Вплив діяльності людини на навколишнє середовище.
1.Загальна характеристика впливу людини на планетарні та космічні ресурси.
Забруднення навколишнього середовища можуть бути природними і штучними. Природнізабруднення навколишнього середовища обумовлюються надходженням космічного пилу і космічним випромінюванням (неземне забруднення), виверженням вулканів, вивітрюванням гірських порід, курними бурями, лісовими пожежами й іншими факторами (земне забруднення).
Проте природа має дивну стабільність. Наприклад, були роки, коли епідемії і стихійні лиха призводили до загибелі майже половини певного виду тварин, але через декілька років їх кількість відновлювалася.
І тільки одне – вплив людини (штучне забруднення) – дуже легко і за короткий період приводить до корінних змін у природному балансі природи. Приведемо приклад такого глобального впливу людини на природу. Коротко розглянемо, як людина у результаті своєї життєдіяльності безглуздо витрачає і знищує кисень повітря (О2), тим самим підводячи себе і своє покоління до неминучої загибелі. Вільний кисень, який є основним продуктом життєдіяльності, сам підтримує життя на Землі. Щорічно в результаті фотосинтезу утворюється 120 – 190 мільярдів тонн О2. Повне відновлення кисню через живу речовину відбувається тільки за 2000 років. У першу чергу, кисень необхідний для дихання людини, і фізіологічні потреби допускають зниження концентрації кисню не більш ніж на 1%. По-друге, людина в результаті своєї життєдіяльності використовує кисень як сировину у виробничих процесах. При згорянні 1 тонни вугілля витрачається кількість кисню, яка дорівнює 10 річним людським нормам. Наприклад, у 1969 році на спалювання пальних матеріалів витратилося 14 млрд. тонн О2, тобто 12% кисню, який щорічно виробляється у біосфері. Виходить, через 80 років кисню буде спалюватися стільки ж, скільки його виробляється на фотосинтезі. А якщо врахувати, що ці процеси інтенсифікуються, то й витрата кисню різко зростає.
По підрахунках учених, промисловість США споживає кисню більше, ніж його виділяє рослинний світ цієї країни. А це значить, що найбільша індустріальна країна світу живе на "кисневому утриманні" інших країн і світового океану.
По-третє, кисень витрачається на створення і збереження озонового прошарку, що служить надійним щитом Землі від космічної радіації.
У процесі своєї життєдіяльності людина руйнує озоновий шар по двох напрямках. З одного боку, людина, інтенсивно використовуючи кисень атмосфери, порушує стійку рівновагу, що веде до зменшення утворення озону. З іншого боку, руйнуючи біосферу, викидаючи в атмосферу різні відходи виробництва, людина руйнує озон, що утворився. Наприклад, фреони, що використовуються в медицині, кондиціонерах і таке інше, потрапляючи в атмосферу, під дією сонячних променів розкладаються і виділяють атоми хлору. Кожен атом хлору знищує до тисячі молекул озону. Через 50 – 60 років такі темпи викидів призведуть до серйозного виснаження озонового прошарку. Тоді смертоносна для мікроорганізмів ультрафіолетова короткохвильова частина сонячної радіації заллє поверхню Землі. Вже сьогодні вчених усього світу турбують озонові діри, що з'являються над Антарктидою, (зміст озону зменшився на 40%). Таким чином, нерозумний вплив людини в процесі життєдіяльності тільки на кисень атмосфери може призвести людство до сумних наслідків (глобального підвищення температури, збільшення радіації, зміні клімату) [3, 16 – 18].
2. Вплив діяльності людини на водні ресурси.
Давньогрецький філософ Фалес Мілетський стверджував: "Вода є початок усіх речей". Ми живемо на найводяній планеті системи Сонця, але 97% усієї води – це сильно мінералізована (солона) вода, що не може використовуватися для питва й необхідності промисловості. Для живлення промисловості, сільського господарства, населення потрібна прісна вода, що існує у вигляді льодовиків (2%), підземних вод (1%). У результаті життєдіяльності людство нераціонально використовує воду. Ми стаємо свідками нового явища, коли натуральна питна вода перетворюється в товар торгівлі і дорогоцінну сировину.
Що ж таке "чиста вода" – питна вода? Якість такої води характеризується температурою, кольором, запахом, прозорістю, наявністю опадів, сухим залишком (сумарна кількість мінеральних і органічних домішок після випарювання, мГ/л), загальною кислотністю і лужністю й іншими показниками.
При повному санітарно-хімічному аналізі води проводять більш 20 видів досліджень. Одним з важливих показників якості води є її загальна мінералізація. При змісті солі 1 Г/л вода не придатна для питва і господарських потреб. Важливим санітарно-гігієнічним показником води є колітитр (концентрація кишкових паличок у 1000 мГ води) і ГДК.
Природний круговорот самоочисної води, що забезпечує життя на Землі, оцінюється в 5000000 км3 у рік. Така велика кількість чистої води створює враження, що людство не залишиться без чистої води. Проте розглянемо, як використовує людина в процесі життєдіяльності воду.
На усі види водопостачання в даний час витрачається 600 км3 води, велика частина йде на зрошення полів. У розвинених країнах на одну людину витрачається води 1000 м3 на рік. По оцінкам фахівців людство безповоротно витрачає ? 150 км3 води на рік. Людина в процесі життєдіяльності забруднює поверхневі і підземні води шкідливими речовинами, мікроорганізмами, теплом. Забруднені води (промислові, господарсько-побутові, атмосферні або зливові) підпадають під виведення з територій населених місць і підприємств і називаються стічними.
Стічні води підлягають обов'язковому очищенню (що не завжди і не скрізь виконується). У даний час для очищення стічних вод застосовують механічні, термічні,хімічні й інші методи очищення. Однак ефективність цих методів очищення недостатня (очищає на 95 – 96%), тому для забруднених вод вводиться величина гранично припустимих скидань (ГПС). Розрахунок ГПС проводять для конкретних джерел, щоб у водоймах не були перевищені ГДК домішок.
І все ж таки скинення забрудненої води величезні, що переконує безліч прикладів. Зупинимося на двох з них.
Щорічно в моря скидається більш 10000000 тонн нафти. Один літр нафти здатний зіпсувати 1000000 тонн води, знищити планктони, знизити зміст кисню у воді й отруїти її продуктами розкладання. За даними експертів уряду США підприємства харчової, паперової, хімічної і вугільної промисловості щорічно спускають у водойми 94,5 мільярдів м3 дуже забруднених стічних вод. Інтенсивність використання води в результаті життєдіяльності людини і повільний природний водообмін забруднюють води (в озерах – 10 років; морях, океанах – 3000 років; підземних водах 5000 років), призводять до того, що Природа не встигає самоочищатися, порушується історично сформована рівновага, і, як наслідок, людству загрожує дефіцит чистої доброякісної води.
Проблема забруднення стічними водами може призвести і до екологічної катастрофи за рахунок отруєння Світового океану сірководнем. У морях і океанах існують отруєні сірководнем зони (узбережжя Перу, Намібії, Червоного і Чорного морів), які об'єднані в так званий сірководневий пояс планети. У результаті своєї життєдіяльності бактерії виробляють сірководень, що накопичується в природному середовищі. Розчинений у воді кисень агресивно атакує і руйнує безкисневі "мертві" зони. Цей процес, що продовжувався сотні мільйонів років, стабілізувався. І от цю історично сформовану рівновагу за короткий термін часу людина різко порушує за рахунок скидання великої кількості стічних вод, що приводить до дефіциту кисню. Дефіцит кисню пояснюється, по-перше, малим змістом кисню в цих водах, по-друге, отруєнням водоростей і планктону, що виробляють кисень, по-третє, надлишком органічного матеріалу – джерела для утворення сірководню. Сірководневі зони різко розростаються, гублять усе живе і навіть можуть призвести до гігантських пожеж у морях і океанах.
З метою забезпечення людей чистою водою, крім очищення її і розробки маловідхідних технологій, пропонуються різні проекти, які досить часто не можна вирішити в межах однієї країни (створення штучних водойм, будівництво опріснювальних станцій морської води, транспортування айсбергів з Антарктиди або Гренландії) [3, 19 – 22].
3. Вплив діяльності людини на ґрунт, рослинність, фауну та кліматичні ресурси.
Усі ґрунтові, рослинні, фауністичні, кліматичні ресурси взаємозалежні між собою і створені життям. Кожен вид зв'язаний харчовими й енергетичними відносинами з іншими видами і виступає як джерело харчування й енергії для інших видів або сам є споживачем накопичених ресурсів. Продуктивність природи (швидкість утворення біомаси) складає 83 мільярди тонн білка, з них 53 мільярди тонн дають материки і 30 мільярдів тонн – моря й океани.
Харчування людей забезпечується сільськогосподарськими культурами, що вирощуються на 10% площі суші і дають 8,7 мільярди тонн білка (частина продуктів рослинного характеру йде на корм домашнім тваринам). На пасовищах світу годується близько 3 мільярдів голів худоби, яка щорічно дає людству 16,5 мільйонів тонн білка в продуктах тваринного походження. Частка участі морів і океанів у харчуванні людства в даний час порівняно невелика і складає 47,2 мільйонів тонн риби, ракоподібних і молюсків, що містять 3,2 мільйони тонн білка.
Спираючись на ці статистичні дані, необхідно, хоча б приблизно, оцінити, чи буде людство Землі в результаті своєї життєдіяльності забезпечено продуктами харчування. Розрахунки вчених показують наступне: річний раціон людства перевищує кількість продуктів, які виробляє біосфера, і вже в даний час до 4/5 людей Землі харчуються недостатньо або неправильно. Якщо ж врахувати, що в процесі життєдіяльності людства відбувається збільшення чисельності населення, то забезпечення людей їжею є однією з найважливіших проблем. Щоб збільшити врожаї, необхідно збільшити площі земель, необхідних для орної обробки. Однак діяльність людини призвела до того, що кількість оброблюваної землі, що приходиться на одну людину, різко скорочується. Чим можна пояснити таке явище? По-перше, тим, що придатні для орної обробки землі відчужуються під мости, дороги, будівництво. По-друге, основною причиною скорочення необхідних земель є ерозія. Ерозія точить континенти, як зараза. Щорічно заливні дощі (водяна ерозія) змивають з беззахисних ґрунтів у ріки мільйони тонн безповоротно загубленої землі. Вітрова ерозія, видуваючи родючі шари землі, утворює пустелі. По-третє, скорочення орних земель поясняється інтенсивною вирубкою лісу. Вирубка лісу обумовлює розвиток ерозії і руйнування прошарку ґрунту. За останні 10000 років на нашій планеті спалено і вирубано 2/3 усіх лісів. Це призвело до того, що в природі порушено рівновагу, і вона не встигає самовідновлюватися.
Розглянемо деякі сумні приклади життєдіяльності людини. Острів "Святої Єлени", відкритий у 1502 р., був покритий густим лісом і за 2,5 сторіччя діяльності людини перетворився на голі скелі. У 1553 р. португальці завезли на острів кіз, що знищили всю рослинність, а родючий ґрунтовий прошарок був змитий дощами у море. Активна негативна діяльність людини впливає і на біопродукцію рік, морів і океанів. Скидання забруднених вод призводить до збідніння і зникнення кисню, що міститься у воді, до отруєння продуктами розкладання, до загибелі бактерій. За даними Ж. Кусто, за останні 20 років інтенсивність життя у всіх морях земної кулі знизилася не менш ніж на 30%.
Усе це вказує на те, що самовідновлений потенціал Природи не справляється з навантаженням, нав'язаним нерозумною діяльністю людини. Така діяльність веде до того, що ресурси біосфери будуть не збільшуватися, а різко скорочуватися [3, 22 – 24].
6. Вплив діяльності людини на природні та атомні ресурси. Забруднення навколишнього середовища. Відходи та викиди шкідливостей.
Викопні й атомні ресурси представлені на Землі у вигляді корисних копалин літосфери, і запаси їх величезні. Але якими б великими не були запаси, ці багатства надр відносяться до вичерпних, не обновлюваних ресурсів. Людство для задоволення своїх нестатків у процесі життєдіяльності усе більш і більш інтенсивно виймає корисні копалини, що починають виснажуватися в глобальному масштабі. Зрозуміло, що ми говоримо про відносне вичерпання ресурсів, спираючись на дані про розвідані запаси з урахуванням економії і розвитку техніки й інтенсивності їх витягу.
Людство вкрай нераціонально добуває викопні й атомні ресурси. Наприклад, при сучасному рівні розвитку виробництва розробляється приблизно 100 мільярдів тонн у рік гірничих порід. Споживання мінеральної сировини в середньому зростає на 5% у рік, відповідно приблизно через кожні 15 років видобуток повинний зрости в 2 рази, що здійснити стає усе сутужніше і сутужніше. Нераціональне природокористування характеризується і дуже низьким коефіцієнтом корисної дії (ККД), тобто з виходом готової продукції на одиницю використовуваних природних ресурсів. Як показують розрахунки, зосереджується в кінцевому продукті приблизно лише 1% від ваги використовуваних природних ресурсів. У такий спосіб людство буквально полює за сотою часткою речовини природи, а 99% природних ресурсів не тільки безповоротно губляться, але забруднюють і гублять природу [3, 24 –25].
Відходи супроводжують роботу будь-якого виробництва (промислового, сільськогосподарського і таке інше). Вони надходять у навколишнє середовище у вигляді викидів в атмосферу, скидань у водойми, твердих промислових і побутових відходів і сміття на поверхню й у надра Землі. Крім матеріальних відходів, робота виробництв і реалізація різних технологій пов'язана з надходженням у середовище проживання людей потоків енергії різних видів: механічної (шум, вібрація), теплової, електромагнітної і т. п.
Основне антропогенне забруднення атмосферного повітря створюють автотранспорт, теплоенергетика і ряд галузей промисловості. Навіть порівняно незначні відходи можуть призвести до дуже серйозних непередбачених наслідків. Наприклад, у будівельній індустрії заводи виділяють в атмосферу магнезитовий пил, що разом із травою попадає в організм тварин, викликаючи їх захворювання. Молоко цих тварин застосовувати в їжу не можна. Викиди різними підприємствами фтору також спричиняють захворювання домашніх тварин.
Водоймища забруднюються поверхневими стоками (змиви із земної поверхні) і стічними водами. Внутрішні водоймища забруднюються стічними водами різних галузей промисловості (металургійної, нафтопереробної, хімічної й іншими), сільського і житлово-комунального господарства. Забруднювачи поділяються на біологічні (органічні мікроорганізми), що викликають процеси бродіння води; хімічні, що змінюють хімічний склад води; фізичні, що змінюють її прозорість, температуру й інші показники. Біологічні забруднення попадають у водойми з побутовими й промисловими стоками, в основному з підприємств харчової, медико-біологічної промисловості. Хімічні забруднення прибувають у водойми з промисловими і побутовими стоками. До них відносяться: нафтопродукти, важкі метали і мінеральні добрива, миючі засоби. Фізичні забруднення надходять у водойми з промисловими стоками, скиданими водами з вироблень шахт, кар'єрів, при змивах з територій промислових зон, міст, транспортних магістралей.
Забруднення верхніх прошарків земної кори відбувається при видобутку корисних копалин і їхньому збагаченні; похованні побутових і промислових відходів; проведенні військових навчань і таке інше. Ґрунтовий пласт також істотно забруднюється опадами в зонах розсіювання різних викидів в атмосфері, орні землі – при внесенні надлишкової кількості добрив і застосуванні пестицидів. Найбільшу небезпеку для верхніх прошарків земної кори здійснюють підприємства кольорової і чорної металургії, сміттєспалювальні заводи, ТЕС. До основних забруднень відносяться: нікель, свинець, ртуть, бензапірен і інші. Основними джерелами енергетичного забруднення промислових регіонів є вібраційний і акустичний вплив, електромагнітні поля і випромінювання, вплив радіонуклідів і іонізуючих випромінювань. Вібрації в міському середовищі і житлових будинках створюються транспортними засобами, промисловим устаткуванням і іншими. На міських магістралях і в прикладених до них територіях рівні звуку можуть досягати 70…80 дБ, а в окремих випадках 90 дБ і більш (райони аеропортів). Основними джерелами електромагнітних полів (ЕМП) радіочастот є радіотехнічні об'єкти (РТО), телевізійні й радіолокаційні станції (РАС). Вплив ЕМП промислової частоти найчастіше зв'язаний з високовольтними лініями (ВЛ) електропередач і з джерелами магнітних полів, що застосовуються на промислових підприємствах. Зони з підвищеними рівнями ЕМП, джерелами яких можуть бути РТО і РЛС, мають розміри до 100 – 150 м. При цьому навіть у середині будинків, розташованих у цих зонах, щільність потоку енергії, як правило, перевищує припустимі значення. У побуті джерелами ЕМП і випромінювання є телевізори, дисплеї, печі СВЧ і інші пристрої, що не представляють великої небезпеки для людини навіть при тривалому впливі. Теплові забруднення середовища мешкання виникають у місцях використання різних енергоносіїв. Найбільш значними джерелами теплового забруднення середовища є ТЕС і АЕС. Основна частка теплових скидань припадає на системи конденсації відпрацьованої пари турбін. Основними джерелами іонізуючого опромінення людини у навколишньому середовищі є природний фон (космічне опромінення, зовнішнє і внутрішнє опромінення від природних джерел) і антропогенні джерела (медичне обслуговування, ТЕС, АЕС, радіоактивні опади після іспитів ядерної зброї). Радіоактивність – найстрашніший ворог усього живого на Землі, її наслідки вивчені недостатньо. Наприклад, випуск у водойми відходів, що мають навіть малу радіоактивність, може істотно впливати на рослинність і організми тварини, що здатні їх накопичувати. Яскравими прикладами радіоактивних забруднень є аварії на Чорнобильській і інших АЕС, наслідки іспитів ядерної зброї і поховання відходів ядерної зброї [4, 63 – 66].
Запитання
7. Наведіть приклади глобального впливу діяльності людини на планетарні, космічні ресурси.
8. Яку частку складає участь материків, морів і океанів у забезпеченні людства продовольством (продуктами харчування рослинного та тваринного походження, риби та інше)?
9. Які існують антропогенні джерела забруднення навколишнього середовища?
Лекція 6