Экологический кризис и экологические проблемы современности

Экологический кризис и экологические проблемы современности

В 60—70-е годы XX века сформировалось понятие глобального экологического кризиса. 
Под экологическим кризисом в настоящее время понимают критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных — отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. 
Революционные изменения в биосферных процессах, которые начались в XX веке, привели к бурному развитию энергетики, машиностроения, химии, транспорта, к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. Последствия антропогенной деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

 
Перестройка биосферы и грядущее становление  ноосферы ставит перед человечеством  нелегкие задачи. Прежде всего это рациональное управление биосферой для удовлетворения насущных потребностей человечества.

У экологических проблем  современности есть отличительные  признаки, которые придают им масштаб  глобальности. Прежде всего это Их общечеловеческая значимость. 
Основные проблемы современной биосферы так или иначе связаны с техногенной деятельностью человека. Эволюция человека как биологического вида и человечества в целом привела к изменению естественного биогеохимического круговорота и перераспределению энергии на Земле. Можно с уверенностью сказать, что все глобальные проблемы современности прямо Или косвенно замыкаются на использовании природных ресурсов Земли. 
Все экологические процессы в биосфере взаимосвязаны и неразрывны. Нарушение одних процессов неминуемо влечет за собой сдвиги в системе сложившихся связях природных экосистем. Масштабы воздействия хозяйственной деятельности на природную среду стали гигантскими. Ежегодно из земных недр безвозвратно извлекается свыше 100 млрд т полезных (для человека но не для планеты) ископаемых, выплавляется 800 млн т различных Металлов, вносится в почвы свыше 500 млн т минеральных удобрений, около 3 млн т различных ядохимикатов, из которых треть смывается поверхностными стоками в водоемы или задерживается атмосферой. 
Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем, требующих безотлагательного решения. В первую очередь это состояние атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов.

Состояние атмосферы определяет тепловой режим на нашей планете  и непосредственным образом влияет на защитные функции озонового слоя. Результатом изменения теплового  режима могут служить значительные колебания климатических условий. В свою очередь изменения климата  на обширных территориях приведут к  тяжелым экономическим последствиям, так как потребуют переориентации многих отраслей мировой экономики. 
В настоящее время средняя концентрация углекислого газа в атмосфере составляет 0,034%. Исследованиями медиков установлено, что для здоровья человека повышение концентрации СО2 до 1% практически безвредно. Так что человечество еще имеет в запасе какое-то время для решения этой проблемы. 
Напрямую с проблемой охраны атмосферного воздуха связано загрязнение окружающего .пространства тяжелыми металлами. К тяжелым относят металлы с большой атомной массой (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, кадмий и др.).

Актуальность проблемы истощения  водных ресурсов связана как с  огромным водопотреблением, так и  с загрязнением поверхностных и  подземных вод. В итоге в ряде районом мира возникает острейший  дефицит воды.

И, наконец, землян уже сейчас тревожит проблема земельных ресурсов. Земельный фонд уменьшается прежде всего из-за строительства, горнопромышленных разработок, почвенной эрозии, засоления, опустынивания.

В последнее время особую остроту приобрела проблема катастрофически  быстрого сокращения площадей лесных массивов, особенно тропических. За последние  три десятилетия площадь лесов  уменьшилась на 1 млрд га, что составляет 20% их совокупной площади. Это самые большие потери лесных площадей за весь период истории биосферы. 
Сведение горных лесов также чревато экологическими последствиями. Со склонов гор, лишенных зелени, дожди смывают почву, делая изменения необратимыми. Новые лесопосадки тут уже не приживутся. На равнинах происходит эрозия почв, земля родит все меньше, местное население лишается хлеба насущного — риса и злаков. Плодородные слои земной коры содержат 2 трлн т углерода, что в три раза превышает его количество в атмосфере. После вырубки деревьев углерод окисляется и улетучивается в атмосферу. Неумеренный расход древесины приводит к возрастающему давлению на лесные экосистемы.

Сейчас уже очевидно для  всех, что экологический кризисе — понятие общеглобальное и общечеловеческое, касающееся каждого из населяющих Землю людей. 
Антропогенное воздействие на природу достигло таких масштабов, что возникли проблемы глобального характера, о которых в начале XX века никто не мог даже предполагать. К основным глобальным экологическим проблемам современности, находящимся в поле зрения человечества в начале XXI века следует отнести: 
— изменение климата Земли, парниковый эффект (глобальное антропогенное потепление), разрушение озонового экрана; 
—  загрязнение атмосферы, кислотные осадки; 
— демографический взрыв, относительное перенаселение Земли в некоторых регионах; чрезмерную урбанизацию; 
—  загрязнение почв, уменьшение их площадей; 
—  загрязнение Мирового океана и поверхностных вод суши; 
— радиоактивное загрязнение локальных участков; 
— опустынивание обширных территорий; 
— истребление лесного покрова Земли, уменьшение площадей тропических и северных лесов; 
— управление отходами, образуемыми в процессе человеческой деятельности; 
—  уменьшение биологического разнообразия флоры и фауны и устойчивости экосистем.

Современная экология является научной базой рационального  использования и воспроизводства  природных ресурсов, охраны окружающей среды. Последовательное решение насущных экологических проблем должно привести к снижению негативного воздействия  общества на отдельные экосистемы и  природу в целом, включая человека.

Источники экологического права

Источники экологического права – нормативно-правовые акты, изданные компетентными государственными органами, а также органами местного самоуправления, соответствующие Конституции РФ и регулирующие общественные отношения по поводу охраны окружающей среды.

Высшим  по юридической силе источником эк. права является Конституция РФ. В ее положениях закреплены различные формы собственности на землю и другие природные ресурсы (ст. 9), право частной собственности на землю (ст. 36), право каждого гражданина на благоприятную окружающую среду (ст. 42), обязанность каждого сохранять природу, бережно относится к ее богатствам (ст. 58). Положениями ст. 72 Конституции РФ природоохранное законодательство отнесено к пред мету совместного ведения РФ и субъектов РФ.

Основным  источником экологического права является ФЗ «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ, где закреплены основные принципы охраны окружающей среды, основы управления в области охраны природы, права и обязанности граждан, общественных организаций, установлены принципы нормирования в области природопользования, требования по охране окружающей среды в различных отраслях хозяйственной деятельности.

Более детальное регулирование вопросы  охраны окружающей среды находят  в:

– ФЗ от 14 марта 1995 г. № 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях»;

– ФЗ от 23 февраля 1995 г. № 26-ФЗ «О природных  лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных  местностях и курортах»;

– ФЗ от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»;

– ФЗ от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической  экспертизе»;

– ФЗ от 24 апреля 1995 г. № 52-ФЗ «О животном мире»;

– в  Водном, Земельном, Градостроительном, Лесном кодексах.

Наиболее  значимые Постановления Правительства  РФ в области охраны окружающей среды  можно отнести: от 19 февраля 1996 г. № 158 «О Красной книге Российской Федерации»; от 7 декабря 2001 г. № 860 «О федеральной  целевой программе «Экология  и природные ресурсы России (2002–2010 годы)»».

Особое  место среди источников экологического права занимают международные договоры РФ. Среди них можно выделить двусторонние – между РФ и различными странами по вопросам экологического регулирования  отношений между двумя странами и многосторонние, участниками которых  являются несколько государств. Важную роль в регулировании международных  отношений в области охраны окружающей среды играют акты международных организаций – ООН, международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСПО).

Классификация источников экологического права:

– по юридической силе они делятся  на законы (Конституция РФ – основной закон РФ, ФКЗ и ФЗ) и подзаконные акты (указы Президента РФ, постановления Правительства РФ, ведомственные акты, , а также акты, принимаемые органами субъектов РФ и должностными лицами в пределах их компетенции);

– по предмету регулирования источники  экологического права делятся на общие (регулируют не только экологические  отношения, но и другие отрасли общественных отношений, это Конституция РФ, УК РФ, КоАП РФ) и специальные (полностью посвящены регулированию только экологических отношений, это ФЗ об охране окружающей среды, об экологической экспертизе, об особо охраняемых природных территориях);

– по характеру регулирования источники  делят на материальные (регулирующие отношения по поводу охраны и исполь зования природных объектов) и процессуальные (имеющие своей целью регламентацию процедуры использования и охраны окружающей среды);

– также  источники делятся на кодифицированные (Водный кодекс РФ, Земельный кодекс РФ, Лесной кодекс РФ) и некодифицированные (ФЗ «Об охране окружающей среды»).  

Учение В.И. Вернадского о биосфере, основные его положения

  Центральным пунктом  изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял  еще косное вещество (воздух, вода, минералы). Между живым веществом и косным находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).   

Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:

1. изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;
2. в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;
3. только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;
4. живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.

   Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы  сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.   

Согласно данной теории биосфера выполняет  несколько функций:

1. кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;
2. почвообразующая;
3. хемосинтезирующая – синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);
4. круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;
5. структурная – некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

   По Вернадскому  работа живого вещества в биосфере может быть выражена в двух основных формах:

• химическая или биохимическая ( I род геологической деятельности );
• механическая ( II род геологической деятельности).

   I род геологической  деятельности проявляется в обмене  веществ внутри живых организмов, в результате которого происходит постоянных кругооборот атомов.   

При этом большое значение имеет  количество пропускаемых веществ через  тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что  через организм человека за всю его  жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.    

Сущность II рода геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать  норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.   

Вернадский для понимания работы живого вещества в биосфере ввел 3 биогеохимических принципа:

1. биогенная миграция атомов всегда стремится к максимальному значению. Это выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться;
2. эволюция видов в ходе геологического времени ведет к образованию таких организмов, которые увеличивают миграцию атомов;
3. заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.

   С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит  в качественно новую сферу  – ноосферу, т.е. сферу человеческого  разума.   

Для этого должны быть выполнены  следующие условия:

1. заселение человеком всей планеты;
2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
3. усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;
4. начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;
5. расширение границ биосферы и выход в космос;
6. открытие новых источников энергии;
7. равенство людей всех рас и религий;
8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;
9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;
10. продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;
11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;
12. исключение войн из жизни общества.

природные и техногенные радионуклиды и их влияние на живые организмы

Радиоэкология, изучает воздействие ионизирующего излучения окружающей среды (космической радиации, природных и техногенных радионуклидов) на живые организмы, их сообщества и связь этого воздействия с распределением радионуклидов по пов-сти Земли (в атмосфере, Мировом океане, земной коре). Зарождение радиоэкологии связано с работами В. И. Вернадского, который в 1910-20 впервые обратил внимание на возможное воздействие радиоактивности окружающей среды на биосферу.

Все живые организмы на Земле, в  т. ч. человек, находятся под постоянным воздействием космич. излучения и излучения радионуклидов, содержащихся в атмосфере, воде, почвах, горных породах, строительных и других материалах. Наиб. воздействие на живые организмы оказывают природный радионуклиды ⁴⁰К, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th и продукты их распада (см. Радиоактивные ряды), а также космогенные радионуклиды, образующиеся главным обазом в верх. слоях атмосферы под действием космич. излучения (¹⁴С, ³Н и др.). Развитие атомной промышленности и проведение испытаний ядерного оружия (начиная с 40-50-х гг. 20 в.) привело к тому, что в окружающую среду во все возрастающих количествах стали попадать искусств. (техногенные) радионуклиды ⁸⁵Кr, изотопы ксенона. ¹³¹I, ⁹⁰Sr,¹⁴⁴Ce, ^l37Cs и др., многие из которых имеют сравнительно большие периоды полураспада (до неск. десятков лет). Особенно много техногенных радионуклидов попало в окружающую среду до подписания Московского договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере и на поверхности Земли и океана (1972). В результате крупных аварий на ядерных реакторах (Уиндскейл, 1957; Чернобыль, 1986) в атмосферу выброшены большие количества продуктов ядерного деления урана, плутония и нептуния. которые в виде аэрозолей и газов распространились на большие расстояния (см. Радиоактивные горячие частицы).

Пути распространения радионуклидов от мест выброса, хранения и захоронения радиоактивных отходов. а также за счет выщелачивания из радиоактивных пород зависят от хим. форм, в которых находятся радионуклиды, способности этих форм к комплексообразованию, гидролизу. окислению и восстановлению. других факторов. В конечном счете, рассеянные в среде радионуклиды усваиваются живыми организмами (растениями и животными), причем в организм человека они могут попадать не только непосредственно (при дыхании. с питьевой водой и т. п.), но и по сложным пищевым цепям (например, ⁹⁰Sr в значительной мере попадает по цепочке растительность-травоядные животные-молоко). Важная задача радиоэкологии - вскрытие путей попадания радионуклидов в организм человека и защита его от такого попадания.

Современная радиоэкология развивается  на стыке многих наук. Так, ядерная  физика и ядерная геофизика позволяют  изучать радиац. поля, т. е. распределение источников ионизирующего излучения в атмосфере, водоемах, почвах, горных породах; радиохимия - исследовать состояние радионуклидов в водных растворах, аэрозолях (определять хим. формы, степени окисления элементов и т.д.), формы, в которых происходит миграция радионуклидов в среде (истинные растворы, ультрадисперсные твердые частицы и т.д.), изменение этих форм либо при прохождении геохим. барьеров типа река-море или океан - атмосфера, либо при изменении температуры, кислотности, влажности, других факторов. Сведения о концентрировании радионуклидов разл. организмами и их отдельными органами (например, ⁹⁰Sr накапливается в костях человека, а ¹³¹I-в щитовидной железе), данные о генетических и других последствиях воздействия ионизирующего излучения дает радиобиология. Методы расчета дозы и мощности дозы ионизирующего излучения разработаны в дозиметрии.

Для радиоэкологии представляет интерес прежде всего изучение воздействия на организмы малых доз ионизирующего излучения. Таким воздействием обладают, например, радон и продукты его распада (сам радон образуется при распаде имеющегося повсеместно в исключительно низких концентрациях радия), в заметных количествах присутствующие в воздухе в современных зданиях, построенных с использованием новых строительных материалов (шлаков, зольных остатков от сгорания ископаемых топлив). Систематические исследования радиоэкологии направлены, в частности, на то, чтобы правильным выбором материалов и целесообразной планировкой помещений исключить опасное повышение концентрации радона в школьных зданиях, жилых помещениях, производств, предприятиях.

В реальных условиях степень воздействия ионизирующего излучения м. б. усилена наличием в среде вредных примесей (например, в атмосфере - оксидов азота, серы, СО; в почвах и в водах - ионов тяжелых металлов, пестицидов и т.д.); это - так называемый радиоэкологич. синергизм

Важная проблема радиоэкологии - изучение пространственно-временной изменчивости естественного фонаионизирующего излучения (например, на поверхности Земли в 50-100 раз). Повышенным фоном характеризуются, в частности, т. наз. радиоактивные провинции-районы с высоким естественным содержанием урана и тория в почве и горных породах, расположенных на поверхности. Во многих странах ведутся работы по непрерывному контролю (мониторингу) радиоактивного загрязнения воздуха, почв, растит. и животных организмов, позволяющие выявлять зоны повышенного загрязнения, их источники, а также радиологически чистые зоны. Мониторинг позволяет надежно устанавливать даже незначит. изменения в радиац. обстановке на местности, связанные с изменениями в режимах работы ядерных реакторов, предприятий атомной промышленности и т.д., не говоря уже об аварийных ситуациях.

Сведения, получаемые в радиоэкологии, играют важную роль при выработке  международных соглашений, направленных на полное прекращение испытаний  ядерного оружия, сокращение его произ-ва; на них основаны нормативные документы, в т.ч. определяющие порядок захоронения радиоактивных отходов, безопасную работу ядерных реакторов, условия работы персонала; возможность использования с.-х. и иной продукции населением и т.д.

ФОТОСИНТЕЗ —  ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ

Слово «фотосинтез» означает буквально создание или сборку чего-то под действием света. Обычно, говоря о фотосинтезе, имеют в виду процесс, посредством которого растения на солнечном  свету синтезируют органические соединения из неорганического сырья. Все формы жизни во Вселенной  нуждаются в энергии для роста  и поддержания жизни. Водоросли, высшие растения и некоторые типы бактерий улавливают непосредственно  энергию солнечного излучения и  используют ее для синтеза основных пищевых веществ. Животные не умеют  использовать солнечный свет непосредственно  в качестве источника энергии, они  получают энергию, поедая растения или  других животных, питающихся растениями. Итак, в конечном счете источником энергии для всех метаболических процессов на нашей планете, служит Солнце, а процесс фотосинтеза необходим для поддержания всех форм жизни на Земле.

Мы пользуемся ископаемым топливом — углем, природным газом, нефтью и т. д. Все эти виды топлива  — не что иное, как продукты разложения наземных и морских растений или  животных, и запасенная в них энергия  была миллионы лет назад получена из солнечного света. Ветер и дождь  тоже обязаны своим возникновением солнечной энергии, а следовательно, энергия ветряных мельниц и гидроэлектростанций в конечном счете также обусловлена солнечным излучением.

Важнейший путь химических реакций при фотосинтезе —  это превращение углекислоты  и воды в углероды и кислород. Суммарную реакцию можно описать  уравнением СO₂+H₂O [СH₂O]+O₂

Углеводы, образующиеся в  этой реакции, содержат больше энергии, чем исходные вещества, т. е. СO₂ и H₂O. Таким образом, за счет энергии Солнца энергетические вещества (СO₂ и H₂0) превращаются в богатые энергией продукты — углеводы и кислород. Энергетические уровни различных реакций, описанных суммарным уравнением, можно охарактеризовать величинами окислительно-восстановительных потенциалов, измеряемых в вольтах. Значения потенциалов показывают, сколько энергии запасается или растрачивается в каждой реакции. Итак, фотосинтез можно рассматривать как процесс образования лучистой энергии Солнца в химическую энергию растительных тканей.

Содержание СO₂ в атмосфере остается почти полным, несмотря на то, что углекислый газ расходуется в процессе фотосинтеза. Дело в том, что все растения и животные дышат. В процессе дыхания в митохондриях кислород, поглощаемый из атмосферы живыми тканями, используется для окисления углеводов и других компонентов тканей с образованием в конечном счете двуокиси углерода и воды и с сопутствующим выделением энергии. Высвобождающаяся энергия запасается в высокоэнергетические соединения — аденозинтрифосфат (АТФ), который и используется организмом для выполнения всех жизненных функций. Таким образом дыхание приводит к расходованию органических веществ и кислорода и увеличивает содержание СO₂ на н планете. На процессы дыхания во всех живых организмах и на сжигание всех видов топлива, содержащих углерод, в совокупности расходуется в масштабах Земли в среднем около 10000 тонн O₂ в секунду. При такой скорости.потребления весь кислород в атмосфере должен бы иссякнуть примерно, через 3000 лет. К счастью для нас, расход органических веществ и атомного кислорода уравновешивается созданием углеводов и кислорода в результате фотосинтеза. В идеальных условиях скорость фотосинтеза в зеленых тканях растений примерно в 30 раз превышает скорость дыхания в тех же тканях, таким образом, фотосинтез служит важным фактором, регулирующим содержание O₂ на Земле.