Лучистая энергия солнца, живое вещество и деятельность человека

Однако сейчас биосфера тяжело больна. Её поразило вмешательство  человека в её жизнь. К ней подкрадываются хроническая болезнь нарушения  экологического равновесия, искажения  биогеохимических циклов. В обращении с планетой, с самим человеком, нужны глубокие знания и мудрая осторожность. Они – основа экологии. Даже биотехнологии, которые применяются везде и всюду для смягчения бурной деятельности человека, небезопасны. Они несут массу потенциальных угроз. Уничтожая вредное, мы вызываем к жизни иное, быть может, не менее вредоносное.

 Неизбежность платежей  подчеркивается многими авторами. Вот формулировка из книги  В.Г. Горшкова: «Нет никаких оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Поэтому сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству… Биосфера представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях… Необходимо сохранить естественную природу на большей части поверхности Земли, а не в генных банках и ничтожных по своей площади резерватах, заповедниках и зоопарках». До определенной степени давления антропогенных факторов, биосфера работала в виде закона обратимости биосферы П. Дансеро: биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее: это стремление продолжается до достижения экосистемами предельных фаз развития. И отсюда Дансеро выводит следующий закон – закон необратимости взаимодействия человек – биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления.

 

 

 

 

 

 

5. Основные экологические проблемы

Мировая экологическая ситуация может быть охарактеризована, с одной стороны, глобальным загрязнением окружающей среды, всех видов биосферы: атмосферы, гидросферы и литосферы, с другой – глобальным истощением природных ресурсов.

Третья характерная черта  современной экологической ситуации – изменение природных процессов  и параметров окружающей среды в  результате антропогенной деятельности, а также, что наиболее тревожно, - проявление тенденции к необратимости  в некоторых из этих изменений.

В-четвертых: увеличение доли искусственной среды за счет уменьшения природной.

И самое характерное заключается  в том, что почти все взятое у природы возвращается в нее  обратно, но уже в деформированном, плохо пригодном для восприятия и переработки виде. Связано это с чрезвычайно низким коэффициентом полезного потребления ресурсов, равным всего лишь 2%!

 

Таблица 1.Структура  и объем отходов производства в мире, млн т

		Производство (эксплуатация)
Категория отходов	Годы	«классической»  энергии	промышленного сектора	сельскохозяйственного	коммунально-бытового	Всего
				сектора	сектора
Основные газообразные вещества атмосферы	1970 2000	17326 43980	47 226	1460 3780	873 2773	19706 50459
Выброс твердых  частиц в атмосферу	1970 2000	133 284	91 382	14 42	3 13	241 721
Твердые отходы	1970 2000	—	4000 12000	—	1000 3000	5000 15000
Углеводороды	1970 2000	42 140	14 57	9 27	4 20	69 244
Органические  отходы	1970 2000	—	:	4500 13000	30 50	4530 13050
Фекальные отходы	1970 2000		—	9400 24000	180 320	9580 24320
Итого	1970 2000	17501 44404	4152 12665	15383 40849	2090 6176	39126 104094

 

Загрязнение по данным таблицы  достигло таких масштабов, что с  ним перестали справляться природные  механизмы самоочищения. Выбросы в таких количествах не локализируются, они распространяются на огромные расстояния. Загрязнение окружающей среды – это внесение изменений, прерывающих или нарушающих процессы обмена и круговорота веществ, их ассимиляцию, потоки энергии с непрерывным следствием снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.

Следует обратить внимание также на то, что среди многочисленных загрязнений появились такие, которые  «незнакомы» природе (синтетические соединения, полиэтилен), и поэтому происходит их постоянное накопление.

Все многообразие искусственного мира, в котором живет человек, создано за счет естественной среды. Довольно долго человечество не заботилось о том, что природному источнику ресурсов когда-нибудь наступит конец.

За первые три четверти нашего столетия мировое промышленное производство увеличилось в 16 раз, потребление  энергии в мире в 11 раз, потребление  нефти более чем в 100 раз, стали  в 25 раз, алюминия в 2000 раз.

Состав атмосферы в  результате антропогенной деятельности начал меняться особенно заметно  с середины 70-х годов: повышение  содержания диоксида углерода, повышение  потребления кислорода и разрушение озонового слоя. Если повышение содержания СО₂ в атмосфере сохранится, то его концентрация к середине следующего века удвоится, в результате повысится температура нижнего слоя атмосферы, примыкающего к земной поверхности. Повышение температуры в результате «парникового эффекта» может привести к самым неприятным и неожиданным последствиям: изменение глобальных атмосферных циркуляций, движение ледников Антарктиды и т.п.

Особую остроту приобретают  почвенные ресурсы в связи  с ростом населения и необходимостью обеспечения его продовольствием. Кроме того, запасы почв ограничены и они постоянно уменьшаются  вследствие опустынивания, эрозии и  использования под сельскохозяйственные нужды.

Регион	Пахотнопригодные земли, млн. га	Освоенные в земледелии, млн. га	Степень освоен-ности, %	Резервы для освоения,  млн. га	Доля в мировом резерве, %
СНГ	360	230	64	130	13
Европа*	160	140	88	20	2
Азия*	600	460	77	140	14
Африка	430	185	43	245	25
Северная Америка	380	275	72	105	11
Южная Америка	410	140	34	270	27
Австралия	130	50	38	80	8
Весь мир	2 470	1 480	60	990	100

* Без стран СНГ.  
Таблица 4. Освоенные и резервные земельные ресурсы мира по регионам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Решение экологических проблем

Есть такое правило: встал  поутру, умылся, привел себя в порядок  – и сразу же приведи в порядок свою планету.

А. Сент-Экзюпери

Из опыта развития цивилизации  мы знаем, что наука была и пока остается одновременно и инструментом, и оружием в руках человека. Исключительно важной становится задача формирования новой культуры в использовании достижений научно-технической деятельности человека. По отношению к природе основой этой культуры является принцип рационального природопользования. Д.И. Менделеев предсказывал возможность использования технологии безотходного производства, когда отходы одного производства должны быть сырьем для другого.

Одним из важных направлений  в решении экологических задач  является поиск альтернативных источников энергии.

Большие надежды человечество возлагает на получение энергии  при синтезе ядер изотопов водорода. Главных причин на это две: практически  неисчерпаемые запасы горючего и  почти полное отсутствие радиационной опасности. Важное достоинство термоядерной энергетики заключается в том, что  ее воздействие на окружающую среду  будет значительно меньше, чем  от АЭС существующего типа, поскольку  не будет необходимости в сооружении заводов по подготовке высокоактивного топлива и переработке радиоактивных отходов. Таким образом, термоядерная энергетика будет представлять собой пример безотходного производства.

На Землю постоянно  падает поток солнечной энергии, в основном в виде ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения. Незначительная часть этой энергии  – чуть больше 1% преобразуется биосферной «машиной» в биомассу всех существующих микроорганизмов, растений и животных. Другая часть – около 30% идет на поддержание круговоротов воды, воздушных масс, нагрев суши и океанских вод. Остальная часть – около 20% уходит обратно в космос в виде потока энергии. Естественно возникает вопрос, почему не использовать эту энергию, которая буквально падает с неба. Известно, что почти 30% всей производимой энергии и добываемого топлива расходуется на получение низкотемпературного бытового и промышленного тепла. Именно для этих целей можно наиболее эффективно использовать солнечные преобразователи. В целом солнечную энергию можно преобразовать в тепловую и электрическую.

Человечество еще плохо  использует возможности получения  энергии из природных, практически  неисчерпаемых источников: тепла  земных недр и океана, энергии океанских  течений, приливов волн и ветра.

Тяжелая экологическая ситуация, сложившаяся в мире – результат  чрезмерного общественного потребления  и потребительского характера технологий. Каждый этап технологического процесса сопровождается отходами и потерями материалов и энергии. Известно, что в отраслях черной металлургии до 60% металла уходит в стружку, а 50% срубленного леса теряется  при его заготовке, транспортировке хранении. Для улучшения ситуации в технологических процессах необходимо использовать физические явления в их полноценном составе, со всеми возможностями переработки. Например, свойства большинства твердых тел определяются структурой кристаллической решетки и типом межатомных связей. Введение регулирующих добавок и изменение числа дислокаций позволяет в широких пределах управлять свойствами твердых тел.

Экономическое и социальное развитие общества немыслимо без  расширения транспортной сети и увеличения ее плотности. Любое транспортное средство преобразует один вид энергии в другой. Одно из главных направлений в решении проблемы давления транспорта на окружающую среду – это снижение потерь и повышение коэффициента полезного действия. Также должны быть решены проблемы уменьшения расхода топлива, шумов, вибрации, выбросов в атмосферу ядовитых газов и разработке альтернативных видов транспорта. Он могут быть решены использованием солнечной энергии непосредственно в автомобиле, в применении магнитной подвески и линейных электродвигателей, в применении пневмотранспорта, а также совершенствованием уже существующих тепловых машин.

В решении экологических  проблем центральное место занимает мониторинг – система мер по наблюдению за состоянием окружающей среды и  прогнозированию ее изменений под  действием антропогенного и природного факторов.

Схема мониторинга

7. Возможно ли равновесие?

Мы стали богатыми в  познаниях,

но бедными в мудрости.

                                         К.Г. Юнг

Единство с живым веществом, непосредственное общение с природой – основной вектор человеческого развития на настоящий технократический период времени. То, что происходит с нашим сознанием – ежедневное восприятие, осмысление и воплощение определенных идей. Содержание их зависит от познавательной и дедуктивной способности каждого отдельного индивида, от опыта жизни и личных качеств. Воспитание и самовоспитание этих аспектов возможно и зависит от воли каждого, а возможности для этого предоставляет сама жизнь.

Проникнуть, почувствовать, чем она дышит, эта сущность происходящего! Можно взглянуть на мир с другой точки, можно остановиться и вдохнуть тот самый кислород, рассмотреть  разноцветный осенний лист, уловить замысловатый полет каждой из птиц, ведь разнообразие этих живых царств может вскоре угаснуть, не оставив нам никаких возможностей для истинной поэзии существования всех среди всех.