Значение науки для решения проблем охраны окружающей среды и рационального природопользования

Устойчивость  биосферы обеспечивается только в том  случае, если скорость поглощения углерода биосферой пропорциональна скорости его прироста в окружающей среде. Такое равновесие нарушено. Ситуация усугубляется снижением площади фотосинтеза из-за уничтожения лесов (например, в долине р. Амазонка) и сокращением массы фитопланктона в Мировом океане. При росте концентрации углекислого газа в атмосфере должен ускориться процесс роста биомассы, но учеными отмечено, что в начале прошлого века биота суши перестала поглощать избыток углерода из атмосферы и, более того, сама начала его выбрасывать. Нарушен признак стационарных систем — принцип Ле Шателье-Брауна: “При внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении ослабления эффекта внешнего воздействия”.

Еще один глобальный эффект — разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой — это воздух на высотах 7-18 км с высокой концентрацией озона O3, поглощающего губительное для живого ультрафиолетовое излучение (УФИ) Солнца. При его истощении возрастает поток УФИ на поверхности Земли, что будет приводить к поражению глаз и подавлению иммунной системы людей, снижению урожайности растений.

Основной причиной снижения концентрации озона считаются  выбросы в атмосферу хлор- и  фторсодержащих соединений: фреон из холодильной техники, распылители  косметики (другая гипотеза — изменение магнитного поля Земли, обусловленное человеческой деятельностью). Реально наблюдаемый результат — “озоновые дыры” над Антарктидой (максимальное снижение концентрации озона — в 3 раза), над Арктикой, Восточной Сибирью и Казахстаном.

В последнее  время, по мере усиления технической  мощи человечества, процесс эволюции переносится в область минералов, изменяется состав почвы, воды и воздуха. Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы. Например, участились мощные землетрясения. За первую половину XX века было отмечено 15 землетрясений мощностью свыше 7 баллов (погибли 740 тыс. чел.), а во второй половине — 23 (погибли более миллиона человек). В последние десятки лет землетрясения техногенного характера отмечены в несейсмических районах (Татарстан, Ставрополье). Увеличивается число мощных ураганов, цунами, тайфунов, катастрофических разливов рек (Рейн, Лена).

Интенсификация  человеческой деятельности ведет к  нарушению экосистем биосферы. Из 150 млн. км2 площади суши под прямым контролем человека (агропромышленные комплексы, города, полигоны, дороги, добыча ископаемых и т.д.) находится 28%. Это приводит к сокращению площади лесов (в начале эпохи земледелия площадь лесов составляла 75% суши, а сейчас — 26%, опустыниванию (средняя скорость — 2600 га/ч), обезвоживанию рек и морей.

Происходит  отравление почвы “кислотными дождями”, загрязнение ее тяжелыми элементами и выбросами других вредных веществ. Нарастают эрозия почвы, потери ею гумуса, засоление. Ежегодно 20 млн. га земли теряют продуктивность в результате эрозии и наступления песков. Мировой океан — важнейший регулятор процессов в биосфере и источник биоресурсов страдает от загрязнения нефтепродуктами. Их пленка нарушает фотосинтез, приводит к гибели икры, рыб, птиц и других животных. Ежегодно за счет утечек с судов, аварий и выноса реками в Мировой океан попадает 12-15 млн. т нефти, что приводит к суммарному загрязнению площади в 150 млн. км2 из общей — 361 млн. км2. 
За 2000 лет нашей эры исчезло 270 видов крупных млекопитающих и птиц, а третья часть из них — за прошлый век (пиренейский горный козел, берберский лев, японский волк, сумчатый волк и пр.). Но каждый вид живого связан с другими видами, поэтому с исчезновением вида всегда происходит перестройка во всей системе. По прогнозам ученых, к концу текущего века в разных странах Европы и Америки исчезнет 50-82% сухопутных видов обитателей Земли.

Причины экологического кризиса.

В литературе в  качестве причин кризиса рассматривается  рост населения Земли и его  научно-технической мощи. Это порождает  иллюзию, что “разумное управление хозяйством”, экологическое образование, управление рождаемостью или Всемирное правительство смогут предотвратить развитие кризиса. Чтобы развеять это заблуждение, рассмотрим причины экологического кризиса, разделив их на три группы: научно-технические, биолого-психологические и социально-политические. Основные причины деградации биосферы — чрезмерное изъятие живых и минеральных ресурсов планеты и ее отравление техногенными отходами человеческой деятельности.

Биосфера может  сохранять устойчивость при изъятии  примерно до 1% чистой первичной ее продукции. Как показали расчеты В.Б. Горшкова, производство биомассы во всей биосфере в энергетическом эквиваленте соответствует мощности 74 ТВт (74*1012 Вт), а человек забирает в свой антропогенный канал использования биопродукции свыше 16 ТВт, то есть 20%. Извлечение биопродукции из естественного кругооборота веществ разрушает системные связи в пищевых цепочках и обедняет видовой состав естественных биоценозов.

Таким образом, одна из причин и составляющих экологического кризиса состоит в примерно двадцати кратном превышении потребления человечеством продукции биосферы над допустимым для стабильных биосистем уровнем.

Под экологической  катастрофой понимается природная  аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человека, либо авария технического устройства, приводящая к неблагоприятным катастрофическим изменениям природной среды, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу. 
В последнее время в связи с разработкой теории устойчивого развития все чаще используется термин социально-экологическая катастрофа, под которой понимается событие, угрожающее жизнеспособности населения на той или иной территории, продуцируемое разными источниками риска. Согласно современным научным представлениям, к социально-экологической катастрофе ведут следующие процессы:

истощение природных  ресурсов («коллапс» промышленного  и сельскохозяйственного производства);

генетическое  вырождение населения в силу прямого  или косвенного (через мутации  болезнетворных микроорганизмов) воздействия химического загрязнения;

превышение  экологической ёмкости региональных экосистем. 
Таким образом, к понятию «экологическая катастрофа» могут быть отнесены:

разрушительные  и необратимые изменения природных экосистем;

различные неблагоприятные  последствия таких изменений для социума;

значительные  нарушения территориальных комплексов населения и хозяйства с их природной и этнокультурной основой.

Территориальные комплексы населения и хозяйства  могут при этом иметь разные размеры  – от отдельного населенного пункта до государства и группы государств.

Система критериев  оценки экологического неблагополучия может быть разделена на четыре группы, учитывающие следующие характеристики:

антропогенная нагрузка (воздействие);

негативные  изменения окружающей природной среды;

реакция здоровья населения на изменения среды;

ухудшение условий  хозяйственной и иной деятельности человека. 
При определении экологического статуса конкретной территории эти критерии используют с учетом региональных природных, хозяйственных, исторических, этнических и других ее особенностей, а также географического положения территории (для учета влияния соседних территорий на состояние её природной среды).

Для экологических  катастроф техногенного происхождения  применяют следующую классификацию:

катастрофы, связанные с загрязнением природной среды;

катастрофы, связанные  с механическими нарушениями природной среды;

катастрофы, связанные  с потерей генофонда и биоразнообразия. 
Существует целый ряд экологических катастроф, порождаемых чисто природными явлениями. По генезису они принадлежат к солнечно-космическим, климатическим и гидрологическим, геолого-геоморфологическим, биогеохимическим и биологическим. К наиболее типичным из них следует отнести ураганы, тайфуны, смерчи, шквалы, землетрясения, сели, оползни, обрушения, наводнения и др. Следует отметить, что часто техногенные экологические катастрофы возникают в результате природных. Например, это может быть разрушение АЭС вследствие землетрясения с последующим радиоактивным загрязнением природной среды.

На глазах всего  одного поколения исчезает море. Исчезает Арал — праматерь многих народов, и спасти его может только человек.

Под экологическим  мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В соответствии с приведенными определениями и  возложенными на систему функциями, мониторинг включает несколько основных процедур:

выделение (определение) объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление информационной модели для объекта наблюдения;

планирование  измерений;

оценка состояния  объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

представление информации в  удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

2. Совершенствование методики оценки эффективности комплексного использования природных ресурсов.

В настоящее  время по проблеме рационального природопользования разработаны методики оценки экономической эффективности перехода на малоотходные и безотходные технологии, методики определения экономической эффективности использования отходов, методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий, методики по определению экономической эффективности комплексного использования минерального сырья для различных уровней управления (государства, отрасли и предприятия). Однако единого мнения о том, как должен определяться эффект от комплексного использования минерального сырья, не существует. Недостатками существующих методик является отсутствие комплексного и системного подхода к проблеме рационального использования полезных ископаемых, неориентированность на специфику горнопромышленных отраслей. 
В подавляющем большинстве методик эффективность определяется на хозрасчетном уровне, многие предлагаемые методы расчетов практически сложно реализуемы, экологический фактор в расчетах либо совсем не учитывается, либо учитывается в узком аспекте, не учитываются социальные показатели.

Методики оценки эффективности  комплексного использования минерального сырья не учитывают в экономическом  эффекте прирост амортизационных  отчислений по основным фондам, созданным  в результате рационального использования сырья, уменьшение платежей за загрязнение окружающей среды, экономию затрат на транспортировку, складирование и удаление отходов, затрат на разведку и прирост сырьевых ресурсов, проектирование и строительство нового горного предприятия за счет использования техногенного месторождения вместо первичного сырья, уменьшение затрат на создание инфраструктуры.

По нашему мнению, концептуальными руководящими принципами разработки методики оценки экономической  эффективности комплексного использования минерального сырья должны стать: принцип системного подхода, принцип комплексного подхода и принцип оценки инвестиционных проектов.

Системный подход заключается в рассмотрении социально-экономического развития горнопромышленного региона  и процесса использования отходов как единой системы. Системный поход – это совокупность методов и средств исследования процесса использования материальных ресурсов, позволяющих подготовить и обосновать управленческие решения, направленные на повышение эффективности ресурсопотребления на уровне государства.

Принцип комплексного подхода  состоит в учете экономических, экологических и социальных факторов в комплексе.

Эффективность инвестиционного  проекта - категория, отражающая соответствие инвестиционного проекта целям и интересам его участников.

На основании проведенных  исследований и анализа предлагается система показателей экономической  эффективности комплексного использования  минерального сырья. В виду того, что  процесс рационального использования  полезных ископаемых оказывает влияние на окружающую среду, социальное развитие региона, данную систему можно считать социально-эколого-экономической.

Процесс комплексного использования минерального сырья следует рассматривать как фактор, влияющий на эффективность функционирования предприятия, региона и народного хозяйства. Оценка экономической эффективности комплексного использования минерального сырья – это определение существующих и возможных последствий комплексного использования, проявляющихся в сфере материального производства и влияющих на экологические и социальные показатели. Экономические последствия комплексного использования минерального сырья характеризуются ресурсосберегающей и ресурсообеспечивающей функцией. Ресурсосберегающая функция обеспечивается экономией финансовых, материальных, трудовых и природных ресурсов на производство продукции из первичного сырья, заменяемого вторичным, экономией затрат на восстановление земель нарушенных разработкой месторождений первичного сырья, экономией затрат на хранение и обеззараживание отходов, сохранением первичных природных ресурсов, снижением потерь продукции, рациональным размещением производства на основе приближения сырьевой базы к местам производства продукции, уменьшением фондоемкости горного производства. Ресурсообеспечивающая функция – это расширение минерально-сырьевой базы промышленности, увеличение площадей для сельскохозяйственных угодий, земель под строительство. Экологические последствия использования отходов характеризуются снижением загрязнения атмосферы, земель, поверхностных и подземных вод, уменьшением изъятия земель из хозяйственного оборота.