Влияние человека на биосферу
Рассмотрим три главные глобальные проблемы, вызванные вмешательством человека в биосферу.
Усиление парникового эффекта,т.е. потепление климата в результате повышения содержания в атмосфере парниковых газов – диоксида углерода, метана, оксидов азота, озона, фреонов, а также некоторых других газов и паров воды. Вклад в парниковый эффект диоксида углерода составляет 66%, метана – 18, фреонов – 8, оксида азота – 3, остальных газов – 5%.
В настоящее время содержание диоксида углерода в атмосфере составляет 336 частей на 1 миллион, ежегодное увеличение его содержания оценивается в 1-2 части на 1 миллион. При повышении концентрации диоксида углерода до 400-500 частей произойдет потепление поверхности всей планеты в среднем на 1-1,5оС, а при концентрации 600-700 частей – на 4-5 оС. Потепление климата вызовет катастрофические изменения в биосфере: участятся засухи, начнется таяние ледников Арктики, Гренландии и в горных массивах (вклад Антарктиды предполагается незначительным, так как при потеплении там будет выпадать больше осадков и ускорится нарастание толщи льда). Поднимется уровень мирового океана. К 2030 году ожидается повышение уровня океана на 20 см, а к 2100 – на 60 см. В результате могут быть затоплены равнинные приморские страны (в том числе, такие густонаселенные, как Бангладеш).
В северных территориях с многолетней мерзлотой возможно вытаивание ледяных толщ и образование на месте лесов озер. В РБ сегодня наблюдается тенденция потепления климата и учащения засух, особенно в Зауралье.
Мировое сообщество предпринимает меры для предотвращения парникового эффекта как за счет уменьшения выброса в атмосферу диоксида углерода, так и путем прекращения рубки лесов и увеличения их площади за счет искусственных посадок. Леса, как и Мировой океан, поглощают избыток диоксида углерода из атмосферы. Однако пока повышение его концентрации в атмосфере продолжается.
Разрушение озонового слоя,расположенного на высоте 20-45 км и защищающего биосферу от губительных космических излучений. В настоящее время отмечено образование “озоновых дыр” (областей с пониженным содержанием озона) над полюсами Земли, что представляет экологическую опасность. Временные “дыры” возникают также над обширными районами вне полюсов (в том числе и над континентальными районами РФ, включая РБ). Считается, что причиной этих явлений является попадание в озоновый слой хлора и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей.
Сохранение озонового слоя – важная задача мирового сообщества. Для прекращения разрушения озонового слоя и его восстановления необходимо отказаться от использования хлорсодержащих веществ – хлорфторуглеродов (фреонов), используемых в аэрозольных упаковках и холодильных установках. Необходимо также уменьшить количество выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и снизить дозы азотных минеральных удобрений в сельском хозяйстве.
РФ достигла несомненных успехов в сокращении производства озоноразрушающих веществ (ОРВ). С 1990 по 1996 гг. их количество снизилось с 205 до 13 тысяч т. Сегодня холодильники “Бирюса” выпускаются с хладоагентами, не разрушающими озоновый слой.
Кислотые дожди – это жидкие осадки, в которых содержатся серная и азотная кислоты. Кислотные дожди образуются в результате выброса в атмосферу оксидов серы и азота предприятиями топливно-энергетического комплекса, металлургическими и химическими заводами, а также транспортом. Образование кислот из оксидов и воды происходит при участии солнечного света (т.е. как фотохимические реакции), рН кислотных дождей – 2,6-3,6.
Кислотные дожди вызывают подкисление почв, снижение приростов леса и урожайности сельскохозяйственных культур. При высоких нагрузках кислотных дождей может происходить усыхание лесов, гибель рыб и многих других организмов в озерах. Кроме того, они переводят в растворимое состояние соединения тяжелых металлов, которые усваиваются растениями, а затем с пищей попадают в организм животных и человека, что вызывает у них болезни. Кислотные дожди разрушают памятники архитектуры.
Благодаря атмосферному переносу загрязнения ввиду преобладания ветров западного направления, европейская часть РФ получает значительно больше (примерно в 8 раз) кислотных дождей от своих западных соседей (Германия, Чехия, Словакия, Польша), чем переносится в страны Центральной Европы с территории РФ. Главным “экспортером” сернокислых осадков оказалась Великобритания, которая “поставляет” в другие страны в 11 раз больше оксидов серы, чем получает сама, за ней следуют Германия, Польша, Чехия и Словакия.
В настоящее время от кислотных дождей в Европе пострадало почти 50 млн. га леса, что составляет 35% от общей площади лесных массивов континента. В некоторых странах (Чехия, Словакия, Греция, Англия, Германия, Норвегия, Польша) доля пораженных лесов составляет более половины от общей площади массивов. Тем самым кислотные дожди способствуют усилению парникового эффекта. В РБ с влиянием кислотных дождей связано усыхание ельников в северо-западных районах.
Пагубная роль кислотных дождей может быть уменьшена только при сокращении выбросов в атмосферу диоксида серы за счет использования на предприятиях малоотходных технологий и фильтров на дымовых трубах.
В ряде случаев кислотные дожди могут быть и полезны. Они обогащают почву азотом и серой, которых на очень больших территориях явно недостаточно для получения высоких урожаев. Если же кислотные дожди выпадают в районах распространения карбонатных, а, тем более, щелочных почв, то они снижают щелочность, увеличивая подвижность элементов питания, их доступность для растений. В частности кислотные дожди положительно влияют на черноземные почвы в южных районах РБ.
Кроме кислотных дождей, большой ущерб могут наносить другие формы кислотных осадков, например кислотные росы, от которых могут погибать огородные растения (в первую очередь огурцы). Возможны кислотный снег и кислотный туман.