Глобальные  экологические проблемы и пути их решения

Введение …………………………………………………………………….3

Глава 1.Основные экологические  проблемы ……………………………5 

1.1.Загрязнение  атмосферы ……………………………………….....5

1.2.Глобальное  изменение климата ……………………………………...14

1.3.Пути  решения глобальных проблем ………………………………....17

1.4.Влияние  экологических проблем на экономику  ………...………….18 

Глава 2.Экологические проблемы РК  …………………………………...21

2.1.Опустынивание  почв ……………………………………………….....21

2.2.Радиоактивное  загрязнение РК ………………………...…………….25 

Заключение………………………………………...………………………....27

Список  литературы ……..………………………………………………...31

     Введение

            Человечество слишком медленно  подходит к пониманию масштабов  опасности, которую создает легкомысленное  отношение к окружающей среде. Между тем решение (если оно еще возможно) таких грозных глобальных проблем, как экологические, требует неотложных энергичных совместных усилий международных организаций, государств, регионов,общественности.  
        За время своего существования и особенно в XX веке человечество ухитрилось уничтожить около 70 процентов всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их "успешное" уничтожение. Объем допустимого воздействия на биосферу в целом превышен сейчас в несколько раз. Более того, человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или слабо поддаются переработке. Все это приводит к тому, что биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, уже не способны выполнять эту функцию.  
        Как утверждают специалисты, через 30 - 50 лет начнется необратимый процесс, который на рубеже XXI - XXII веков приведет к глобальной экологической катастрофе.[1]

            Последствия экологических проблем обходится дорого поколению общества – экологический кризис оборачивается ухудшением состояния здоровья, рек, снижения уровня продолжительности жизни. Особенно в зонах экологического бедствия. Экологические проблемы занимают одно из первых мест в общественном сознании, растет беспокойность за   состояние окружающей среды. Экологические проблемы это не только бедствия катастрофы и катаклизмы, но и события морально не терпимые, поскольку именно они угрожают здоровью и благополучия людей.

    Состояние окружающей человека  природной  среды  –  одна  из  актуальнейших  общемировых проблем современности. Проблемы экологии, мирового состояния  окружающей среды изучали многие. Среди них Альберт Гор, В.И.Вернадский, Э.Геккель, Бьорн Ломборг и другие.[2] 

    Цель курсовой работы - рассмотреть самые важные экологические проблемы и изучить программы их решения.

        Задачей курсовой является раскрытие всех имеющихся наиболее актуальных экологических проблем, их причины, последствия, влияние на окружающую среды и на здоровье человека и пути их решения.

    Курсовая  состоит из 31 страницы, содержит две главы. Первая глава состоит из 4 подглав, вторая – из 2 подглав. 
 
 

    Глава 1      Основные экологические проблемы 

1. Загрязнение атмосферы 

    Вначале  надо  сказать  несколько  слов  о  самом  понятии  "экология".

    Экология  родилась  как  чисто  биологическая   наука   о   взаимоотношениях "организм  -  среда".  Однако  с  усилением антропогенного  и техногенного давления  на  окружающую  среду стало очевидной   недостаточность   такого подхода. Ведь  в настоящее время нет явлений,  процессов и территорий, незатронутых  этим  мощным  давлением.  И нет науки,  которая   могла   бы устраниться  от  поисков  выхода  из  экологического  кризиса.  Круг   наук, вовлеченных  в  экологическую  проблематику,  необычайно  расширился.   Ныне наряду с биологией это экономическая и географическая науки,  медицинские  и социологические исследования, физика атмосферы и математика и многие  другие науки.

        Экологические проблемы современности  по своим масштабам  условно   могут быть разделены на локальные,  региональные и глобальные и  требуют для  своего решения  неодинаковых  средств  решения  и  различных  по  характеру  научных разработок.

        Пример локальной  экологической   проблемы  -  завод,  сбрасывающий  без очистки в реку свои  промстоки, вредные для здоровья  людей. Это  -  нарушение закона. Органы охраны природы  или   даже  общественность  должны  через  суд оштрафовать такой  завод  и  под  угрозой  закрытия  заставить  его  строить очистные сооружения. Особой науки при этом не требуется.

        Примером региональных экологических  проблем может служить высыхающее  Аральское море с  резким  ухудшением  экологической обстановки на  всей  его  периферии (прил.1),  или высокая радиоактивность почв  в районах, прилегающих к Чернобылю.

        Для решения таких проблем  уже  нужны  научные  исследования.  В  первом случае - точные  гидрологические  исследования  для  выработки рекомендаций по увеличению стока в Аральское море,  во втором  -  выяснение влияния на здоровье населения длительного воздействия слабых доз радиации  и разработка методов дезактивации почв.[3]

    На  сегодняшний день самой большой и опасной проблемой является истощение и разрушение природной среды, нарушение внутри нее экологического равновесия в результате растущей и плохо контролируемой деятельностью людей. Исключительный вред приносят производственные и транспортные катастрофы, которые ведут к массовой гибели живых организмов, заражению и загрязнению мирового океана, атмосферы, почвы. Но еще большее негативное воздействие оказывают непрерывные выбросы вредных веществ в окружающую среду.

    Во- первых, сильное влияние на здоровье людей, тем более разрушительное, что человечество все сильнее скучивается в городах, где концентрация вредных веществ в воздухе , почве, атмосфере, непосредственно в помещениях, а также и в других воздействий (электричество, радиоволны и пр.) очень высоко.

    Во- вторых, исчезают многие виды животных и растений, и появляются новые  опасные микроорганизмы.

    В- третьих, ухудшается ландшафт, плодородные  земли превращаются в сваи, реки в сточные канавы, изменяется местами  водный режим и климат. Но самой большой опасностью грозит глобальное изменение (потепление) климата, возможное, например, из-за увеличения в атмосфере углекислоты. Это способно привести к таянию ледников. В результате под водой окажутся огромные и густонаселенные районы в разных регионах мира.

             Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

    Результаты  экологических исследований, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы – самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

        В последние годы получены данные о существенной роли для сохранения биосферы озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирующего на высотах около 40 км тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности.

    Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

    Загрязненная  приземная атмосфера вызывает рак  легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические  и респираторные заболевания, дефекты  у новорожденных и многие другие болезни, список которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их совместным воздействием на организм человека. Результаты специальных исследований показали, что между здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная положительная связь.

    Основные  агенты воздействия атмосферы на гидросферу – атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей  степени смога, тумана. Поверхностные  и подземные воды суши имеют главным  образом атмосферное питание и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы.

    Отрицательное влияние загрязненной атмосферы  на почвенно-растительный покров связано  как с выпадением кислотных атмосферных  осадков, вымывающих кальций, гумус  и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза, приводящих к замедлению роста и гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы, дуба) к загрязнению воздуха выявлена давно. Совместное действие обоих факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные линии связи. Во многих экономически развитых странах в настоящее время реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В рамках Национальной программы по оценке влияния кислотных атмосферных осадков, учрежденной в 1980 году многие федеральные ведомства США начали финансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и выработки соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что кислотные дожди оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду и являются результатом самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты – разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях окисления оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.[4]

    К природным источникам загрязнения  относятся: извержения вулканов, пыльные  бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской  соли, продукты растительного, животного  и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

    Главный природный процесс загрязнения  приземной атмосферы – вулканическая  и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару.

    Продолжительность загрязненного состояния атмосферы  после крупных вулканических  извержений достигает нескольких лет.

    Антропогенные источники загрязнения обусловлены  хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

    1. Сжигание горючих ископаемых, которое  сопровождается выбросом 5 млрд. т.  углекислого газа в год. В  результате этого за 100 лет (1860 – 1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.

    2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

    3. Выхлопы современных турбореактивных  самолетов с оксидами азота  и газообразными фторуглеводородами  из аэрозолей, которые могут  привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

    4. Производственная деятельность.

    5. Загрязнение взвешенными частицами  (при измельчении, фасовке и  загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при  сжигании мусора).

    6. Выбросы предприятиями различных газов.

    7. Сжигание топлива в факельных  печах, в результате чего образуется  самый массовый загрязнитель  – монооксид углерода.

    8. Сжигание топлива в котлах  и двигателях транспортных средств,  сопровождающееся образованием  оксидов азота, которые вызывают смог.

    9. Вентиляционные выбросы (шахтные  стволы).

    10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной  концентрацией озона из помещений  с установками высоких энергий  (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы). В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

    При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах  и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения  в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40- 50 %. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.[5]

    Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.

    В настоящее время в приземной  атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасные широко распространенные в воздушном бассейне Казахстана диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твердые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.[5]

    В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химическим элементам, соединениям и их группам. В группу органических веществ входят акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а неорганических – тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы

(угарный  газ, сероводород, оксиды азота  и серы, радон, озон), асбест.

    Преимущественно токсическое действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный неприятный запах имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан, толуол. Ореол воздействия оксидов серы и азота распространяется на большие расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный реестр потенциально токсичных химических веществ.

    Основные  загрязнители воздуха жилых помещений  – пыль и табачный дым, угарный  и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.

    Для атмосферы характерна чрезвычайно  высокая динамичность, обусловленная  как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается сейчас как огромный «химический котел», который находится под воздействием многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания.

    Время «жизни» газов и аэрозолей  в атмосфере колеблется в очень  широком диапазоне (от 1 – 3 минут  до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно- способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.).

    Оценка  и тем более прогноз состояния  приземной атмосферы являются очень  сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным образом по нормативному подходу. Величины токсических химических веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного подхода – ненадежность принятых значений показателей из-за слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов наблюдения за воздушным бассейном мало, и они не позволяют адекватно оценить его состояние в крупных промышленно – урбанизированных центрах. В качестве индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного загрязнения, связанных с чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны, обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе. Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

    Наиболее  чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени и позволяющий установить местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам. [6]

    К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы  крупных промышленно – урбанизированных территорий относится многоканальное дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в способности быстро, неоднократно и в «одном ключе» охарактеризовать большие площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в атмосфере аэрозолей. Развитие научно-технического прогресса позволяет надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих веществ.

    Прогноз состояния приземной атмосферы  осуществляется по комплексным данным. К ним прежде всего относятся  результаты мониторинговых наблюдений, закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС. Конечный результат применения таких моделей – количественная оценка риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-экономической точки зрения.

    К основным загрязнителям атмосферы  относятся углекислый газ, оксид  углерода, диоксиды серы и азота, а также малые газовые составляющие, способные оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота, галогенуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.[7]

    Основной  вклад в высокий уровень загрязнения  воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах и котельные.

    Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые  вместе с дымом выбрасывают в  воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

    Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в  атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

    Основными вредными примесями пирогенного  происхождения являются следующие:

      а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

    б) Сернистый ангидрид. Выделяется в  процессе сгорания серо-содержащего  топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 85 процентов от общемирового выброса.

      в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида.

    Конечным  продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в  дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных  путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

      г) Сероводород и сероуглерод.  Поступают в атмосферу раздельно  или вместе с другими соединениями  серы. Основными источниками выброса  являются предприятия по изготовлению  искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие,  а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

      д) Оксиды азота. Основными  источниками выброса являются  предприятия, производящие; азотные  удобрения, азотную кислоту и  нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

      е) Соединения фтора. Источниками  загрязнения являются предприятия  по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики. стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция.

    Соединения  характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

      ж) Соединения хлора. Поступают  в атмосферу от химических  предприятий, производящих соляную  кислоту, хлоросодержащие пестициды,  органические красители, гидролизный  спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как  примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

    В металлургической промышленности при  выплавке чугуна и при переработке  его на сталь происходит выброс в  атмосферу различных тяжелых  металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. предельного чугуна выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

    Наиболее  распространенные загрязнители атмосферы поступают в атмосферу в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц, либо в виде газов. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

    Углекислый  газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента  в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Сам этот газ не ядовит.

    Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает  большую часть газообразных, да и  аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного  соединения – угарного газа. Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно.

    В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу  поступает около 300 миллионов тонн угарного газа.