Глобальные экологические проблемы

Пестициды как загрязняющий фактор. 
 

     Открытие  пестицидов - химических средств защиты растений и животных от  различных  вредителей  и болезней - одно из важнейших достижений современной науки.  Сегодня  в  мире  на  1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине (борьба  с переносчиками болезней), почти повсеместно происходит снижение эффективности, вследствие развития резистентных  вредителей и распространению “новых” вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были  уничтожены пестицидами.  В  то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах.  Из громадного количества насекомых вредными  являются лишь 0,3%  или 5 тыс. видов. У 1250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции,  заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного  препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.  С общебиологических позиций резистентность можно  рассматривать как смену  популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида  вследствие  отбора, вызванного пестицидами.  Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками  организмов.

     Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы.  В  связи  с  этим усиленно  изучается судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими  и  биологическими способами. Очень  важно создавать и применять только препараты с небольшой  продолжительностью  жизни,  измеряемой неделями или месяцами.  В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой  скоростью  деструкции, однако проблема в целом ещё не решена. 
 

Кислые  атмосферные выпады на сушу.

     Одна  из острейших глобальных проблем  современности и обозримого будущего  -  это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают  засух,  но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;  они быстро истощаются и урожаи на них низкие.  Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды  распространяется  на  весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.  Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств  оксидов  серы, азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в  растворы  смеси сернистой,  серной,  азотистой,  азотной и угольной кислот,  которые выпадают в виде “кислых дождей” на сушу,  взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев⁶, нефти, углей,  газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление  в атмосферу оксидов серы,  азота,  сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков,  наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём  систематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.

  Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.  Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися  затруднениями.  Однако, воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся  целенаправленные и продуманные действия.  Ответственная и действенная политика по отношению к  окружающей  среде  будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,  обоснованные знания  о  взаимодействии важных экологических факторов,  если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе Человеком.

Проблема    загрязнения    Мирового    океана

(на  примере  ряда органических  соединений).

                            Нефть и нефтепродукты.

     Нефть представляет  собой  вязкую  маслянистую  жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую  слабой  флуоресценцией. Нефть  состоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов.  Основные компоненты нефти  -  углеводороды (до  98%) - подразделяются на 4 класса: 

а) Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества,  молекулы которых выражены прямой и  разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

б) Циклопарафины (30 - 60%  от общего состава) -  насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода  в кольце.  Кроме циклопентана  и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

в) Ароматические углеводороды.  - (20 - 40% от общего состава)  ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В  нефти  присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен).

г) Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения  с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле,  имеющей прямую или разветвленную цепь. 

     Нефть и нефтепродукты являются наиболее  распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны  с ее транспортировкой из районов добычи.  Аварийные ситуации, слив за  борт  танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.  В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн.  т.  нефти.  За последние 30 лет,  начиная с 1964года,  пробурено около 2000 скважин в Мировом океане,  из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений   из   этого   источника   составляет   2,0 млн. т./год. Со  стоками  промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину: 
 
 

Нефтяная  пленка изменяет состав  спектра  и  интенсивность проникновения  в воду света. Пропускание света  тонкими пленками сырой нефти  составляет 1-10%  (280  нм),  60-70%  (400нм).  Пленка толщиной  30-40 мкм  полностью поглощает инфракрасное излучение.  Смешиваясь  с  водой,  нефть   образует эмульсию двух типов: прямую ”нефть в воде” и обратную ”вода в нефти”. Прямые эмульсии,  составленные капельками нефти  диаметром до  0,5 мкм,  менее устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностноактивные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно. 
 

Сброс отходов  в море с целью захоронения (дампинг).

     Многие  страны,  имеющие выход к морю,  производят  морское захоронение  различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при  дноуглубительных  работах,  бурового  шлака, отходов промышленности,  строительного мусора,  твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,  радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море  служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.  Однако эта способность не беспредельна.  Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют  разнообразные  органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества)  32-40%  органических  веществ; 0,56%  азота; 0,44%  фосфора;  0,155% цинка; 0,085%  свинца; 0,001%  ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.  Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических  веществ часто приводит  к быстрому расходованию кислорода в воде и не едко к его полному исчезновению,  растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме,  появлению сероводорода.  Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду,  в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.  Воздействию  сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок,  содержащих нефтяные углеводороды и, СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов  и  оказывать  токсическое воздействие на  них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса.  У выживших рыб,  моллюсков и ракообразных  сокращается  скорость  роста  за  счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга,  определение  динамики  загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех  загрязняющих веществ в составе материального сброса. 
 

3.Перспективы развития и решения экологических проблем 

     Тысячелетиями человек жил, работал, развивался, но он и не подозревал, что, возможно,  настанет день, когда станет трудно, а может и невозможно, дышать чистым воздухом, пить чистую воду, выращивать что-либо на земле, так как воздух ¾ загрязнен, вода ¾ отравлена,     почва ¾ заражена радиацией или др. химическими веществами.  Но многое изменилось с тех пор. И в нашем веке это вполне реальная угроза, и не многие люди осознают это. Такие люди ¾ владельцы крупных заводов, нефтегазодобывающей промышленности, думают только о себе, о своем кошельке. Они пренебрегают правилами безопасности, игнорируют требования экологической полиции, гринписа, порой им бывает неохота или лень купить новые фильтры для промышленных стоков, газов, загрязняющих атмосферу.  А какой может быть вывод? ¾ Еще один Чернобыль, если не хуже. Так что, может, нам следует задуматься над этим?

Каждый человек  должен осознавать, что Человечество на грани гибели, и выживем мы или нет ¾ заслуга каждого из нас.  

    В 1982 году ООН приняла специальный  документ — Всемирную хартию охраны природы, а затем создала специальную комиссию по окружающей среде и развитию. В 1983 году в ООН была создана комиссия по окружающей среде и развитию, которая издала в 1987 году доклад "Наше общее будущее". Лейтмотивом доклада стала знаменитая фраза: "Человечество способно сделать развитие устойчивым — обеспечить, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять спои потребности". Хотя как это сделать -  не разъяснялось.

    Характерно, что совет Римского клуба в 1989 году также квалифицировал устойчивое развитие как утопию, но "заслуживающую, чтобы к ней стремиться". Вместе с тем, совет клуба решил сменить тактику своей деятельности и перейти от обсуждения экологической проблематики к выработке Стратегии международных действий на ХХI.век. По мнению клуба, эти действия должны привести к "первой глобальной революции". Однако содержание и механизмы этой социально-экологической революции ни в завещаниях А. Печчеи, ни в книге новых руководителей клуба раскрыты не были.

    Несмотря  на то, что каждая из обсуждавшихся глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающий среды. Кроме того, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальных способов борьбы с собственными, губящими природу недостатками.