Взаимодействие природы и общества

       В ходе развития земледелия неправильна  распашка приводила к потере плодородного слоя, который уносился водой или ветром, а избыточное орошение вызывало засоление почв.

       Следует отметить, что биологически человек  на предысторической фазе различия отличается от всех других одинаковых по размеру млекопитающих исключительной подвижностью, проходя в сутки обычно вдвое большее расстояние, чем они. Люди жили в условиях энергетической недостаточности, отсюда вынуждены были огромную кормовую территорию, в которой периодически или постоянно кочевали. И, несмотря на это, они долгое время находились в рамках весьма скромного энергетического лимита.

       Переход к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию привёл к удвоению затрат и при замене собирательства кочевым скотоводством малой экономией площадей. Подсечно-огневое земледелие территориально эффективней на 2-3 порядка. Это позволило снизить подвижность человека и в свою очередь создало предпосылки для формирования общества со свойственным ему разделением функций, культурной специальности. И в это же время подсечно-огневое земледелие, при котором участок леса выжигают, снимают несколько урожаев и забрасывают, нередко приводило к замене лесов степями, саваннами. Таким образом, уже в древности человек вызывал массовые вымирания, нарушение сукцессионных рядов, замены одного сообщества другим. Человечество, являясь неотъемлемой частью природы, принадлежащей ей и находящейся внутри неё, благодаря развитию общества биологический вид Homo sapiens был выведен из-под действия естественного отбора, межвидовой конкуренции, ограничения роста численности,    расширило   возможности   приспособительного   поведения   и расселения   людей.   Развитие   технологий   и   достижение   индустриальных цивилизаций создало стойкий миф о господстве человека над силами природы.                                                     За последние 100 лет произошло два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. Во-вторых, еще более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. В результате, потоки вещества и энергии, вызываемые деятельностью человека, стали составлять заметную долю от общей величины биогенного круговорота. Человечество стало оказывать заметное воздействие на свое функционирование всей биосферы. Критическую ситуацию в конце XX столетия образуют следующие негативные тенденции:

       1.Потребление  ресурсов Земли на столько  превысило темпы их естественного  воспроизводства, что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику и привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы.

       2.Отходы, побочные продукты производства  и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человека.

       Если  не будут приняты срочные меры, в ближайшее десятилетие можно  ожидать нарушения и гибели многих сообществ, ухудшения среды обитания в целом.

       Загрязнение природных вод. Человечество практически полностью зависит от поверхностных вод суши - рек и озер. Это ничтожная часть водных ресурсов (0,016%) подвергается наиболее интенсивному воздействию. Вода рек и озер покрывает потребности человечества в питьевой воде, используется на орошение в сельском хозяйстве, в промышленности, служит для охлаждения атомных и тепловых электростанций. На все виды водопользование тратится 2200 км. куб. воды в год. Потребление воды постоянно растет, и одна из опасностей - исчерпание её запасов. К примеру, забор воды на орошение из рек в Средней Азии привели к обмелению Аральского моря, которое практически перестало существовать. Со дна высохшего моря соль разносится ветром на сотни километров, вызывая засоление почв. Не менее грозное явление-загрязнение пресных водоемов. В 1991 году в РФ со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс.тонн): 1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2.1 цинка, 0.8 меди, 0.3 фенолов и т.д. Соли тяжелых металлов ( ртути, свинца, цинка, меди и др.) накапливаются в иле на дне водоемов и в тканях организмов, составляющих пищевые цепи. При попадании в организм человека соли тяжелых металлов вызывают тяжелейшие отравления.

       Уникальным  по запасам пресной воды является озеро Байкал. Это 1/5 мировых запасов пресной воды (исключая льда) и более 45 запасов России. При объеме 23000 км. куб. в озере ежегодно производится около 60 км. куб. чистейшей, пресной воды. Неповторимое качество обеспечивается жизнедеятельностью уникального, тонко настроенного биоценоза Байкала, которое содержит в своем составе самое большое в мире количество эндемических форм организмов. Однако тревогу вызывает все возрастающее количество хозяйственных стоков.

       В 1990 году объем хозяйственных стоков, поступающих в Байкал, достиг 200 млн. м. куб. Не редко стоки несут губительные для гидробионтов вещества такие, как ртуть, цинк, вольфрам, молибден.

       Загрязнение водоемов происходит не только отходами промышленного производства, но и попаданием с полей в водоемы органики, минеральных удобрений, пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве.

       При разложении органики затрачивается  кислород, в связи с этим его  содержание в воде снижается, и многие животные гибнут. Минеральные удобрения вызывают бурное развитие водорослей, приводящее зачастую к ухудшению качества воды и исчезновения наиболее ценных видов рыб. Многие пестициды обладают высокой устойчивостью и накапливаются в тканях организмов. При этом в организмах каждого следующего трофического уровня их содержание повышается в несколько раз, а иногда в десятки раз.

       Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX столетии привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Так, многолетняя деятельность ПО «Маяк» (Челябинская область) привела к накоплению чрезвычайно больших количеств радионуклидов и загрязнений Уральского региона (районов Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей). Сброс отходов радиохимического производства в 1949-1951 гг. в открытую гидрологическую систему Обского бассейна через реку Теча, а так же в результате аварий 1957 и 1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23млн. кюри. Радиационное загрязнение охватило территорию 25000 км. кв. с населением более 500 тыс. человек.

       Морские воды так же подвергаются загрязнению. С реками и со стоками прибрежных промышленных и сельскохозяйственных предприятий ежегодно выносятся в моря миллионы тонн химических отходов, а с коммунальными стоками и органических соединений. Из-за аварий танкеров и нефтедобывающих установок в океан попадает по разным источникам не менее пяти миллионов тонн нефти в год, вызывая гибель многих водных животных, морских птиц. Опасение вызывают захоронения ядерных отходов на дне морей, затонувшие корабли с ядерными реакторами и ядерным оружием на борту. Наиболее значительные скопления таких источников находятся в Баренцевом, Карском, Японском морях. Более 20 лет военными использовались акватории вблизи Новой Земли и Кольского полуострова в качестве ядерной свалки.

       Производство  энергии. Потребность в энергии является одной из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна как для нормальной деятельности современного человеческого общества, так и для простого физического существования каждого человека. В конце XX столетия электроэнергию главным образом получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях. С получением энергии на теплоэлектроэнергетических предприятиях связаны сложные экологические проблемы. Например, многие десятилетия считали, что гидроэлектростанции являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. В России построили крупнейшие ГЭС на основных, великих реках. Этим строительством, как теперь стало ясно, нанесен большой урон не только природе, но и человеку. Во-первых, строительство плотин на равнинных реках вызывает затопление больших территорий под водохранилища, что связано с переселением людей и потерей пахотных земель, лугов и пастбищ.

       Во-вторых, плотина, перегораживая реку, создает непреодолимые препятствия для миграции проходных и полупроходных рыб, которые поднимаются на нерест в верховья рек.

       В-третьих, в хранилищах вода застаивается, проточность  ее замедляется. Это сказывается на жизни всех организмов, обитающих в реке и у реки.

       В-четвертых, местное повышение воды оказывает  влияние на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, а гак же к эрозии берегов и оползням.

       В-пятых, крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. Известны в мировой практике несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к большим разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

       Опаснейшими загрязнителями природной среды  являются ТЭЦ, на которых сжигаются огромные объемы топлива. Миллионы кубометров вредных и опасных отходов от работы тепловых электростанций практически целиком поступают в природную среду.

       Долгие  годы считалось, что атомные АЭС  являются более чистыми, чем ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ. Однако они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. Так, взрывы, пожары и извержение продуктов деления при аварии в 1986 году на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС стали катастрофой глобального масштаба. Было выброшено из разрушенного реактора около 7,5 тонны ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью не менее 50 млн. кюри. Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80% территории Белоруссии, северная часть Правобережной Украины, 17 областей Российской Федерации.

       Таким образом, энергетика ставит сложнейшие экологические проблемы.

       Сведение  лесов - одна из важнейших глобальных экологических проблем современности. В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферное загрязнение антропогенного происхождения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д.

       Уменьшение  площади лесов вызывает нарушение  круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожения продолжаются. Леса на нашей планете занимают площадь около 42млн. км. кв., но их площадь ежегодно уменьшается на 2%. Несмотря на то, что Россия имеет самую большую в мире площадь лесов (на каждого жителя приходится около 5 га лесных угодий), используется это богатство не эффективно. По мнению академика М.Я.Лемешева, массовые экстенсивные лесозаготовки, базирующиеся на сплошных вырубках, к концу XX столетия охватили по существу весь гослесофонд страны. Эти рубки 
зачастую подрывают основы лесного воспроизводства, особенно в европейской 
части России и на Урале.

       Сведение  лесов влечет за собой гибель их богатейших фауны и флоры. Человек должен помнить, что его существование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем.

       Водородная  энергетика. Широкое использование водорода в качестве источника энергии будет способствовать сохранению чистоты окружающей среды, так как в процессе его сгорания образуется лишь пары дистиллированной воды. Теплота сгорания водорода 116000 кДж/кг. Это почти втрое больше, чем у нефти и нефтепродуктов, примерно вчетверо больше, чем у каменного угля.

       Мировое производство водорода превышает 200 млрд. куб.м./год. Свыше половины его используется в производстве аммиака и около 30% - на нефтеперерабатывающих заводах.

       Основным  и неисчерпаемым источником получения  водорода является вода. Она используется почти во всех методах производства водорода из горючих ископаемых (природного газа, нефти, угля и др.). Процессы прямого получения водорода из воды пока не нашли широкого применения из-за больших энергетических затрат, однако они представляют интерес как процессы будущего.

       Первое  в мире экспериментальное предприятие  по получению водорода из обыкновенной воды встало под нагрузку в Японии в 1986 году. Производительность этого уникального завода – 18 литров водорода и 9 литров кислорода за 35 часовой цикл. В течении этого цикла вода разлагается на водород и кислород с помощью термохимического метода при использовании окиси магния, двуокиси серы и йода в качестве реактивов.

       Загрязнение подземных вод. Источниками загрязнения подземных вод могут быть: 1. Места хранения и транспортировки промышленной продукции и отходов производства; 2. Места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов; 3. Сельскохозяйственные или другие угодья, на которых применяются удобрения, пестициды и другие химические вещества; 4. Загрязнённые участки поверхностных водных объектов, питающих подземные воды; 5. Загрязнённые участки водоносного горизонта, естественно или искусственно связанного со смежными водоносными горизонтами; 6. Участки инфильтрации загрязнённых атмосферных осадков; 7. Промышленные площадки предприятий, поля фильтрации, буровые скважины и другие горные выработки.

       Загрязнение подземных вод химическими веществами может идти через загрязнённые поверхностные воды, которые питают подземные.

       В подземные воды могут поступать  и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Загрязнение ПАВ наблюдается при использовании почвенных методов очистки сточных вод, содержащих ПАВ, при пополнении запасов подземных вод из поверхностных водоисточников, содержащих ПАВ.