Экологический кризис и экологическая катастрофа

Современный экологический  кризис.

     В наши дни третий антропогенный кризис дополнился четвертым глобальным термодинамическим (тепловым) кризисом или энергетическим кризисом потребления. Кроме научно-технической революции, он вызван кризисом сознания и увеличением потребления, т.е. идеалы потребительства стали превалировать над прежними идеалами человечества.

     Уже более 3 млн лет наблюдается усиление антропогенного воздействия на биосферу, которое происходит нелинейно, а в последние 40 -50 лет – в режиме самоускорения (или обострения).

     Термодинамический кризис вызывает климатические изменения в биосфере, связанные с парниковым эффектом, возникающим из-за загрязнения атмосферы парниковыми газами. Растущее потребление энергии и выделение парниковых газов грозит планете глобальной экологической катастрофой. Может произойти повышение уровня Мирового океана и затопление прибрежных земель (таких, как земли северной Европы) и многих крупных городов. Кроме этого, уже сейчас наблюдаются локальные кризисные ситуации, связанные с возникновением торнадо, цунами, резкими перепадами погоды, наводнениями – все это результат нарушения термодинамического режима нашей планеты. Выброс газов в атмосферу ведет еще к двум опасностям – выпадению кислотных осадков и разрушению озонового слоя.

     В результате нарастания самоускоряющихся негативных процессов (демографического взрыва, уничтожения биологических видов и целых экосистем, истощения природных ресурсов, загрязнения окружающей природной среды) биосфера в наше время оказалась в состоянии экологического кризиса и даже более того – на грани экологической катастрофы. Главными чертами этого кризисного состояния являются: истощение ресурсов, перенаселение, а также загрязнение биосферы чуждыми для нее веществами – ксенобиотиками. Основные критические процессы в биосфере – это достижение человеком и значительное превышение порога энергетического лимита; разрушение природных экосистем.

Так, в 1900г. естественные экосистемы сущи были разрушены на 20%, а сейчас – уже на 63%. Также подвержены разрушению морские экосистемы, прежде всего внутренние моря.

     В ХХ в. антропогенное воздействие усилилось. В начале века человечество потребляло примерно 1% чистой первичной биосферной продукции, а к концу века уже 10%. Кроме того, первичная продукция оказалась разрушена еще на 30%; при этом часть ее перераспределилась человеком в пользу сопровождающей фауны, т.е. домашних животных, крыс, мышей, тараканов, микроорганизмов. В результате нарушается круговорот биогенов, меняется их естественная концентрация во всех средах, а в итоге постоянно снижается биоразнообразие. По некоторым подсчетам в настоящее время гибнут тысячи биологических видов.

Всякая живая система, используя обратные связи, всегда стремится  к самосохранению. Система обратных связей в биосфере направлена на элиминацию человека как вида. Увеличивается  генетический «груз» человечества, отмечается рост психических и нервных заболеваний, снижается общая сопротивляемость болезням, усиливается стресс перенаселения  в городах, агрессия, страх и т.д. Человек для оправдания названия своего вида «Человек разумный» должен планировать дальнейшую деятельность так, чтобы сохранить оставшуюся и по возможности восстановить утраченную биоту планеты за счет естественной саморегуляции природной среды.

     Современная эпоха характеризуется нарастающей необходимостью соблюдения экологического императива, т.е. жесткого требования учитывать в хозяйственной деятельности человека природные экологические законы и ограничения, а также не превышать пределы экологической емкости природных экосистем. Емкость природных экосистем определяется их способностью к регенерации изъятых ресурсов и к восстановлению основных природных «резервуаров» (воздушного и водного бассейнов и земель), а также мощностью потоков биогеохимического круговорота. Если не учитывать экологическую емкость природных экосистем при развитии производства или при заселении каких-то участков земли, то возможны локальные кризисные ситуации.

     На основе данных о емкости биосферы были проведены расчеты энергетического лимита хозяйственной деятельности человечества. Получено, что лимит составляет 0,74 ^. 10¹² ТВт, тогда как валовая мощность энергетики современного общества (включая энергию ископаемых топлив), по данным В.Г. Горшкова, оценивается в 18 ^. 10¹² ТВт или в 24 раза больше допустимой величины.

     Энергетика природных биоценозов построена таким образом, что микроорганизмы (мелкие грибки и бактерии) потребляют примерно 90% энергии растительной биомассы, мелкие беспозвоночные животные – еще около 10%, а крупные животные – всего 1%. Эти организмы имеют малый коэффициент полезного действия, и их роль в биоте заключается в тонкой настройке функционирования сообществ. Следовательно, человек в естественных границах биосферы должен потреблять не более 1% добытой энергии, т.е. тратить только 1% на свои нужды, а 99% - на поддержание биоты.

     Биота является на данный момент естественным механизмом результативного управления окружающей средой, в которой только и может существовать человек. Сейчас энергетическая мощность биоты составляет примерно 1/1000 количества приходящей на Землю солнечной энергии. Столь малая часть регулирует климат, формирующийся за счет остального количества солнечной энергии. Увеличение доли биоты приведет к дисбалансу в климате планеты. Поэтому величина 1/1000 и является энергетическим лимитом, т.е. естественным барьером для дальнейшего увеличения хозяйственной деятельности человека.

Силу антропогенного воздействия  можно оценивать по следующим  основным критериям:

• вероятности сохранения природных экосистем;
• вероятности сохранения здоровья человека;
• хозяйственному значению.

Сохранность экосистем, как  правило, оценивается:

• по шкале биопродуктивности;
• по шкале разнообразия, включающей несколько индексов биологического разнообразия, обычно учитываемых при мониторинге.

     Таким образом, современное человечество находится на пороге экологической катастрофы, и непременным условием его дальнейшего существования является сохранение биосферы. Для этого следует выбрать такой путь развития цивилизации, при котором как можно быстрее удастся в несколько раз уменьшить антропогенное давление на природную среду и тем самым оградить природную биосферу от разрушения.

 

2. Понятие экологической катастрофы.

     Экологические кризисы и катастрофы – это нарушение природного экологического равновесия, потеря устойчивости биологическими системами. При этом кризисы не разрушают систему полностью, а приводят ее в состояние неустойчивости, из которого возможен выход к изменению уровня функционирования или управления системой, а также к гибели системы. Иными словами, последствия кризиса могут быть обратимы.

     Под экологической катастрофой понимается комплекс изменений в системе, которые ведут к ее исчезновению. При катастрофе нарушается одновременно большое количество взаимосвязей, прекращает функционировать системообразующий фактор, и система, как таковая, перестает существовать.

     Катастрофы  в биосфере за время ее существования  бывали редко и не оставляли  генетических следов, ибо приводили  к вымиранию большого количества  видов. После этого вымирания  происходили крупные эволюционные  перестройки, появлялись новые  виды, значительно отличавшиеся  по своей организации от предшествующих.

Причинами катастроф были необратимые природные явления (локальные  засухи, моры), а также перестройки (прежде всего климатические) во всей биосфере, связанные с периодами  горообразования, глобальных потеплений или похолоданий, образования, движения или таяния ледников. Во время тех древних катастроф вымирало более половины всех живущих на Земле видов, причем исчезали климаксные (устойчивые) сообщества и планета заселялась как бы заново, уже другими видами, которыми начинались новые (первичные) сукцессионные ряды.

2.1.Техногенные  катастрофы и катастрофы, возникшие  в результате военных действий.

     Значительное нарушение условий природной среды, которое приводит к экологической катастрофе, наблюдается в результате техногенных и военных действий. В таблице ниже представлены масштабные техногенные катастрофы ХХ века.

Место и дата катастрофы	Характер катастрофы	Погибло, чел.	Травмировано, чел.	Нанесенный ущерб
1	2	3	4	5
г. Оппау, Германия, 21.09.1921 г.	Взрыв 3 тыс. т аммонийной селитры	567	1500	Осталось без крова 7 тыс. жителей (10-20 млн ф. ст.)
г. Дзержинск, СССР. 1942 г.	Взрыв на заводе «Капролактам», выброс иприта	160	2000	–
г. Людвигсхафен. Германия, 28.07.1948г.	Взрыв газо-воздушного облака	207	3818	–
Кыштым, СССР, конец 1957 г.	Взрыв емкости хранения и  выброс радионуклидов	Сведения скрыты		Радиационное загрязнение территории в 15 тыс. км2 с населением 10 тыс. человек
г. Севезо, Италия, 10.07.1976г.	Выброс щелочного материала, содержащего диоксин	Нет	447	773 чел. эвакуированы: сильное загрязнение почвы в радиусе 4 км; уничтожены тысячи голов скота (20 млн ф. ст.)
Три-Майл-Айленд, США, 28.03.1979г.	Расплавление активной зоны ядерного реактора АЭС	Нет	Нет	Тысячи людей эвакуированы (1000 млн ф.ст.)
Массисауга, Канада, 11.11.1979г.	Выброс хлора в результате железнодорожного крушения	Нет	Нет	Из района площадью 125 км эвакуировано 240 тыс. чел. (1 млн ф.ст.)
Мехико, Мексика, 19.11.1984г.	Горение 6 тыс. т. сжиженного нефтяного газа	500	7097	39 тыс. чел. эвакуировано, уничтожены сотни домов в радиусе 300 м (13 млн ф.ст.)
Бхопал, Индия, 03.12.1984г.	Выброс в атмосферу 2000 метилизоционата	2000	200000	(100 млн ф.ст.)
Чернобыль, СССР, 26.04.1986г.	Неисправность ядерного реактора АЭС, пожар и взрыв с разрушением здания станции	531	244	Эвакуировано 116 тыс. чел.; сильное радиоактивное загрязнение местности на площади свыше 100 тыс. км2 (1500-2000 млн ф.ст.)
Базель, Швейцария, 01.11. 1986г.	Пожар на складе химической продукции	Нет	Нет	Заражение р. Рейн на протяжении 250 км (20 млн ф.ст.)
г. Арзамас, СССР, 04.06.1988г.	Взрыв железнодорожного грузового  поезда с тремя вагонами взрывчатых веществ	91	744	Разрушение пристанционных сооружений и жилых домов. Сброс  неочищенных сточных вод в  р. Теша (120 млн руб.)
г. Илнава, Литва, 20.03.1989г.	Авария на изотермическом хранилище ПО «Азот»	7	64	Выброс 7 тыс. т сжиженного аммиака, возгорание склада с нитрофоской. Химическое заражение местности с глубиной распространения до 40 км
Норвежское море, 07.04.1989г.	Гибель атомной подводной  лодки «Комсомолец» с ядерным оружием на борту	42	–	Разрушение АПЛ, потенциальная  опасность утечки радиоактивных  веществ и радиоактивного загрязнения  одного из наиболее продуктивных районов Мирового океана
Башкирия, СССР, 03.06.1989г.	Взрыв на продуктопроводе  и железнодорожная катастрофа	800	484	Разрушены 2 поезда и 350 м железнодорожного пути
г. Кливленд, США. 20.10.1994г.	Пожар. Сгорело 3 тыс. т сжиженного газа	128	200-400	Разрушено 80 жилых домов (20млнф.ст.)
Республика Башкортостан. Россия, 07.08.1994г.	Прорыв плотины Тирлянского  водохранилища Белорецкого металлургического  комбината	39	–	Разрушены жилые дома и  производственные здания, автомобильный  и железнодорожный мосты
Республика Коми, Россия, 17.08.1994г.	Авария на нефтепроводе Харьяга-Усинск	Нет	Нет	Утечка на рельеф местности  79 тыс. т нефти. Площадь загрязнения - 69 га (62 млрд руб.)
г. Аберфан, Великобритания, 21.10.1996г.	Обвал продуктов угледобычи на здание школы и жилые дома	147 (в том числе 116 детей)	–	–
Японское море, 02.01.1997г.	Катастрофа российского  танкера «Находка»	1	–	Разлив 19 тыс. т нефтепродуктов, загрязнение Японского моря и побережья
Саратовская обл., п. Терновка, Россия, 16.02.1997г.	Прорыв нефтепровода Самара-Тихорецкая	–	–	Утечка нефти на рельеф - местности -1500т, в водные объекты - 600 т

   

     Примером экологической  катастрофы, вызванной воинским  конфликтом, являются события, которые  происходили на территории Кувейта  и близлежащих территорий Персидского  залива после операции «Буря  в пустыне» в начале 1991 года. Отступая  из Кувейта, иракские оккупанты  подорвали взрывчаткой свыше  500 нефтяных буровых скважин. Значительная  их часть вспыхнула и горела  на протяжении 6 месяцев, отравляя  вредными газами и сажей большую  территорию. Из буровых скважин,  которые не воспламенились, нефть  била фонтанами, образовывая большие  озера, и стекала в Персидский  залив. Сюда же вылилось большое  количество нефти из подорванных  терминалов и танкеров. В результате  нефтью было покрыто около  1554 км² поверхности моря, 450 км береговой полосы, где погибло большинство птиц, морских черепах, дюгоней и других животных. В огневых факелах ежесуточно сгорало 7,3 млн л нефти, которая равняется объему нефти, ежедневно импортируемой США.  Тучи сажи от пожаров поднимались на высоту до 3 км и разносились ветрами далеко за границы Кувейта – черные дожди выпадали в Саудовской Аравии и Иране, черный снег – в Кашмире (за 2000 км от Кувейта). Загрязнение нефтяной сажей воздуха вредно влияло на здоровье людей, так как она содержала много канцерогенов. Эксперты установили, что эта катастрофа сопровождалась такими явлениями, как:

1. Тепловое загрязнение (86 млн кВт ежесуточно). Для сравнения, такое же количество тепла выделяется вследствие лесного пожара на площади 200 га;
2. Сажа от горящей нефти – 12 000 т ежесуточно;
3. СО₂– 1,9 млн т ежесуточно (это составляет 2% всего углекислого газа, что выделяется в атмосферу Земли вследствие сжигания минерального топлива всеми странами мира);
4. SO₂– 20 000 т ежесуточно (что составляет 57 % его количества, которое ежесуточно поступает из топок всех ТЭЦ США).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

     Еще совсем  недавно казалось, что основная  цель человечества – сделать  людей богатыми и сытыми. Теперь  этого уже мало.

     Вспомним сказку  о золотой антилопе, где жадный  правитель был заживо погребен  под огромной горой золотых  монет. Да, он стал богатым,  но все равно не смог выжить, имея все это богатство. Аналогично  и в современном человеческом  обществе – богатства и сытости  уже не достаточно для выживания. Нужна также благоприятная среда жизни.

     В настоящее  время ни одна страна мира  не может решить автономно  весь спектр экологических проблем,  которые сопутствуют человеку  в его повседневной жизни. Однако  выход из экологического кризиса  возможен, необходимо только объединить  усилия всех стран для осуществления  международного сотрудничества  в этом процессе.