Рассмотрите разные способы применения моделей, представленных в программе "Только одна атмосфера". Какие прогнозы дают современные климатические модели при увеличении концентрации двуокиси углерода вдвое? Как используются модели для "предсказания прошлого"? Почему подобные испытания укрепляют уверенность ученых в точности их моделей? Каковы некоторые из факторов, пока еще не предусмотренных климатическими моделями, которые могут повлиять на прогнозы, касающиеся будущего изменения климата?

Что мы можем сделать?

Действовать, несмотря на неопределенность.

После просмотра программы "Только одна атмосфера" Вам станет ясно, что ученые никогда не смогут точно определить время наступления потепления планеты, когда ответственность людей за изменение климата станет для всех очевидной. На данный момент большинство ученых полагает, что любое промедление в деле уменьшения парникового эффекта может привести к катастрофе. Основной аспект этой проблемы и многих других вопросов, которые будут нами рассмотрены в сериале "Спешите спасти планету", заключается в необходимости разрешения все еще не до конца изученной проблемы. Как климатолог С. Шнайдер в интервью программе "Только одна атмосфера" объясняет причины своей уверенности в том, что обществу уже сейчас необходимо предпринять действия для ограничения парникового эффекта?

Основные направления ответных мер.

Программа описывает пять основных мер, которые могли бы предпринять США для снижения риска изменения климата, то есть мер, которые замедлили бы скорость распространения газов, вызывающих парниковый эффект, и тем самым отодвинули бы сроки возможного катастрофического потепления планеты. Назовите эти пять мер и вкратце изложите на бумаге, как каждая из них могла бы повлиять на Вашу жизнь. Какие изменения Вы бы ощутили лично? Какие шаги Вы можете предпринять независимо от решений политического руководства США? Какие мотивы побудили бы Вас сделать это?

Пределы адаптации.

Некоторые люди считают, что поскольку, земной климат может меняться в результате антропогенной деятельности, общество сможет адаптироваться к новым условиям, как это имело место в прошлом. Какие свидетельства приводятся в программе "Только одна атмосфера" в подтверждение того, что способность человечества к адаптации будет ограничена? Какая из трех основных опасностей, показанных в программе, - поднятие уровня Мирового океана, нарушения в обеспечении продовольствием или обострившаяся борьба за водные ресурсы, вызвала бы наибольшие трудности при принятии ответных мер? Почему Вы так считаете? Какая или какие из указанных причин могли бы повлиять на Вашу жизнь? Каким образом?

Кто выиграет, а кто проиграет?

Ответственность людей за изменения в земной атмосфере нельзя распределить поровну между всеми странами и народами, равно как и последствия изменения климата будут для одних значительно более пагубными, чем для других. Эти различные причины и следствия связаны с уровнем благосостояния людей, географическим положением и даже сроками наступления изменений. При изучении программы "Только одна атмосфера" остановитесь на анализе следующих вопросов, которые заставят Вас задуматься о проблемах распределения такой ответственности.

Какие причины изменения атмосферы обусловлены жизнедеятельностью промышленно развитых стран и какие - развивающихся стран?

Какие причины являются общими для всех стран и народов?

Какие последствия изменения атмосферы, по всей видимости, представят наибольшую опасность для народов стран, расположенных в тропической зоне?

Какие из них принесут наибольший ущерб странам, находящимся в зоне умеренного климата, например США?

Какие последствия будут наиболее значимыми для населения, проживающего вблизи Северного и Южного полюсов?

Какие последствия изменения атмосферы будут более актуальны для жителей прибрежных районов и островов по сравнению с обитателями материковой части суши?

Какого рода предупредительные и защитные меры им придется предусмотреть?

Какие последствия изменения атмосферы смогли бы проявиться уже в 90-е годы нашего века?

Какие из них не проявятся при жизни следующего поколения или даже дольше?

В какой мере, по Вашему мнению, нынешнее поколение несет ответственность за те условия в которых будут жить потомки?

Программа "Только одна атмосфера" подчеркивает необходимость международных соглашений и совместных усилий по принятию ответных мер перед лицом угрозы изменения атмосферы. Тот факт, что ни ответственность за саму проблему, ни подверженность ущербу, который будет нанесен, не распределены равномерно (или даже пропорционально) между странами и народами, исключительно затрудняет разработку подобных соглашений.

В какой мере, по Вашему мнению, индустриальные страны, которые до сих пор были основными виновниками выброса газов, вызывающих парниковый эффект, должны оказать помощь развивающимся странам в осознании этой проблемы и установлении контроля над распространением выбросов двуокиси углерода и других "парниковых" газов?

Почему индустриальные страны должны быть в курсе тех шагов, которые предпринимаются в этом направлении в других странах?

У нас будет достаточно возможностей рассмотреть этот вопрос, касающийся общей ответственности, на протяжении всего сериала "Спешите спасти планету".

Более подробная информация о рассматриваемых странах

Австралийский Союз занимает целый континент, примерно равный по площади Соединенным Штатам Америки и расположенный между южной частью Тихого океана и Индийским океаном. Крупнейшие города страны расположены в ее южной и восточной частях и находятся примерно на том же расстоянии от Южного полюса, как Нью-Йорк от Северного. Население Австралии 16,8 млн. человек, состоящее в основном из потомков британских поселенцев, проживает в высокоразвитом индустриальном обществе, уровень материального благосостояния которого сравним со странами Западной Европы. Прирост населения составляет менее 1% в год. Обширные внутренние территории Австралии занимает пустыня, и на большей ее части климат остается сухим и солнечным на протяжении всего года. Как и все индустриальные страны, Австралия практически полностью зависит от ископаемых видов топлива, используемого для нужд транспорта и энергетики. Хотя население страны и невелико, сжигание ископаемых видов топлива делает Австралию одним из основных виновников распространения двуокиси углерода. Согласно оценкам, в 1987 г. Австралия выбросила в атмосферу 65 млн. т углерода, что почти в 3 раза больше, чем в 1960 г. (большинство оценок выбросов в атмосферу двуокиси углерода основывается на удельном весе углерода, вычисленном на основании химического состава ископаемых видов топлива. 3,7 т углекислоты содержат одну тонну углерода). Ежегодно на каждого жителя Австралии приходится около 4 т выбрасываемого в атмосферу углерода, что является одним из самых высоких удельных показателей, характеризующих парниковый эффект, в любом обществе. Как показано в программе "Только одна атмосфера", Австралия была одной из первых стран, подвергшихся воздействию глобального изменения атмосферы (увеличение количества раковых заболеваний кожи вследствие истощения озонового слоя), и это чувство уязвимости, вероятно, укрепило решимость австралийцев предпринять конкретные меры по борьбе с последствиями климатических изменений. Летом 1989 г. премьер-министр Австралии Роберт Хаук объявил о новом курсе в области защиты окружающей среды, который включает мероприятия по посадке к 2000 г. 1 млн. деревьев для поглощения избытка углекислого газа. В мае 1989 г. в г. Хельсинки (Финляндия) Австралия присоединилась к другим странам, взявшим на себя обязательство к 2000 г. снять с производства и прекратить использование хлорфторуглеродов, наиболее разрушительных для озонового слоя. Кроме того, Австралия всегда являлась твердым сторонником планов по разработке международного договора, касающегося изменения состава атмосферы. Не являясь основным виновником возникновения этой проблемы, Австралия тем не менее своим примером может возглавить движение в поддержку международных решений и акций, необходимых для установления контроля над глобальным потеплением.

Джибути - небольшое государство в пустынных землях у Аденского залива между Эфиопией и Сомали, находится на тех же широтах, что и обширная пустыня Сахара на западе. Экономика этой пустынной страны, непригодной для ведения сельского хозяйства, полностью зависит от работы порта в заливе, через который проходит большая часть экспорта Эфиопии. Население страны насчитывает лишь 300 тыс. человек, большинство из которых проживает в портовом городе, однако там много и кочевников с небольшими стадами коз и овец. Ежегодный прирост населения в Джибути составляет около 2,5%. При таких темпах население страны удвоится примерно через 28 лет. Жизненный уровень типичен для засушливых африканских стран, где продолжительность жизни равна приблизительно 47 годам и около половины населения составляют дети в возрасте до 15 лет. Будучи одним из самых малонаселенных государств мира, Джибути, естественно, не является основным виновником изменения состава атмосферы. Страна слабо использует ископаемые виды топлива и не имеет на своей территории лесов, сжигание которых могло бы способствовать глобальному потеплению. Тем не менее, даже пример Джибути углубляет современное понимание причин климатических изменений.

Исследования, о которых идет речь в программе "Только одна атмосфера", свидетельствуют о том, что 9 тыс. лет назад эта страна была усеяна озерами и на ее территории существовали поселения людей, занимавшихся земледелием и собиравших урожаи зерновых благодаря сезонным дождям. Орбита Земли сместилась, муссонные дожди прекратились, и благоприятный климат страны постепенно сменился засушливым. Исследования в Джибути показали, каким образом изменения орбиты Земли могут повлиять на климат и как общества могут адаптироваться к изменениям, медленно протекавшим на протяжении тысячелетий. Некоторые районы планеты могут столкнуться с изменениями не меньшего масштаба уже при жизни следующего поколения, то есть времени для принятия эффективных предупредительных мер практически нет.

Государство Нидерланды (Голландия), расположенное в северной Европе на берегу Северного моря, является богатой и преуспевающей индустриальной страной с населением 14,8 млн. человек. Хотя население страны растет очень медленно, с ежегодным приростом, равным 0,4%. Нидерланды представляют собой один из самых густонаселенных районов Европы. Две трети территории государства расположены примерно на уровне моря, и много земли было отвоевано у моря благодаря дренажным системам и сооружению прочных защитных дамб. При ежегодном доходе в 11 тыс. долларов на душу населения Нидерланды являются достаточно процветающим государством, позволяя себе строить и поддерживать совершенные системы защиты от штормов и приливов. Доля валового национального продукта страны, выделяемая на сооружение и поддержание системы дамб, фактически превышает долю ВНП США, выделяемую на нужды национальной обороны. Зависимость Нидерландов, как и других европейских стран, от ископаемых видов топлива и промышленных технологий делает это государство одним из основных виновников загрязнения атмосферы. По оценкам специалистов, в 1987 г. вследствие сжигания ископаемы видов топлива Нидерланды выбросили в атмосферу 36 млн. т углерода, что составляет 2,5 т на каждого жителя страны. Этот уровень несколько ниже, чем в тех европейских странах, которые являются основными распространителями вредных газообразных выбросов вызывающих парниковый эффект, однако выше, чем, например, во Франции (которая использует главным образом атомную энергию) и в Норвегии (которая использует экологически безопасную и не загрязняющую среду гидроэнергию). Кроме того, Нидерланды по-прежнему связаны тесными экономическими и политическими узами с Индонезией, бывшей голландской колонией, которая сейчас занимает второе место в мире по выбросу двуокиси углерода вследствие уничтожения тропических лесов. Жизненно важная зависимость Нидерландов от повышения уровня моря и ее хорошо образованное, прогрессивное население способствовали формированию особого внимания к опасности глобального потепления. Занимая передовые позиции в деле рециркуляции отходов обладая одними из самых высоких в Европе показателями эффективности использования энергии, правительство Нидерландов рассматривает предложения по значительному увеличению инвестиций на развитие эффективной энергетики с целью заморозить и постепенно сократить уровень выбросов углерода. Страна поддержала международные усилия по установлению контроля над распространением хлорфторуглеродов и к 2000 г. планирует полностью прекратить их использование, идя дальше существующих международных соглашений. Голландия находится среди наиболее активных сторонников переговоров о заключении международного договора по проблемам атмосферы, который создал бы общий механизм стабилизации атмосферы и противодействия глобальному потеплению. На словах и на деле Голландия уделяет внимание некоторым наиболее важным проблемам, которые должны быть решены индустриальными странами в эпоху глобальных изменений.

Соединенные Штаты Америки, население которых составляет 250 млн. человек, занимают первое место в мире по загрязнению атмосферы. Совокупность таких факторов, как размеры страны, ее развитая экономика и зависимость от угля и нефти, является причиной ежегодного выброса в атмосферу 1,2 млрд. т углерода, что составляет примерно 20% от общемировых выбросов газов, получаемых при сгорании ископаемых видов топлива. Более того, показатель выбросов углерода на душу населения является самым высоки в мире, составив в 1987 г. более 5 т. Кроме этого, США являются крупнейшим в мире производителем хлорфторуглеродов, которые разрушают озоновый слой и составляют, согласно оценкам, 40% выбрасываемых США газов, вызывающих парниковый эффект. Восстановление лесов, поглощающих углерод, которое происходило в этом столетии во многих районах страны, было подорвано продолжающимся расширением городов, увеличением числа промышленных объектов и другими видами хозяйственной деятельности. Научные круги США, возможно, внесли наибольший вклад в дело изучения земной атмосферы и понимания процесса климатических изменений. Американские ученые первыми обнаружили изменение концентрации двуокиси углерода в атмосфере и определили химические реакции, в ходе которых хлорфторуглероды расщепляют молекулы озона. Национальный центр атмосферных исследований в штате Колорадо является ведущим в мире центром по созданию климатических моделей с использованием сверхмощной вычислительной техники. Национальный научный фонд оказал финансовую поддержку при исследовании озоновой дыры в Антарктике, а Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) изучило возможность истощения озонового слоя в арктических регионах. Американские ученые сотрудничают с учеными других стран с целью определения масштабов глобальных изменений. Осознание ответственности США за изменение атмосферы еще не перешло в конкретные действия. Правительство США, которое пренебрегало этой проблемой на протяжении нескольких лет, стало более серьезно относиться к опасности изменения климата. Однако прогресс в принятии шагов, которые могли бы снизить выброс углерода, то есть создание более совершенных автомобилей и заводов, соответствующая теплоизоляция жилых и служебных помещений, всеобъемлющая повторная переработка бумаги, стекла и металлов, а также создание источников энергии без использования ископаемых видов топлива, отличается низкими темпами и неравномерностью. Химические компании США разрабатывают химические вещества, способные заменить хлорфторуглероды; вместе с тем другие отрасли промышленности, например мощная автомобильная индустрия, в силу ведомственных интересов демонстрируют нежелание принимать необходимые меры. США поддерживают международные усилия по запрещению использования хлорфторуглеродов, а члены конгресса представили законопроект по глобальному потеплению, который определит государственные задачи по сокращению выбросов углерода. Однако этим инициативам предстоит пройти большой путь, прежде чем они станут национальной политикой. К счастью, общественное сознание быстро приближается к такому состоянию, когда более решительным действиям в этом направлении будет оказываться всеобщая поддержка.

Дополнительные материалы

Авторские лекции

Антропогенные факторы

Основные формы и последствия антропогенных воздействий

Основные этапы антропогенеза

Биологический вид Homo Sapiens молод и нов для миллиардолетней эволюции жизни на планете. Со времени, когда наши далекие предки стали впервые использовать для добычи пропитания палки, камни и другие подручные предметы, на Земле сменилось не более двух-трех тысяч поколений людей. Девяносто процентов своей истории человек провел в полном единении, гармонии с природой, существуя как ее часть, не посягая на ее правила и законы, добывая себе пищу охотой, рыбной ловлей, сбором ягод и корнеплодов. Около двухсот пятидесяти - трехсот поколений назад (тогда на Земле обитало примерно 10 миллионов людей) человек, исчерпав ресурсы охоты в местах привычного обитания, был вынужден, наряду с освоением новых территорий, перейти к качественно иному - оседлому образу жизни, освоив занятия земледелием и животноводством. Эта революция, необыкновенно раздвинув жизненные горизонты человека, положила начало двум негативным процессам, достигшим своего драматического апогея в наши дни.

Один из них - оскудение, вплоть до полного выведения из хозяйственного оборота плодородных почв. Сегодня этот процесс приобрел характер "тихой" катастрофы. За время существования земледелия человечество уже потеряло 2 млрд. га биологически продуктивных почв, ставших пустынями или засоленными, загрязненными бесплодными территориями. Это больше, чем площадь современной пашни во всем мире.

Второй процесс по своим последствиям не менее драматичен. Переход к земледелию и животноводству положил начало имущественному, социальному расслоению человечества, развитию в человеке пагубных тенденций к потребительству (сверх необходимого для жизни), накопительству, что, в свою очередь, привело к расширению масштабов войн и неостановимых конфликтов.

Вторая историческая революция - промышленная - началась в Европе всего восемь поколений назад (в то время на Земле обитало чуть более семисот миллионов человек). За прошедшие два с половиной столетия она небывалым образом расширила возможности человека, но к прежним негативным процессам усилив их, добавила новые. Сегодня эти процессы известны всем: недопустимое по масштабам извлечение невозобновимых природных ресурсов, загрязнение природной среды, ускорение роста населения.

Ныне человек стоит перед жестокой необходимостью самой, видимо, болезненной и далеко не всеми еще осознаваемой третьей революции. Экологической? Да. Социально-политической? Да. Научной и технологической? Тоже да. Но и первые, и вторые, и третьи проблемы могут решаться только в их совокупности, только в ходе всечеловеческой революции Нравственности и Разума - необходимого процесса перехода к устойчивому развития мира.

Научно-техническая революция и глобальный экологический кризис

Формы воздействий человека на среду обитания

и их глобальные последствия

Наряду с бесспорными положительными сторонами бурное развитие производственных сил, вызванное научно-технической революцией (НТР), сопровождается не менее стремительным ростом отрицательного (антропогенного) воздействии на окружающую среду.

Поистине пророчески звучат в наше время слова Ф. Энгельса: "Не будем, однако, обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет (правда, в первую очередь) те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых".

Воздействие человека на биосферу в глобальном смысле сводится, в основном, к четырем главным формам:

- изменение состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ (изъятие ископаемых, создание отвалов, изменение влагооборота);

- изменение энергетического, и в частности, теплового баланса отдельных районов земного шара;

- изменения, вносимые в биоту (вырубка лесов, сверхинтенсивное рыболовство, уничтожение редких видов и выведение новых пород животных и сортов растений, переселение их на новые места обитания);

- демографический взрыв в популяции человека.

Указанные формы антропогенных воздействий приводят к ряду глобальных последствий, негативных для жизнедеятельности человека и устойчивости биосферы в целом. Среди них, в первую очередь, необходимо выделить следующие:

- загрязнение до опасных пределов вредными для жизнедеятельности веществами атмосферы, гидросферы и почвы планеты;

- усиление губительных последствий УФ- и радиоактивных излучений, интенсивности ЭМП радио- и инфранизких частот, а также акустических полей;

- изменение климата планеты из-за изменения прозрачности атмосферы и альбедо Земли;

- нехватка пищевых ресурсов;

- истощение природно-энергетических и сырьевых запасов Земли;

- обеднение видового состава биоценоза и нарушение установившегося в природе равновесия популяций.

Масштабы антропогенных нагрузок на биосферу, их оценка

В настоящее время человек эксплуатирует более 55% суши, 13% речных вод, скорость сведения лесов 18 млн. га в год. Теряется (из-за застройки, горных работ, опустынивания и засоления) ежегодно до 70 тыс.км² земель, пригодных для землепользования. Добывается 100 млрд. т руды (20 т на человека). Сжигается 7 млрд. т условного топлива, выплавляется более 800 млн. т металлов, рассеивается более 500 млн. т минеральных удобрений и более 4 млн. т ядохимикатов (1/3 смывается в водоемы).

В практике используется до 500 тыс. химических соединений,40 тыс. - вредные, а 12 тыс. - токсичные. По некоторым данным годовая продукция по массе не превышает 1-2% от используемого сырья. Все остальное идет в отходы. В биосферу попадает более 30 млрд. т бытовых и промышленных отходов (газообразных, жидких и твердых), поступающих в атмосферу гидросферу и литосферу.

В 1993 году население планеты составило более 5,5 млрд. человек, а к 2020 году ожидается 8 млрд. Пропорционально должны возрасти и объемы потребления, а следовательно просто может не выдержать этого планета.

Нагрузка на биосферу складывается из двух связанных между собой видов воздействия. Первое воздействие - биопотребление - потребление части биоты в виде пищи и древесины. Второе - энергопотребление со стороны всех видов хозяйственной деятельности (промышленность, сельское хозяйство, транспорт), включая сопутствующие возмущения (нарушение озонового слоя, парниковый эффект) и загрязнения. Оба воздействия можно выражать в единицах мощности.

При сравнительных оценках разрушающего действия отдельных стран играет роль не сама антропогенная нагрузка, а ее плотность, то есть нагрузка, приходящаяся на единицу площади страны (на 1 кв. км).

Индекс антропогенной нагрузки на биосферу можно представить как отношение плотностей антропогенной нагрузки (мощности) для определенной страны и для всей суши планеты (без Антарктиды):

,

Здесь P_b и Р_e - мощности биопотребления и энергопотребления для страны, S - ее площадь. Значок "0" относит Р_b, Р_e, S к миру в целом. Если мощность биопотребления отражает населенность, то мощность энергопотребления - индустриальность, энерговооруженность.

Индексы антропогенной нагрузки на биосферу для крупных стран мира образуют следующую последовательность: Япония - 15,8; ФРГ (бывшая) - 14,5; Великобритания - 12,7; Италия - 8,1; Франция ­5,3; Индия - 4.0; США - 2,8; Китай - 1,9; Индонезия - 1,5; мир в целом - 1,0; СССР (бывший) - 0,85; Бразилия - 0,3.

Из приведенных данных следует вывод о том, что в разрушение биосферы наибольшую долю вносят высокоразвитые капиталистические страны мира, а также густонаселенные страны.

Индекс антропогенной нагрузки на биосферу страной мира введен для сравнения разрушающего действия отдельных стран. По нему можно рассчитать ренту, которую следовало бы взимать с отдельной страны за пользование биосферой.

Рента R будет тем больше, чем больше антропогенная нагрузка (суммарная мощность биопотребления и энергопотребления Р_b + Р_e), умноженная на индекс антропогенной нагрузки J, т.е.

,

Здесь коэффициент пропорциональности k - значение ренты за единицу мощности при индексе антропогенной нагрузки, равном единице. Значение k устанавливается мировым сообществом. Если мощность антропогенной нагрузки выразить в тераваттах (ТВт), а ренту - в млрд.$, то k будет иметь размерность млрд.$ / ТВт.

В табл.1 для ряда крупных стран приведены мощности биопотребления Р_b и энергопотребления Р_e, индекс антропогенной нагрузки J, а также годовая рента Re в млрд.$, рассчитанная для случайно выбранного значения = 9,56 млрд.$ / ТВт.

Таблица

Мощность биопотребления P_b, мощность энергопотребления индекс P_e,

индекс антропогенной нагрузки J и рента R

(при k = 9,56 млрд.$ / ТВт) для крупных стран мира

Страна

Население

Площадь

P_b

P_e

J

R

Япония

0,132

0,53

0,66

4,0

15,8

100

ФРГ (бывшая)

0,065

0,34

0,41

5,3

14,5

57

Великобритания

0,062

0,29

0,35

4,6

12,3

42

Италия

0,063

0,21

0,28

3,4

8,1

21

Франция

0,06

0,27

0,33

4,5

5,3

17

Индия

0,82

0,66

1,48

0,8

4,0

57

США

0,263

2,72

2,98

10,3

2,8

80

Китай

1,14

0,9

2,04

0,8

1,9

37

Мир в целом

5,24

10,0

15,24

1,9

1,0

СССР (бывший)

0,307

1,83

2,14

6,0

0,85

17

Бразилия

0,15

0,12

0,27

0,8

0,3

0,8

В индустриальных странах энергопотребление преобладает над биопотреблением. Отношение мощности энергопотребления к мощности биопотребления (Р_e/Р_b) образует следующую последовательность: США - 10.3; СССР - 6.0; ФРГ - 5.3; Великобритания - 4.6; Франция - 4,5; Япония - 4,0; Италия - 3,4; мир целом - 1,9; Китай - 0,8.

Априори можно предположить, что для развития модели устойчивого мирового сообщества желательно, чтобы в каждой стране мощность энергопотребления не превышала значительно мощность биопотребления.

Загрязнения среды обитания

Одним из наиболее распространенных последствий антропогенных воздействий, приводящих к наиболее существенным изменениям в биосфере, являются ее загрязнения.

Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотопа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, вода, почва.

Косвенными объектами загрязнения (жертвы загрязнения) являются составляющие биоценоза - растения, животные, микроорганизмы.

Классификация загрязнений

В большинстве случаев загрязнения представляют собой отходы различных производств, образующиеся наряду с готовой продукцией в результате переработки разнообразных природных ресурсов. Отходы (загрязнения) можно рассматривать как продукты обмена веществ между обществом и природой, как своеобразные «эксперименты производства". Типичным "организмом", осуществляющим такой обмен веществ является современный промышленный город. Загрязнения биосферы можно разделить на две большие группы: материальные и энергетические. В свою очередь материальные загрязнения подразделяются на выбросы в атмосферу (дифференциируемые по агрегатному состоянию), сточные воды (условно чистые и грязные) и твердые отходы (нетоксичные, токсичные, радиоактивные). Энергетические загрязнения подразделяются на тепловые, виброакустические, ЭМП радио- и инфрачастот, оптические и ионизирующие.

Количественная оценка загрязнений

Каждый из указанных видов загрязнений можно охарактеризовать количественно. Для материальных загрязнений это концентрация вредных веществ, а для энергетических - абсолютная или относительная (уровневая) величина характерного физического параметра.

Для всех видов загрязнений существует пороговый уровень загрязнителя, ниже которого не наблюдается отрицательных последствий. Обычно при увеличении экспозиции этот уровень может понизиться. Для разных загрязнителей пороговые уровни неодинаковы. Кроме того, по отношению к данному загрязнителю у различных видов и даже различных экземпляров одного вида могут быть неодинаковые пороговые уровни. Пороговый уровень зависит и от присутствия других загрязнителей или стрессовых факторов.

Особенность современного этапа НТР заключается в том, что уровни большинства загрязнений не соответствуют очистительным возможностям биосферы, т.е. существенно превосходят пороговые уровни. Человек перенасытил природу загрязняющими веществами. Из антропогенных источников их поступает в 10, а то и в 1000 раз больше, чем из естественных, в зависимости от вещества.

Одной из наиболее важных задач экологической науки является установление научно обоснованных предельно допустимых уровней по всем видам загрязнений (ПДК - для материальных и ПДУ - для энергетических загрязнений). Очевидно, что эти уровни должны быть ниже пороговых. Установленные на современном этапе нормативные допустимые уровни для различных видов загрязнений даются в нормативно-технической документации.

Негативные воздействия человека на биоту

Указанные воздействия прежде всего проявляются в уменьшении видового биологического разнообразия растительного и животного мира. Обусловлены они перепромыслом одних видов и массовым разведением других, вырубкой лесов и культивированием монокультур, демографическим взрывом в популяции самого человека. В данном разделе несколько подробнее остановимся на проблемах нарушения биологического разнообразия и уничтожение лесов.

Нарушение биологического разнообразия

Устойчивое состояние биосферы и жизнедеятельности самого человека во многом зависит от разнообразия биологических видов, популяций и экосистем. Биологические ресурсы кормят и одевают нас, обеспечивают жильем, лекарствами и духовной пищей. Биологическое разнообразие представляет собой большую ценность по экологическим, генетическим, социальным, экономическим, научным, образовательным, культурным, рекреационным и эстетическим причинам. Утрата биологического разнообразия на планете главным образом происходит из-за неразумной деятельности человека.

Последние достижения в области биотехнологии продемонстрировали важное потенциальное значение генетического материала растений, животных и микроорганизмов для сельского хозяйства, здравоохранения и благосостояния людей.

Социально-экономические выгоды биологического разнообразия:

- около 4,5 процента валового национального продукта США (примерно 87 млрд. долларов США в год) получают за счет диких видов;

- в Азии к середине 70-х годов генетические улучшения привели к росту производства пшеницы 2 млрд. долл. США, а риса - на 1,5 млрд. долл. США в год. Эти результаты были достигнуты за счет выведения и использования низкорослых сортов этих зерновых;

- сорт дикой пшеницы из Турции, не культивируемы в сельском хозяйстве, был использован для привития сопротивляемости болезням различным сортам коммерческой пшеницы, в результате чего только в США выгода составила 50 млн. долл. США в год;

- один ген эфиопского ячменя защищает сейчас от желтого карликового вируса урожай всего калифорнийского ячменя стоимостью в 160 млн. долл. США в год;

- древняя мексиканское дикое растение, родственное кукурузе, при скрещивании с современными сортами кукурузы может сберечь фермерам мира до 4.4 млрд. долл. США в год;

- стоимость лекарств, производимых в мире из дикорастущих растений и естественных продуктов, составляет около 40 млрд. долл. США в год;

- в 1960 году только один ребенок из пяти больных лейкемией имел шанс выжить. Теперь четверо из пяти имеют такой шанс. Это стало возможным благодаря лечению лекарственным препаратом, содержащим активные вещества, обнаруженные в тропическом лесном растении, родина которого - тропические леса Мадагаскара.

Мир должен сохранить биологическое разнообразие и обеспечить устойчивое использование его компонентов справедливым образом.

Уничтожение лесов

Леса являются источником промышленной древесины, топлива и других продуктов. Лесам также принадлежит важная роль в сохранении почвы и воды, поддержании здоровой атмосферы и биологического разнообразия растительного и животного мира.

Леса обладают способностью возобновления, и если управлять лесопользованием в соответствии с природоохранными требованиями, леса могут служить источником товаров и услуг, не снижая своей экологической значимости.

За счет лесов расширяются сельскохозяйственные угодья и пастбищное животноводство, продолжается хищнический лесоповал, леса страдают от пожаров, наносят ущерб лесам и загрязнения атмосферы. Причиняемый урон и вымирание лесов ведут к эрозии почвы, сокращению разнообразия растительного и животного мира, деградации бассейнов рек, снижению количества топливной и промышленной древесины. Уменьшается также экологическая роль леса, т.к. уменьшается поглощение двуокиси углерода и выделение кислорода. Ныне леса по всему миру оказались под угрозой неконтролируемого вырождения в результате возрастающих нагрузок со стороны человека.

За период исторической деятельности человека площадь лесов на планете уменьшилась с 75% до 27% поверхности суши, т.е. на 70%. Скорость уничтожения лесов составляет 20 га/мин. Так, например, на Урале ежегодно вырубается 18 млн. м³ вместо экологически допустимых 12 млн. м³. Гибель тропических лесов имеет наибольшие экологические последствия.

Выживание лесов зависит от того, сумеем ли мы признать и сохранить их экологическую, природоохранную, социальную и экономическую ценность. Эти факторы должны быть включены в национальные системы экономических счетов и учитываться при принятии решений относительно вариантов развития.

И в развитых, и в развивающихся странах в срочном порядке необходимо принять меры для сохранения и посадки лесов с целью поддержания или восстановления экологического баланса, а также для удовлетворения потребностей человека.

Последствия загрязнения атмосферы вредными веществами

Основные загрязнители воздуха

В качестве наиболее распространенных и опасных выделены восемь категорий загрязнителей.

1. Взвеси. Взвеси представляют собой крошечные частицы и капли, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии (пыли и аэрозоли). Мы наблюдаем их в виде смога или дымки. Другие загрязнители присутствуют в газообразном или парообразном состоянии и невидимы, за исключением буроватого диоксида азота. Взвеси могут переносить другие загрязнители, растворенные в них или приставшие к их поверхности.

2. Углеводороды и другие летучие органические соединения. Эта группа включает в себя бензин, растворители для красок и растворы органических чистящих веществ, переходящие в воздух в виде паров.

3. Угарный газ (СО). Он очень ядовит.

4. Оксиды азота (NO_х) Несколько газообразных соединений азота и кислорода.

5. Оксиды серы (S0_х), в основном диоксид, т.е. сернистый газ. Он ядовит как для растений, так и для животных.

6. Свинец и другие тяжелые металлы.

7. Озон и другие фотохимические окислители. Известно, чтo озон в верхних слоях атмосферы выполняет роль экрана, защищающего нас от ультрафиолетового излучения. В тоже время он высокотоксичен для растений и животных. Поэтому озон в приземной атмосфере опасный загрязнитель. Прекрасный пример формулы "загрязнитель это вещество, оказавшееся не на месте".

8. Кислоты, в основном серная и азотная. Они чаще всего присутствуют в виде капель жидкости, образующих кислотные дожди и туманы.

Необходимо отметить, что первые шесть загрязнителей являются непосредственными продуктами сжигания углеводородных топлив и различных отходов.

Озон и многочисленные органические соединения образуются в результате химических взаимодействий между оксидами азота и летучими углеводородами, стимулируемых солнечным светом. Так как свет дает энергию для этих реакций, их продукты называют фотохимическими окислителями. Под действием световой энергии диоксид азота распадается на монооксид и атом кислорода, а тот соединяется с О₂, давая озон (О₃). Процесс спонтанно обратим. Если отсутствуют другие факторы, озон и монооксид азота вновь реагируют с образованием монооксида азота и О₂, поэтому заметного накопления азота не происходит.

Но в присутствии углеводородов C_4n0H_4m реагирует с ними, а это влечет за собой два чрезвычайно неприятных последствия. Во-первых, образуются очень агрессивные и вредные органические соединения, известные под названием пероксиацилнитратов (ПАН); их также относят к фотохимическим окислителям. Во-вторых, NO_х таким образом связывается и происходит накопление озона.

Серная и азотная кислоты образуются при взаимодействии паров воды с оксидами серы и азота соответственно.

Наконец, сами взвеси также становятся более опасными, так как адсорбируют на поверхности частиц огромное количество других загрязняющих веществ. Под адсорбцией подразумевается простое прикрепление к поверхности (как мухи на липучке) в отличие от абсорбции, т.е. поглощения.

Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода, соединений серы и азота, углеводородов и промышленной пыли. За год в атмосферу Земли выбрасывается 200 млн. т. оксида углерода, более 20 млрд. т, диоксида углерода, 150 млн. т. диоксида серы, 53 млн. т. оксидов азота, свыше 250 млн. т. пыли, 120 млн. т. золы, более 50 млн. т. различных углеводородов.

Прогрессирующее насыщение биосферы тяжелыми металлами - одно из наиболее существенных глобальных последствий научно-технической революции. Подсчитано, что за всю историю человеческого общества выплавлено около 20 млрд. т. железа. Его количество, находящееся в сооружениях, машинах, оборудовании и т.д., сейчас составляет приблизительно 6 млрд. т. Следовательно, примерно 14 млрд. рассеяно в окружающей среде. Другие металлы рассеиваются еще больше. Например, рассеивание ртути и свинца составляет 80-90 % их годового производства. При сжигании угля с золой и отходящими газами некоторых элементов в окружающую среду поступает больше, чем добывается из недр: магния - в 1.5 раза, молибдена - в 3, мышьяка - в 7, титана - в 10, алюминия, йода, кобальта - в 15, ртути - в 50, лития, ванадия, стронция, бериллия, циркония - в сотни раз, галлия, германия - в тысячи раз, иттрия - в десятки тысяч раз.

Непосредственные воздействия загрязнителей на здоровье человека

Воздействие пылей

Реальную опасность для здоровья человека представляет выброс в атмосферу промышленной и транспортной пыли, особенно золы, которая, как было отмечено выше, содержит много токсичных веществ.

Влияние пыли на организм человека связано с ее дисперсностью. Мелкие частицы проникают в дыхательные пути и раздражают слизистые оболочки. Длительное воздействие очень мелкой пыли может привести к закупорке пор и снижению потоотделения. У людей, постоянно проживающих в условиях запыленной местности, наблюдаются фиброзные изменения в легких. Пыль, содержащая ядовитые вещества (мышьяк, ртуть, свинец), приводит к отравлениям. Например, свинцовая пыль, обладая кумулятивным действием, изменяет состав крови и костного мозга, вызывает мышечную слабость и паралич лучевого нерва, свинцовые колики, поражает головной мозг, разрушает нервную систему, ослабляет умственные способности, вызывает импотенцию, ускоряет старение.

Асбестовая пыль способна вызывать фиброз легких. Кроме того, она усиливает вредное действие диоксида серы.

Тяжелые металлы, выброшенные в атмосферу, включаются в природный круговорот. Накопление их в почве и воде опасно для всего живого. Ряд металлов отнесен к веществам, вызывающим раковые заболевания, в частности мышьяк и хром. Отравление

селеном обычно оканчивается смертельным исходом.

Воздействие газообразных загрязнений атмосферы

Вредное влияние на организм человека оказывает присутствие в воздухе токсичных газовых компонентов.

Оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем, а также способствует развитию атеросклероза.

Диоксид серы и другие ее соединения раздражают слизистую оболочку глаз и дыхательные пути. Продолжительные действия малых концентраций SO_х ведут к возникновению хронического гастрита, гепатопатии, бронхита, ларингита и других болезней. Есть сведения о связи между содержанием SO_х в воздухе и уровнем смертности от рака легких.

Сероводород действует на обоняние человека, вызывая головную боль, слабость, тошноту. Даже малые концентрации (его в газе) могут быть причиной функциональных расстройств центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Свободный хлор и его соединения действуют на обоняние, световую чувствительность глаз, нарушают ритм дыхания.

От соединений фтора появляется резкое раздражение кожи и слизистых оболочек. При их длительном воздействии возможно возникновение носовых кровотечений, насморка, кашля, пневмосклеротических изменений в легких.

Оксиды азота резко раздражают легкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуются метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникают головокружение, рвота, одышка.

Углеводороды раздражают дыхательные пути, появляются тошнота, головокружение, сонливость, расстройства дыхания и кровообращения. Некоторые углеводороды канцерогенны.

Фотохимический смог у многих людей вызывает головные боли, тошноту, раздражает глаза и горло, а также ухудшает состояние при хронических респираторных заболеваниях типа астмы и эмфиземы.

Смог усиливается при определенных погодных условиях, особенно - при температурной инверсии. Обычно на высоте температура воздуха ниже. В этом случае теплый воздух поднимается от земли, унося с собой загрязняющие вещества и рассеивая их на высоте. При температурной инверсии слой холодного воздуха над землей перекрыт теплым. В результате восходящее движение воздуха, уносящее загрязняющие вещества, блокируется, и они накапливаются над землей. Рельеф местности может усиливать эффект температурной инверсии.

Загрязнение воздуха в помещениях

У проблемы загрязнения воздуха в помещениях три аспекта. Во-первых, все больше веществ и оборудования, используемых дома или в офисах, выделяют потенциально опасные испарения. Во-вторых, помещения становятся все более и более герметичными, следовательно, попав туда, загрязняющие вещества накапливаются до опасных уровней. В-третьих, экспозиция загрязнению внутри помещений гораздо длительнее, чем на открытом воздухе. В среднем человек проводит в помещении 70-80 % своего времени, причем у тех, кто больше всего уязвим для загрязнения, а именно маленьких детей, беременных женщин, пожилых людей и хронических больных, этот процент еще выше. Существует множество источников загрязнения воздуха в помещениях. Среди них:

- формальдегид и другие синтетические органические соединения (применяемые при склеивании фанеры и ДСП, а также в качестве "размягчителей" для пористой резины и пластиковых обивочных материалов);

- продукты неполного сгорания топлива и примеси к нему из нагревательных систем типа газовых или мазутных плит, керосинок и дровяных печей; при хорошей герметизации помещений небезопасно даже полное сгорание топлива, так как сильно понижается содержание в воздухе кислорода;

- испарения жидкостей для мытья посуды и сантехники, а также других "сильных" моющих средств;

- испарение клеев и других материалов, используемых для домашних поделок;

- пестициды;

- освежители воздуха и дезинфицирующие средства; большинство освежителей либо подавляет чувство обоняния, либо привносит "сильный" аромат, заглушающий неприятный запах, так что о "свежести" воздуха речь не идет;

- аэрозоли всех видов;

- радон - радиоактивный газ, образующийся при спонтанном расщеплении радиоактивных веществ в недрах земли; он поднимается к поверхности земли и составляет часть естественного воздействующего на всех нас радиоактивного фона когда теплый воздух выходит сквозь крыши домов, создается разрежение, и радон, поступая через нижние этажи, может задерживаться в помещении, достигая опасных уровней;

- асбест - природный материал, состоящий из волокнистых кристаллов. В 1960-x годах было обнаружено, что вдыхание асбестовой пыли связано с уникальной формой рака легких, которая может появиться через 20-30 лет после экспозиции; Агентство охраны окружающей среды обратило внимание на асбест с середины 1970-х гг. и развернуло широкомасштабную компанию за удаление его из школьных помещений; однако эта программа выполнялась медленно и во многих зданиях, где используется множество изделий из этого материала, асбест остается до сих пор;

- курение; оно несет несравненно больший риск, чем среднее воздействие любого из перечисленных веществ, и может давать синергический эффект вместе с другими загрязнителями внутри помещения.

Воздействие вредных веществ на растительный мир

Наиболее острой является проблема загрязнения атмосферы серосодержащими веществами. Сера выделяется в атмосферу уже более 5 тыс. лет. Наиболее сильно загрязнено Северное полушарие Земли, в атмосфере которого находится до 90 % серы антропогенного происхождения. При соответствующих климатических и географических условиях в отдельных районах Земли возможно резкое повышение уровня загрязнения атмосферы.

Диоксид серы оказывает вредное действие на растения. Поступая внутрь листа при дыхании, SO₂ угнетает жизнедеятельность клеток. При этом листья растений сначала покрываются бурыми пятнами, а потом засыхают. В ряде мест имеются обширные

пространства отмершей или сильно поврежденной растительности с подветренной стороны от металлургических заводов или электростанций, работающих на угольном топливе. Это объясняется воздействием диоксида серы. В крупных городах растительность угнетается главным образом за счет влияния озона и других фотохимических окислителей.

Опыты продемонстрировали, что рост различных лесных растений снижается озоном на 32-57 %, даже когда его содержание ниже норм, признанных безопасными для здоровья человека. Установлено, что ущерб, наносимый растительности, нелинейным образом зависит от концентрации вредного вещества.

Это говорит о том, что существует критический уровень загрязнений.

Влияние загрязнений атмосферы на изменение климата планеты

Энергетический баланс планеты меняется вследствие изменения альбедо (отражательная способность) земной поверхности, прозрачности атмосферы и выделения в нее большого количества тепла.

Запыленность атмосферы оказывает влияние на отражательную способность Земли. Гигиенический стандарт атмосферы допускает суммарную запыленность в 1.5 т/га, а в отдельных промышленных районах она достигает 60 т/га. Частицы пыли какое-то время остаются в атмосфере, сокращая доступ ультрафиолетовой радиации и образуя ядра конденсации. Запыленность атмосферы способствует увеличению количества отраженной солнечной радиации и уменьшению количества радиации, достигающей Земли, что приводит к похолоданию климата. В то же время пыль, попадающая на поверхность ледников, поглощает солнечную энергию, способствуя их таянию.

Основную роль в изменении прозрачности воздуха играет накопление в атмосфере диоксида углерода. Ежегодно количество СО₂ в атмосфере возрастает на 0.4 %. В настоящее время концентрация СО₂ в атмосфере составляет 0,035%. Считают, что содержание СО₂ в атмосфере будет удваиваться каждые 23 года. Диоксид углерода поглощает инфракрасное - тепловое излучение, что при определенной концентрации может привести к глобальному повышению температуры.

Значительно усугубляют проблему некоторые другие газы, выбрасываемые человеком в атмосферу, особенно метан, хлорфторуглероды (ХФУ) и оксиды азота, поглощающие инфракрасное излучение в 50-100 раз сильнее, чем углекислый газ. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значительно ниже, они влияют на температурный режим планеты почти также, как и он.

В результате термином парниковые газы обозначают углекислый и другие газы, поглощающие инфракрасное излучение и приводящие к потеплению климата.

Степень потепления климата, обусловленная парниковым эффектом, спрогнозирована с использованием компьютерных моделей Вероятно на планете произойдет повсеместное потепление в среднем на 1,5-4,5°С до 2050 года. Оно будет более выражено в полярных районах (до 10°С) и менее - в экваториальных (1-2°С). Значительные разногласия возникают по вопросу о том, как такое потепление будет влиять на облачность и как это отразиться на распределении осадков.

Компьютерная модель оценивает возможные изменения средней температуры на земном шаре в ближайшие годы при трех различных вариантах накопления газов. Вариант "А" предусматривает продолжение роста выбросов в атмосферу парниковых газов, характерного для последних 20 лет (около 1,5 % в год). Вариант "Б" предполагает сохранение выбросов на нынешнем уровне, а "С" - их резкое сокращение. К 2000 г. все кривые обещают более высокую среднюю температуру планеты, чем на протяжении всей документированной истории человечества. Темная полоса - оценка глобальной температуры в межледниковые эпохи 6000 и 120 000 лет назад. За нулевую точку взята средняя температура с 1951 по 1980 г.

Нарушение озонового экрана

Как уже отмечалось, в спектре солнечного излучения около 10% составляет ультрафиолетовое излучение. Оно обладает большей удельной энергией, чем видимое излучение и, поглощаясь тканями живых организмов, разрушает молекулы белков и ДНК.

Если бы не ультрафиолетовое излучение, падающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь. Даже небольшая, доступная нам часть этого количества (меньше 1 %) вызывает загар и ежегодно 200000-600000 случаев рака кожи в США.

Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (свыше 99 %) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 км от поверхности земли. Этот слой обычно называют озоновым экраном. Необходимость его сохранения не требует доказательств. Однако некоторые антропогенные загрязняющие вещества его разрушают.

Формирование и разрушение озонового экрана

Интересно, что озон в стратосфере - это продукт воздействия самого ультрафиолета (УФ) на молекулы кислорода (О₂). В результате некоторые из них распадаются на свободные атомы, а те в свою очередь могут присоединиться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О₃). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы О, реагируя с молекулами озона, дают две молекулы О₂. Таким образом, количество озона в стратосфере не статично; оно представляет собой результат равновесия между этими двумя реакциями. Однако в 1970-е гг. ученые предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разложения озона, а люди невольно поставляют такие атомы в стратосферу десятилетиями. Относительно небольшое их количество может наносить значительный ущерб озоновому экрану, причем это влияние будет продолжаться неопределенно долго, так как атомы хлора покидают стратосферу очень медленно.

Источники атомов хлора, поступающих в атмосферу

Большая часть хлора, используемого на земле, например, для очистки воды представлена его растворимыми в воде соединениями или ионами. Следовательно, они вымываются из атмосферы осадками задолго до того, как попасть в стратосферу. Хлорофторуглероды (ХФУ), т.е. обыкновенные углеводородные (углеродводородные) молекулы, в которых некоторые атомы водорода замещены хлором и фтором - исключение. Они очень летучи (газообразны) и нерастворимы в воде. Следовательно, они не вымываются из атмосферы и, продолжая распространяться в ней, достигают стратосферы. Там они могут разлагаться, высвобождая атомарный хлор, который разрушает озон. Таким образом, ХФУ наносят ущерб, выступая в роли переносчиков атомов хлора в стратосферу.

Хлорфторуглероды относительно инертны химически (не реакционноспособны), негорючи и неядовиты. Более того, будучи газами при комнатной температуре, они сжижаются при небольшом давлении с выделением тепла, а испаряясь вновь его поглощают и охлаждаются. Эти свойства позволили применять их в следующих целях:

- Хлорфторуглероды используются практически во всех холодильниках, кондиционерах воздуха и тепловых насосах как хладоагенты.

- Вторая важнейшая область их применения - производство пористых пластмасс. ХФУ подмешивают в жидкие пластмассы при повышенном давлении (они растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, они вспенивают пластмассу, как углекислый газ содовую воду. И при этом улетучиваются в атмосферу.

- Третья основная область их применения - электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем, которая должна быть весьма тщательной. И опять же ХФУ попадают в атмосферу. Наконец, в большинстве стран, кроме США, их до сих пор используют как носители в аэрозольных баллончиках, которые, естественно, распыляют их в воздухе.

Озоновая дыра

Вскоре после появления в начале 1970-х гг. гипотезы о связи ХФУ с озоном, в США и некоторых других странах запретили их использование в аэрозольных баллончиках, но большинство стран этому примеру не последовало. Не отказались от использования ХФУ в других целях. Следовательно, выпуск и использование ХФУ во всем мире продолжали расти, а так как последующие анализы показали относительно небольшое содержание озона в атмосфере (1-2 %), вплоть до 1985 г. на это обращалось мало внимания.

Однако осенью 1985 г. спутниковые наблюдения обнаружили дыру в озоновом экране над Южным полюсом. Над территорией, равной по площади США, содержание озона сократилось на 50 %. Ранее предполагалось, что потери озона (сдвиг равновесия) будут происходить медленно, постепенно и равномерно над всей Землей. Дыра появилась неожиданно, и возникни она не над полюсом, а в другом месте, воздействие ультрафиолета привело бы к катастрофе.

Если бы к этой проблеме отнеслись серьезнее с самого начала, т.е. в 1970-е гг., все было бы проще. Она стала бы предупреждени­ем о том, что пассивно ждать развития событий всегда очень опасно. Серьезные нарушения биосферы могут происходить катастрофически, внезапно. В 1987 г. озоновая дыра была больше чем когда-либо. Ученые оказались бессильны предугадать то, что они узнали впоследствии: частицы облаков, формирующиеся при очень низких температурах стимулируют высвобождение атомов хлора из ХФУ. Таким образом, во время холодной антарктической зимы накапливается большое их количество, а затем весеннее солнце приводит к разрушению озона активным хлором.

В феврале 1989 г. ученые исследовали стратосферу над Арктикой и обнаружили присутствие тех же самых химических факторов. Они пришли к выводу, что и тут содержание озона может резко сократиться. Это будет зависеть только от конкретных погодных условий очередного года. Если над Арктикой образуется озоновая дыра, последствия будут серьезнее, так как там больше организмов, которые могут пострадать. Даже периодическое раскрытие дыры над Антарктидой чревато значительными потерями морского фитопланктона. Это сильно повлияет практически на всех антарктических животных от пингвинов до китов, так как фитопланктон - основа почти всех пищевых цепей данного региона. В настоящее время ученые занимаются этой проблемой.

Если нынешние выбросы ХФУ в атмосферу сохранятся, можно ожидать лишь расширения и "углубления" озоновых дыр над полюсами. Естественно, это повлечет за собой разрежение озонового слоя над всей планетой, что совершенно для нас не приемлемо.

Борьба с истощением запасов озона

В 1986 г. ООН в рамках своей Программы по окружающей среде провела встречу в Монреале (Канада). Странам-участницам удалось достичь так называемого Монреальского соглашения о сокращении производства ХФУ на 50 % к 1989 г., и химические компании принялись за поиски их заменителей. Однако это было еще до того, как влияние ХФУ на озоновый экран стало очевидным и выяснилась угроза арктическому озону. По условиям Монреальского соглашения общее содержание ХФУ в воздухе будет продолжать расти, а разрушение озона ускорится в 4 раза. Конечно, это недопустимо. На второй встрече в Хельсинки в 1989 г. намечено полностью отказаться от ХФУ к 2000 г., но некоторые считают даже такие сроки слишком долгими.

Проблема в том, что в уже существующих холодильниках и кондиционерах накоплено слишком много ХФУ: по мере их обычного выхода их строя количество ХФУ в атмосфере будет увеличиваться еще многие годы даже в случае полного и немедленного запрещения производства. Поэтому многие призывают к этому уже сейчас.

Кислотные осадки

В отсутствии любых загрязнителей у дождевой воды обычно слабокислая реакция (рН = 5,6), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ из воздуха с образованием слабой угольной кислоты. Таким образом, кислотными точнее назвать осадки с рН = 5,5 и ниже. К сожалению, они выпадают в большинстве промышленных районов вдоль западного побережья Северной Америки, а также почти над всей Европой рН дождя и снега обычно составляет около 4,5. Многие места в пределах этих регионов регулярно получают осадки с рН 4,0. Это - средние цифры. В отдельных случаях рН дождя может быть гораздо ниже, а туман и роса бывают более кислыми, чем дождь.

На значительных площадях промышленных зон и вокруг крупных городов осадки, как правило, в 10 - 1000 раз кислее нормальных.

Источники кислотных осадков

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (Н₂SO₄) и азотной (HNO₃) кислот. Обычно кислотность на 2/3 обусловлена первой из них и на 1/3 - второй.

Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема связана с выбросами данных элементов в воздух. Как известно, при сжигании топлива образуются диоксид серы и оксиды азота, значит можно догадаться и об источнике кислотных осадков. Доказательства были получены при анализах обычной влаги и в экспериментах, четко подтверждающих, что диоксид серы и оксиды азота постепенно реагируют с парами воды, давая через несколько этапов кислоты:

SO₂ + H₂0 = H₂S0₃

H₂S0₃ + H₂0 = H₂S0₄

NO₂ + H₂0 = HNO₃

Вымывая из атмосферы эти кислоты, осадки становятся кислотными. Их рН зависит от количества как кислот, так и воды, в которой они растворены. Сильные дожди обычно менее кислотные, так как воды в них относительно больше. У туманов рН может упасть ниже всего, поскольку здесь кислоты растворены в относительно меньшем количестве влаги.

В настоящее время известно, что кислоты могут выпадать из атмосферы и без воды сами по себе или с частицами пыли. Такие сухие кислотные отложения могут накапливаться на поверхности растений и при смачивании небольшим количеством влаги, например при выпадении росы, давать сильные кислоты. Таким образом, к кислотным осадкам надо относить и кислотную росу.

Кислотные осадки связаны в первую очередь с работой угольных электростанций, транспорта и промышленных предприятий. Так как кислотность осадков на 2/3 обусловлена диоксидом серы, а 3/4 этого вещества выбрасывается в воздух угольными электростанциями, их работой объясняется более 50% кислотных осадков - высокие трубы огромных ТЭС. Как уже говорилось, эти трубы предназначены специально для уменьшения загрязнения приземного воздуха диоксидом серы. Неудачный подход к решению проблемы (рассеивание загрязнителей) привели к усиленному превращению диоксида серы и оксидов азота в кислоты и их распространению на сотни километров от источника.

Влияние кислотных осадков на экосистемы

Уже более ста лет кислотные осадки признаются серьезной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах, но их влияние на экосистемы было отмечено только около 35 лет назад, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяций рыбы во многих озерах Швеции, провинции Онтарио (Канада) и гор Адирондак (шт. Нью-Йорк). В поисках причины этого были предложены разнообразные гипотезы. Шведские ученые первыми определили, что все дело в повышенной кислотности воды, и связали ее с ненормально низкими значениями рН осадков. С тех пор по мере распространения экологического ущерба выяснились различные пути разрушительного влияния осадков на экосистемы. Рассмотрим как это происходит.

Влияние на водные экосистемы

Значение рН среды чрезвычайно важно, так как от него зависит деятельность практически всех ферментов, гормонов и других белков в организме, регулирующих метаболизм, рост и развитие. На крупные виды незначительные изменения рН внешней среды могут не оказывать сильного влияния, так как метаболизм поддерживает внутренний рН на должном уровне, а кожа обеспечивает более или менее надежную защиту от нарушений. Однако яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей защищены недостаточно. При изменении реакции воды всего лишь на одну единицу рН по сравнению с оптимумом они в большинстве случаев испытывают серьезный стресс и часто погибают. У пресноводных озер, ручьев и прудов рН воды обычно составляют 6-7, и организмы адаптированы именно к этому уровню.

Когда среда водных экосистем подкислена, практически все организмы быстро вымирают, если не из-за прямого воздействия ионов Н, то из-за невозможности размножения. Влияние кислотных осадков на экосистемы иногда усиливается в период таяния снегов, когда все накопившиеся за зиму кислотные осадки устремляются в ручьи и реки как раз в период размножения большинства организмов.

Дополнительный ущерб возникает в связи с тем, что кислотные осадки, просачиваясь сквозь почву, способны выщелачивать алюминий и тяжелые металлы. Обычно присутствие этих элементов в почве не создает проблем, так как они связаны в нерастворимые соединения и, следовательно, не поглощаются организмами.

Однако при низких значениях рН их соединения растворяются, становятся доступными и оказывают сильное токсичное воздействие как на растения, так и на животных. Например, алюминий, довольно обильный во многих почвах, попадая в озера, вызывает аномалии развития и гибель эмбрионов рыбы.

В Швеции и Норвегии рыба погибла примерно в 6500 озерах и 7 реках, в которых водилась семга. В канадской провинции Онтарио около 1200 озер в настоящее время мертвы.

Ущерб не ограничивается гибелью рыбы и других водных обитателей. Многие пищевые цепи, охватывающие почти всех диких животных, начинаются в ручьях и реках. Например, в горах Адирондак, где в озерах уже не осталось рыбы, натуралисты заметили полное отсутствие гагар и другой водоплавающей дичи. Резко сократились популяции птиц, питающихся насекомыми, личинки которых развиваются в воде, а также енотов и многих других млекопитающих. Если так будет продолжаться, не трудно представить себе, что произойдет с гусями и другими перелетными птицами; ведь они останавливаются и кормятся на озерах.

Влияние на леса

Наряду с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. С 1963 по 1973 г. прирост ели в горах Грин-Маунтинс (Вермонт) сократился на 50%. Позднее ученые наблюдали аналогичное замедление роста на обширных территориях востока США и Калифорнии. Беспрецендентное число деревьев поражается насекомыми-вредителями и заболеваниями; в Новой Англии, Калифорнии и других районах, где выпадают кислотные осадки, буквально вымирают некоторые виды растений. Многие ученые считают эти осадки, как и озон, одной из важнейших причин деградации лесов, так как обнаружены следующие пути их влияния на растительность:

- нарушение поверхности при прямом контакте;

- вымывание биогенов;

- мобилизация алюминия и других токсичных элементов.

В свою очередь деревья, испытывающие воздействие одного или нескольких из этих стрессовых факторов, легче поражаются вредителями и патогенами.

Показателен пример из Европы. На границе между Восточной Германией и Чехией, где выпало много кислотных осадков, с вызывавшей беспокойство скоростью гибли леса. В 1980 г. 60% пихт здесь были здоровы. Через два года 98% их погибли или оказались на грани гибели. Столь же быстрая деградация лесов происходила по всей Западной Германии. По данным немецкого правительства, это результат увеличения загрязнения с 8 до 50% всего за два года (1982-1984). Сейчас в Северной Европе от этого пострадало около 50% лесов.

Можно предположить, что происходит с дикими видами животных, когда отмирают леса. Если лесная экосистема разрушается внезапно, эрозия почвы, засорение водоемов, наводнения и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими. Самое меньшее, можно ожидать сукцессию, при которой погибшие деревья будут замещены ацидофильными (т.е. "любящими кислотность") видами, состав которых очень ограничен. Большинство из них - это мхи, папоротники и другие низкорослые растения, не представляющие экономической ценности даже для выпаса.

Снижение буферной емкости и прогноз на будущее

Многие районы получают примерно одинаковое количество кислотных осадков, но последствия их выпадения различны. Одни участки остаются практически без изменений, тогда как другие подкисляются настолько, что становятся необитаемыми. Как это объяснить? И главное, как строить прогнозы на будущее?

Ключ к ответу на эти вопросы связан с понятием буферной емкости.

Защитить систему от изменения рН при добавлении кислоты может буфер. Так называют вещество, способное поглощать (или высвобождать) ионы водорода при данном значении рН. Когда в систему, содержащую буфер, добавляют кислоту, дополнительные ионы водорода им поглощаются и рН остается практически неизменным.

Многие, но далеко не все водоемы и почвы содержат в качестве буфера известняк, т.е. карбонат кальция (СaCO₃). Реакция ионов водорода с кабонат-ионами (CO₃) дает воду и углекислый газ. Это вызывает "шипение" кислоты, капнувшей на известняк. Давно используют известь (измельченный известняк) для нейтрализации кислых почв. Садовники охотно применяют для тех же целей яичную скорлупу, раковины устриц и других съедобных моллюсков, также состоящие из карбоната кальция.

Однако возможности любого буфера ограничены. Известь, например, просто расходуется, реагируя с кислотой. Поэтому говорят о буферной емкости системы. Когда она исчерпана, дополнительные ионы водорода остаются в растворе и происходит соответствующее понижение рН среды.

При одинаковом количестве кислотных осадков в первую очередь подкисляются и гибнут экосистемы с низкой буферной емкостью, а те, у которых она достаточно высока, не страдают. Но что произойдет в будущем, если выпадение кислотных осадков будет продолжаться?

Прежде всего, вызывает беспокойство возможность резкого усиления кислотного воздействия при исчерпании буферной емкости.

Влияние на людей и изделия

Некоторые специалисты обеспокоены тем, что мобилизация кислотными осадками алюминия и других токсичных элементов может привести к загрязнению как поверхностных, так и грунтовых вод. Как показано недавно, алюминий способен вызывать болезнь Альцгеймера, разновидность преждевременного старения. Повышенная кислотность воды мобилизует также свинец, употреблявшийся раньше при строительстве водопроводно-канализационных систем и для пайки медных труб. Таким образом, увеличение кислотности, вполне вероятно, обостряет проблему загрязнения среды ядовитыми химикатами.

Одно из ощутимых последствий кислотных осадков разрушение произведений искусства. Известняк и мрамор (тоже разновидность известняка) - излюбленные материалы для оформления фасадов зданий и сооружений памятников. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к их очень быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и здания, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными изменениями, сейчас растворяются и рассыпаются в крошево.

Однако если выпадение кислотных будет и в дальнейшем продолжаться в прежнем объеме, гораздо большее воздействие на человечество окажут потери озер и лесов, их экономической, экологической и эстетической ценности, а также последствия усиленной почвенной эрозии. Очевидно, что отсутствие приемлемой стратегии борьбы с этими осадками подрывает основы устойчивого развития общества.

Из материалов Встречи на высшем уровне "Планета Земля", ПРОГРАММА ДЕЙСТВИЙ, Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро, Публикация Центра "За наше общее будущее"

Авторы-составители предполагают использование в методическом пособии всех материалов "Встречи на высшем уровне - РИО-92".

Раздел второй: Сохранение и рациональное использование ресурсов

Защита атмосферы

Наша атмосфера во все большей степени испытывает воздействие газов, вызывающих парниковый эффект и грозящих изменением климата, а также химических веществ, уменьшающих озоновый слой. Другие загрязняющие вещества, включая те, которые вызывают кислотные дожди, нередко "путешествуют" в атмосфере на далекие расстояния и наносят ущерб земле и воде. Во многих частях света эти опасные вещества нередко пересекают государственные границы, прежде чем они осядут на поверхности Земли.

Главный источник выбросов в атмосферу - это потребление энергии. Потребление энергии существенно важно для экономического и социального развития, а также улучшения качества жизни. Однако большая часть мировой энергии производится и потребляется такими способами, которые нельзя сохранить в случае значительного увеличения общего объема производимой энергии. Борьба с выбросами в атмосферу будет зависеть от повышения эффективности производства, передачи, распределения и потребления энергии, а также от создания экологически безопасных энергетических систем.

В то же время, существует потребность в справедливом и достаточном объеме энергии для удовлетворения нужд в развивающихся странах. Внимание должно быть также уделено тем странам, которые в значительной степени зависят от экспорта или потребления ископаемых видов топлива, в частности, нефти, а также тем странам, промышленность которых является особенно энергоемкой. Некоторым странам нелегко найти альтернативу для ископаемых видов топлива.

Правительствам следует:

- Разработать более точную методику прогнозирования уровней атмосферного загрязнения и концентраций газов, вызывающих парниковый эффект, которые могут повлечь за собой опасные нарушения в системе климата и окружающей среде в целом.

- Модернизировать существующие энергетические системы для повышения их эффективности, разработать новые и возобновляемые источники энергии, например, энергию солнца, ветра, воды, биомассы, геотермальных источников, океана, животных и человека.

- Содействовать получению населением знаний о том, как разрабатывать и использовать более эффективные и менее загрязняющие виды энергии.

- Координировать региональные энергетические планы с тем, чтобы эффективно производить и распределять экологически безопасные виды энергии.

- Способствовать проведению экологической оценки и другим видам принятия решений, которые предусматривают сочетание энергетической, экологической и экономической политики на постоянной основе.

- Разработать для потребителей программы по маркировке энергоэффективности.

Транспорт - это существенный фактор экономического и социального развития, и потребность в нем безусловно будет возрастать, однако этот вид человеческой деятельности также является источником загрязнения атмосферы.

Правительствам следует:

- Стимулировать введение национальных стандартов энергоэффективности и уровня выбросов в атмосферу, а также способствовать ознакомлению населения с энергосистемами.

- Развивать эффективные, рентабельные, менее загрязняющие и более безопасные виды общественного транспорта в сельской местности и городах наряду с экологически оправданной сетью дорог.

- Поощрять виды транспорта, которые в минимальной степени загрязняют атмосферу и не наносят ущерб окружающей среде.

- Планировать городские и региональные поселения таким образом, чтобы снизить вредное воздействие транспорта на окружающую среду.

Промышленность обеспечивает товары, услуги и рабочие места, однако промышленное использование ресурсов и материалов является причиной загрязнения атмосферы. Промышленность должна более эффективно использовать материалы и ресурсы, устанавливать оборудование, контролирующие загрязнение среды, заменить хлорфторуглероды и другие разрушающие озоновый слой вещества более безопасными, а также снизить количество отходов. Повышение эффективности и снижение объема отходов выгодно в экологическом и экономическом отношении.

Правительствам следует:

- Использовать административные и экономические меры для стимулирования промышленности к разработке более безопасных, более чистых и эффективных технологий.

- Содействовать передаче таких технологий развивающимся странам.

- Использовать оценки экологического воздействия для содействия устойчивому промышленному развитию.

Определенные виды землепользования и использования морских ресурсов могут уменьшить количество зеленых растений, поглощающих из земной атмосферы двуокись углерода - газа, вызывающего парниковый эффект. Правительствам следует способствовать рациональному использованию и сохранению природных поглотителей и накопителей парниковых газов, включая леса и экосистемы соленой воды.

Озоновый слой в стратосфере планеты продолжает уменьшаться из-за выбросов в атмосферу хлорфторуглеродов и других веществ, содержащих химически активные соединения хлора и брома. Правительствам следует вводить в действие международные соглашения, призывающие к уменьшению использования веществ, разрушающих озоновый слой. Необходимо разработать безопасные заменители этих химических веществ и проследить за тем, чтобы они были доступны как развивающимся, так и развитым странам.

На основе исследований воздействия повышенного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, правительствам следует рассмотреть меры по защите здоровья людей, сельского хозяйства и жизни в морях.

Правительствам следует разработать или укрепить региональные соглашения, такие как Конвенция 1979 года о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, с целью уменьшения потоков загрязняющих веществ, причиняющих вред здоровью людей и лесов и ведущих к окислению озер и рек. Странам также следует иметь системы раннего оповещения и реагирования на загрязнение атмосферы в результате промышленных аварий, стихийных бедствий или уничтожения природных ресурсов.

Конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата

В результате деятельности человека возникает значительное количество газов, включая двуокись углерода, которые усиливают естественный парниковый эффект в атмосфере Земли.

Мировое сообщество озабочено тем, что повышение концентрации таких газов приведет к дальнейшему повышению температуры поверхности и атмосферы Земли, а это потепление, в свою очередь, окажет неблагоприятное воздействие на природные экосистемы и человечество.

Многие регионы являются особенно уязвимыми. К ним относятся: страны, расположенные в низменных равнинах и другие малые островные государства; низменные побережья и подверженные наводнениям районы; районы, подверженные засухе и опустыниванию, а также уязвимые горные экосистемы.

Странам следует защищать климатическую систему Земли на благо нынешнего и будущих поколений. Согласно Уставу Организации Объединенных Наций страны имеют право использовать свои собственные ресурсы, однако они несут ответственность за то, чтобы осуществляемая ими деятельность не наносила ущерба окружающей среде за пределами их границ.

Глобальный характер изменения климата требует самого широкого возможного сотрудничества между всеми странами и их участия в соответствующих эффективных и необходимых международных мероприятиях. Странам следует ввести в действие эффективное законодательство по вопросам окружающей среды для сокращения выбросов парниковых газов и обеспечения хода естественных процессов, которые могут удалить часть этих газов из атмосферы.

Конечная цель Конвенции об изменении климата заключается в том, чтобы добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые не будут оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Это следует сделать в сроки, достаточные для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющие избежать угрозы производству продовольствия и обеспечивающие дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Поскольку наибольшая доля происходивших в прошлом и нынешних глобальных выбросов парниковых газов приходится на развитые страны, им следует взять на себя руководство в борьбе с изменением климата и его неблагоприятными последствиями.

Развитые страны, а также многие страны, экономика которых находится на переходном этапе, такие, как страны Восточной Европы, должны проводить такую политику и принимать такие меры, которые ограничивали бы выбросы парниковых газов. Они должны также принимать меры по охране и улучшению состояния лесов и океанов, которые являются поглотителями и накопителями парниковых газов.

Поставленная перед этими государствами цель заключается в уменьшении их выбросов двуокиси углерода и других парниковых газов до уровней 1990 года. (Выбросы некоторых других парниковых газов, которые также наносят ущерб озоновому слою, контролируются согласно другим международным соглашениям).

В расчете на душу населения выбросы парниковых газов в развивающихся странах остаются все еще сравнительно низкими. Для этих стран первоочередными и основными задачами являются социально-экономическое развитие и ликвидация бедности. Доля развивающихся стран в глобальных выбросах парниковых газов будет расти по мере их экономического развития и увеличения объема используемой энергии.

Некоторые действия, направленные на решение проблемы изменения климата, могут быть оправданы экономически и могут также помочь в решении других проблем окружающей среды. Однако многие страны, особенно развивающиеся государства, экономика которых зависит от ископаемых видов топлива, могут столкнуться с серьезными трудностями при переходе на альтернативные виды топлива.

Пока еще довольно неопределенными остаются ответы на вопросы о времени, масштабах и региональных последствиях изменения климата, однако там, где существует угроза серьезного или необратимого ущерба, отсутствие полной научной определенности не должно служить причиной для отсрочки принятия мер по борьбе с загрязнением.

Развитые страны должны помогать развивающимся странам выполнить требования данной Конвенции и уменьшать последствия населения климата следующим образом:

- Предоставлять финансовую и техническую помощь для содействия этим странам в проведении измерений потоков парниковых газов.

- Оказать помощь странам, которые особенно уязвимы для пагубного воздействия изменения климата с тем, чтобы обеспечить им средства для адаптации.

- Представлять экологически безопасные технологии и ноу-хау, а также поддерживать развитие собственных технологий в этих странах.

Все страны должны:

- Предоставлять информацию об объемах выброса парниковых газов на их территориях и об их поглощении.

- Систематически публиковать последние данные о программах сокращения выбросов и адаптации к изменению климата.

- Содействовать рациональному использованию и сохранению таких поглотителей парниковых газов как растения, леса и океаны.

- Сотрудничать в планировании мер по уменьшению влияния изменения климата на прибрежные зоны, водные ресурсы и сельское хозяйство.

- Сотрудничать в защите районов, подверженных воздействием наводнений и засух, особенно в Африке.

- Информировать общественность об изменении климата и его последствиях, а также поощрять и облегчать участие населения в разработке стратегий реагирования.

Хотя изменение климата требует определенного внимания, государствам следует также содействовать развитию международной экономической системы в целях обеспечения устойчивого экономического роста и развития всех стран, особенно развивающихся. Это поможет им лучше справиться с проблемой изменения климата. Меры, принимаемые для борьбы с изменением климата, не должны произвольно использоваться для ограничения международной торговли.

Согласно Конвенции создается специальная группа по оказанию помощи в передаче финансовых средств и технологии для содействия странам в борьбе с парниковыми газами и изменением климата. В нее будет входить Глобальный экологический фонд Программы развития Организации Объединенных Наций, Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Международный банк реконструкции и развития.

Для того, чтобы данная Конвенция вступила в силу, она должна быть ратифицирована национальными законодательными органами по меньшей мере 50 стран.

Проверьте свои взгляды и оценки

1. Климатолог С. Шнайдер сравнивает современные прогнозы масштабов и сроков глобального потепления с жеребьевкой: предположение о том, что температура Земли к 2050 г. увеличится на 5 градусов по шкале Цельсия, дает 50% шансов того, что потепление будет существенным, и 50% того, что оно будет умеренным. Согласны ли Вы со Шнайдером в том, что 50% вероятности сурового или даже катастрофического климатического изменения достаточны для того, чтобы оправдать принятие необходимых мер уже сейчас для его избежания? Обоснуйте свой ответ "за" или "против". Какая степень вероятности автомобильной аварии или кражи со взломом убедит Вас в необходимости приобретения страховки?

2. США, самое процветающее общество в мире, кроме того, вносит наибольший вклад в изменение атмосферы, которое на протяжении нескольких последующих десятилетий окажет воздействие на все без исключения страны. Многие другие страны стремятся к той свободе, мобильности и материальному благосостоянию, которые американцы воспринимают как должное. Считаете ли Вы, что все государства имеют право на уровень жизни, сравнимый с американским? Каковы, по Вашему мнению, могли бы быть некоторые последствия того, что все люди на Земле жили бы как американцы? Согласны ли Вы с тем, что все страны "зашли слишком далеко" в погоне за материальным благополучием и что некоторые устремления должны быть умерены?

Проверьте свои знания

Вопросы для самопроверки

Выберите правильный ответ

1. Когда в декабре 1987 г. воздушная масса с пониженным содержанием озона оказалась над территорией Австралии, это привело к:

а. значительному повышению температур на австралийских пляжах,

б. повышенной вероятности заболевания раком кожи,

в. повышенным, по сравнению с обычными, уровням ультрафиолетового излучения солнца,

г. увеличению в стране выброса хлорфторуглеродов,

д. некоторые из перечисленных вариантов являются верными. Б, В

2. Злокачественная меланома и другие раковые заболевания кожи обусловливаются чрезмерным воздействием:

а. хлорфторуглеродов и галогенов,

б. озона,

в. ультрафиолетового излучения солнца,

г. высоких температур. В

3. За два столетия, прошедших со времени индустриальной революции, концентрация двуокиси углерода в атмосфере:

а. увеличилась на 100%,

б. осталась неизменной,

в. увеличилась на 30%,

г. уменьшилась на 25 %. А

4. Обсуждаемые в программе "Только одна атмосфера" климатические модели рассматривают последствия удваивания концентрации углекислого газа в атмосфере, то есть такого уровня, который:

а. никогда в действительности не будет достигнут на Земле,

б. будет, вероятно, достигнут к 2050 г.,

в. будет, вероятно, достигнут к 2000 г.,

г. не будет достигнут, если человечество прекратит использование хлорфторуглеродов. Б

5. Государство Джибути было включено в программу "Только одна атмосфера" в качестве примера того, что:

а. люди могут адаптироваться даже в условиях экстремальных климатических изменений,

б. глобальное потепление, похоже, вернет в Сахару озера и жизнь,

в. компьютерные модели, применяемые для прогнозирования будущих климатических изменений, могут также объяснить климатические изменения прошлого,

г. компьютерные модели, применяемые для прогнозирования будущих климатических изменений, не могут объяснить того факта, что когда-то в Сахаре существовали озера,

д. климатические изменения вызываются смещениями земной орбиты, а не человеческой деятельностью. А, Б, В

6. Одно из последствий глобального потепления - повышение уровня моря:

а. маловероятно, судя по имеющимся сейчас данным,

б. вероятно, так как увеличившееся количество осадков будет стекать в океаны,

в. вероятно, вследствие расширения воды при нагревании,

г. может быть вызвано таянием льдов на Северном и Южном полюсах Земли,

д. из перечисленных вариантов несколько являются верными. Б, Г

7. Голландия включена в программу "Только одна атмосфера" в качестве примера того, что:

а. хотя и за счет больших затрат, но любая страна может быть защищена от последствий повышения уровня моря,

б. в некоторых регионах уровень моря уже поднялся вследствие парникового эффекта,

в. стоимость систем защиты от наступающего моря была бы не по карману некоторым странам,

г. легче приспособиться к парниковому эффекту, чем предотвратить его,

д. из перечисленных вариантов несколько являются верными. А, Б, В

8. Если бы уровень моря в национальном парке Эверглейдз поднялся согласно прогнозам, то:

а. расширение площади заболоченных земель привлекло бы туда больше редких животных,

б. обитающие в парке животные переселились бы в более благоприятные для обитания районы Флориды,

в. города, фермы и дороги помешали бы миграциям животных,

г. данный район мог бы стать первым парком, пострадавшим от парникового эффекта,

д. из перечисленных вариантов несколько являются верными. Б, Г, В

9. Современное распределение облачности на Земле:

а. имеет, как считается, незначительный охлаждающий эффект,

б. не влияет, по-видимому, на общую температуру Земли,

в. имеет, как считается, небольшой согревающий эффект,

г. определяется выбросами двуокиси углерода,

д. еще не до конца изучено учеными. В, Г, Д

10. Фактором, который не включен в число ответных мер на глобальное потепление в программе "Только одна атмосфера", является:

а. производство автомобилей с более эффективным использованием топлива,

б. введение налога на использование ископаемых видов топлива для покрытия издержек, связанных с потеплением,

в. оборудование дымовых труб скрубберами (то есть газоочистителями) для улавливания двуокиси углерода,

г. более надежная теплоизоляция жилых и служебных помещений. А, В, Г

11. Какие пути решения проблемы Вы считаете правильными (на момент времени)? Проблема: Из года в год на АЭС происходит некоторая утечка атомной энергии, что соответственно, приводит к заражению радиацией окружающей среды.

а. прекращение действия существующих АЭС,

б. введение новой техники вместо устаревшей,

в. запретить строительство новых АЭС. Б

12. Какие из перечисленных факторов можно отнести к глобальным экологическим проблемам:

а. рост численности грызунов,

б. вредные выбросы в атмосферу,

в. рост численности населения земного шара. В

13. Какие меры по очистке жилой зоны от бытового мусора вы бы применили:

а. сжигание мусора,

б. вывоз на свалки,

в. создание производств вторичной переработки мусора. В

Верно или неверно, что:

1. Затопленные рисовые поля являются важным источником образования двуокиси углерода. (Верно)

2. Основным источником двуокиси углерода является сжигание ископаемых видов топлива. (Верно)

3. Уничтожение лесов способствует поглощению находящейся в атмосфере двуокиси углерода. (Неверно)

4. Метан нейтрализует действие двуокиси углерода в атмосфере. (Неверно)

5. Хлорфторуглероды способствуют как глобальному потеплению, так и истощению озонового слоя. (Верно)

6. В 1988 г. урожай зерновых в США сократился приблизительно вдвое. (Верно)

7. Высокие температуры благоприятствуют опылению зерновых растений. (Неверно)

8. Парниковый эффект компенсирует истощившийся поток воды в реке Колорадо увеличением нормы осадков на юго-западе США. (Неверно)

9. Система распределения воды из реки Колорадо не рассчитана на периоды, когда уровень воды в реке понижается. (Верно)

10. Лишь немногие крупнейшие реки в мире используются на полную мощность. (Верно)

Примерные вопросы для развернутых ответов

1. Объясните, каким образом ученые используют климатические модели для определения опасности климатических изменений.

2. Назовите один существенный фактор, не предусмотренный современными климатическими моделями.

3. Согласны ли Вы со следующим утверждением: дискуссии вокруг глобального потепления затрагивают вопросы о его масштабах и скорости, а не о том, произойдет ли оно вообще. Аргументируйте свой ответ.

4. Истощение озонового слоя и глобальное потепление представляют собой довольно сложные проблемы, которые ученые лишь начинают понемногу понимать. Объясните, почему первая из указанных проблем легче поддается разрешению, чем вторая.

5. Назовите пять ответных мер, необходимых для снижения опасности изменения климата и объясните их значимость. Каким, по Вашему мнению, должен быть первый шаг, предпринятый США для разрешения этой проблемы?

Библиография

1. Агесс П. Ключи к экологии, Пер.с фр., Л , 1982

2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития, М., 1994

3. Алексеев С.В. Экология: наука и область образования: Методические рекомендации, СПб., 1994

4. Андерсон Дж.М. Экология и науки об окружающей среде: биосфера, экосистемы, человек, Л., Гидрометеоиздат, 1985

5. Атлас экологии планеты Земля: Учебное пособие для школьников, Волгоград, 1994

6. Будыко М.И. Глобальная экология, М., Мысль, 1977

7. Введение в социальную экологию: в 2-х частях, М., 1993

8. Введение в экологию, Под ред. Ю.А. Казанского, М., ИздАт, 1992

9. Владимир Вернадский, Серия: Открытия и судьбы, М., 1993

10. Воронов А.Г. Биогеография с основами экологии, М., Изд-во МГУ, 1987

11. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере: Книга для учителя, М., Просвещение, 1989

12. Данилов-Данильян В.И. и др. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия, М., 1994

13. Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь, Кишинев, Гл. ред. МСЭ, 1990, 408 с.

14. Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы: Беседы о человеке в компании птиц и зверей, М., 1994

15. Дрейер О.К., Лось Б.В., Лось В.А. Глобальная проблематика и Римский Клуб, М., УРАО, ИВ РАН, 1995

16. Зверев И.Д. Социальная экология, М., 1996

17. Израэль Ю.П. Экология и контроль состояния природной среды, М., 1984

18. Кинг А., Шнайдер Б. Первая глобальная революция. Доклад "Римского клуба", М., 1991

19. Козлова Т.А., Сухова Т.С., Сивоглазов В.И. Экология, Книга для учителя, М., Школа-пресс, 1996

20. Коммонер Б. Замыкающийся круг: Природа, человек, технология, Л., 1979

21. Кондратьев К.Я., Донченко В.К., Лосев К.С. Экология, экономика, политика; Зеленый мир 1995 (27, 29, 31, 32), 1996 (2, 5, 6, 15, 16, 18)

22. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология: Тематическое планирование, 9 класс, М., Дрофа, 1995

23. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Шанс на выживание. Экология и научно-технических прогресс, М., Наука, 1992

24. Малкович Д.Ж. Социальная экология: Книга для учителя, М., Просвещение, 1991

25. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й., Беренс Т.Х. Пределы роста, М., Прогресс, 1991

26. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й., За пределами роста, М., Пангея, 1994

27. Моисеев Н.Н. Экология человечества глазами математика, (Человек, природа и будущее цивилизации), М., Мол. гвардия, 1988

28. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера, М., Мол. гвардия, 1990

29. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму, М., ИздАТ, 1993

30. Моисеев Н.Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы (Эколого-политологический анализ), М., Изд-во МНЭПУ, 1994

31. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек, М., 1986

32. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник, Пер. с нем., М., Прогресс, 1993

33. Перегудов В.А., Болдырев В.И. Основы экологических знаний, в 2-х частях, Тула, Приок. кн. изд-во, 1996

34. Печчеи А. Человеческие качества, Пер. с англ., М., 1980

35. Практикум по экологии, Под ред. С.В. Алексеева, М., АО МДС, 1996

36. Программа действия, Повестка дня на 21 век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении, Публикация Центра "За наше общее будущее".

37. Пространства России. Хрестоматия. Образ страны. М., 1994

38. Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Воздействие человека на биосферу, Пер. с фр., Л., 1981

39. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания, В 4-х кн., М., Мир, 1995

40. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник, М., Мысль, 1990

41. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник, М., Просвещение, 1992

42. Сохраним наш мир Кн. I и II, Учебное пособие для школьников, Волгоград, 1994

43. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология, М., Высшая школа, 1988

44. Суравегина И.Т., Мамедов Н.М. Экология: Задания, тесты, Рабочая тетрадь, М., Школа-Пресс, 1996

45. Суравегина И.Т., Сенкевич В.И. Как учить экологии: Пособие для учителя, М., Просвещение, 1995

46. Эдберг Р., Яблоков А. Трудный путь к воскресению: (Диалог на пороге третьего тысячелетия), М., Прогресс, 1989

47. Экологическая альтернатива, М., Прогресс, 1990

48. Экологическая азбука для детей и подростков М., Изд. МНЭПУ, 1995

49. Экология и география. Под ред. Глазачева С.Н., М., 1995

50. Экология России, Книга для учителя (Методический комментарий), Сивоглазов В.И., Сухова Т.С., Козлова Т.А., М., АО "МДС", 1995