Вспомните: 1. Какие существуют способы разработки полезных ископаемых? 2. Каков состав гидросферы и как связаны между собой входящие в ее состав элементы?
Загрязнение окружающей среды — это любое нежелательное изменение состояния этой среды в результате хозяйственной деятельности человека.
Проблема загрязнения среды обитания считается более серьезной, чем проблема истощения природных ресурсов. Она угрожает существованию человека как биологического вида. При отсутствии эффективных мер для ее решения жизнь на Земле может стать просто невозможной.
Загрязнение носит как локальный (т.е. проявляется на относительно небольшой площади), так и глобальный характер. Ему подвержены все природные оболочки: литосфера, гидросфера и атмосфера.
1. Загрязнение литосферы. Поступая в состав литосферы, твердые промышленные и сельскохозяйственные отходы могут содержать разнообразные токсичные вещества. Это может происходить при добыче полезных ископаемых, когда на поверхность земли поднимаются огромные массы вещества.
Представим ситуацию в районе добычи, например, угля. Вместе с углем на поверхность поднимается огромное количество пустой породы, которую за ненадобностью просто отправляют в отвалы. Постепенно образуются терриконы — огромные, в десятки метров высотой, конусообразные горы пустой породы, резко искажающие облик природного ландшафта. А весь ли уголь, поднятый на поверхность, обязательно будет вывезен к потребителю? Конечно, нет. Ведь процесс негерметичен. Огромное количество угольной пыли осядет на поверхности земли. В результате изменится состав почв, грунтовых вод, что неминуемо повлияет на животный и растительный мир района.
Твердые отходы — это и обычный бытовой мусор. Ежегодно только из больших городов вывозится более 12 млрд т всевозможных бытовых отходов. Такие массы вещества позволяют приравнять процесс «производства» мусора к геологическим процессам, так как они сопоставимы с объемами выбросов во время вулканических извержений. Большую часть бытовых отходов составляют разнообразные упаковочные материалы: бумага, стекло, пластик и др. Их количество зависит от объема потребления населением всевозможных товаров. Поэтому львиную долю всего бытового мусора «производят» развитые страны, отличающиеся высоким уровнем жизни. Пока основным способом борьбы с этим видом загрязнения природной среды является вывоз мусора за пределы городов на организованные свалки (рис. 64).
Рис. 64. Одна из миллионов свалок, уродующих поверхность нашей планеты
Но это только видимость борьбы. Свалка уродует пейзаж. С ее поверхности в воздух поступают в виде испарений летучие соединения, которые ветром могут разноситься на десятки километров. Часть веществ растворяется дождевыми водами, которые затем поступают в подземные воды и разносятся на десятки километров. Окруженные свалками крупные города оказываются в зоне влияния этих свалок. Появилась даже невеселая шутка: «Был каменный век, был бронзовый, был железный... А сейчас идет век мусорный». Существующие заводы по переработке мусора кажутся отличным средством для решения проблемы. Но в своей работе они используют огромное количество электроэнергии, а ее получение не является экологически чистым производством.
Еще одно серьезнейшее изменение природного состояния земной поверхности связано с открытой разработкой полезных ископаемых. Открытая добыча минерального сырья происходит в карьерах. Современные карьеры могут иметь глубину сотни метров и диаметр десятки километров. На площади в сотни квадратных километров полностью уничтожена природа нашей планеты. Не случайно, что заброшенные карьеры иногда называют «лунным ландшафтом». Другое, часто применяющееся, название — бедленды (рис. 65), то есть «дурные земли».
Рис. 65. Бедленд на месте заброшенного карьера
Бедленды довольно часто используются при съемке фантастических фильмов в качестве готовых декораций, изображающих чужие миры или Землю после ядерной катастрофы. Здесь полностью уничтожена растительность, почва, а часто и весь слой осадочных отложений до скального основания. Фактически это «дыра» в природном ландшафте. Но это еще не все. Заброшенные карьеры расширяются, так как потоки дождевых вод размывают их склоны, не защищенные растительностью. В результате карьеры увеличивают свою площадь в несколько раз.
2. Загрязнение гидросферы. Загрязнение литосферы может быть значительным, но носит, как правило, локальный характер. Загрязнение гидросферы отличается значительно большим охватом территории. Оно может носить и глобальный характер.
Следствие загрязнения гидросферы — ухудшение качества воды. Причиной этого является поступление в водные объекты сточных вод.
Загрязнению сточными водами подвержены в первую очередь воды суши: реки, озера, подземные воды. Однако стоки рано или поздно оказываются в морях и океанах. Но ведь нет изолированных морей и океанов. Все морские воды образуют единый Мировой океан. То есть суммарное действие локальных источников загрязнения (предприятий, полей, человеческого жилья) приводит к глобальным последствиям.
Вот всего два примера последствий загрязнения водной оболочки нашей планеты в результате хозяйственной деятельности человека.
Химический препарат под названием ДДТ, начиная с 1950-х годов, активно использовался для борьбы с вредными насекомыми, что помогло значительно поднять урожайность многих культур. Кроме того, применение ДДТ уничтожило малярийных комаров — распространителей тяжелой болезни. Огромные территории в тропическом поясе стали пригодными для заселения. Однако в настоящее время этот препарат запрещен во многих странах мира, поскольку, накапливаясь в организме растений, животных, людей, он наносит существенный вред. За время массового применения ДДТ огромные количества препарата были вынесены в океан реками и подземными водами. И хотя использование этого препарата прекращено, проблема загрязнения им осталась: ДДТ содержится в тканях морских, в том числе и промысловых, рыб. Об уровне загрязнения говорит хотя бы тот факт, что следы ДДТ обнаружены даже в организме антарктических пингвинов, несмотря на то что ближайшие районы применения ДДТ находятся на расстоянии тысяч километров от берегов Антарктиды.
Опасным источником загрязнения Мирового океана является морская нефтедобыча. Литр нефти, попав в воду, растекается по ее поверхности пятном площадью в 100 м2. Нефтяная пленка, хотя она и очень тонкая, образует непреодолимую преграду на пути кислорода из атмосферы в водную толщу. В результате нарушается кислородный режим и океан «задыхается». Гибнет планктон, являющийся основой пищевой цепи океана. В настоящее время нефтяными пятнами покрыто уже около 20% площади Мирового океана, и площадь, пораженная нефтяным загрязнением, растет (рис. 66).
Рис. 66. Нефтяная пленка в акватории Мирового океана
3. Загрязнение атмосферы. Атмосфера на всех одна, и воздух находится в постоянном и очень активном движении. Поэтому загрязнение атмосферы носит еще более глобальный характер, чем загрязнение гидросферы. Хотя, конечно, существует и локальное загрязнение воздушного бассейна в районах городов с большим числом крупных предприятий. Основным источником загрязнения атмосферы являются газообразные выбросы предприятий некоторых отраслей промышленности, работа которых основана на сжигании топлива. Это прежде всего металлургия и теплоэнергетика, транспорт, особенно автомобильный.
К наиболее острым проблемам, связанным с загрязнением атмосферы, относится выпадение кислотных дождей, разрушение озонового экрана и парниковый эффект.
За возникновение кислотных дождей ответственны предприятия металлургии и угольная теплоэнергетика. При сжигании угля с дымом в атмосферу поступают соединения серы. Они вступают в реакцию с парообразной водой, что приводит к образованию серной кислоты. В результате с дождем на поверхность суши выпадает не вода, а слабый раствор этой кислоты. Выпадение кислотных дождей приводит к ожогам, а иногда и гибели растений, изменению щелочной реакции природных водоемов, что губительно сказывается на их флоре и фауне.
Кроме того, происходит разрушение исторических зданий и памятников, построенных из мрамора. Кислотные облака, переносимые ветром, часто проливаются дождями уже за пределами стран, ответственных за их появление. Например, в Греции, не имеющей предприятий черной металлургии, серьезно повреждены многие древние памятники, в частности Парфенон. Одной из серьезнейших экологических проблем Финляндии является закисление некогда кристально чистых ледниковых озер. В результате этого процесса гибнет водная флора и фауна. Эти примеры свидетельствуют о возможности одновременного загрязнения различных природных оболочек. Возникающие в атмосфере кислоты выпадают в виде кислотных осадков на поверхность Земли, загрязняя литосферу и гидросферу.
Парниковый эффект, или тепловое загрязнение атмосферы, пожалуй, наиболее сложная глобальная экологическая проблема. Ответственными за нее тоже являются все отрасли, использующие сжигающие технологии: теплоэнергетика, металлургия, транспорт и др. Сжигание огромного количества топлива изменило газовый состав приземного воздуха, привело к увеличению содержания углекислого газа в нем. Насыщенный углекислым газом нижний слой атмосферы действует как парник. Солнечные лучи легко проходят через этот слой, а тепло, поднимающееся от нагретой поверхности Земли, из этого слоя не выходит. В результате приземный слой воздуха разогревается, и происходит процесс глобального потепления климата на планете. С этим потеплением связаны по крайней мере две проблемы. Во-первых, глобальное потепление климата вызовет усиление таяния полярных ледников, что приведет к повышению уровня Мирового океана и затоплению большой площади освоенной суши, на которой проживает особенно много людей и производится большая часть продовольствия. А во-вторых, потепление может изменить общую циркуляцию атмосферы. В результате этого изменятся климатические условия во многих регионах мира.
Есть предположение, что катастрофические наводнения, сменяющиеся страшной жарой, которые наблюдаются в Европе в начале XXI века, а также удары страшных ураганов по территории Северной Америки связаны именно с потеплением климата.
Поскольку наша цивилизация существует главным образом именно благодаря развитию сжигающих технологий, решение проблем кислотных дождей и глобального потепления крайне затруднено, так как отказаться от этих технологий человечество не готово.
О проблеме разрушения озонового экрана специалисты заговорили в конце 70-х годов XX века. Озоновый слой — это слой в атмосфере на высоте около 25 км, в котором наблюдается повышенная концентрация озона (О3). Роль озонового слоя в жизни Земли поистине огромна. Он задерживает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, губительного для живых организмов. В результате наблюдений было установлено сокращение количества содержащегося в атмосфере озона, а над полюсами были обнаружены настоящие «озоновые дыры» (рис. 67). Разрушение озонового слоя вызовет многократное увеличение ультрафиолетовой радиации, достигающей поверхности Земли. Последствия этого труднопредставимы. Достаточно сказать, что, по мнению многих ученых, в доисторические времена жизнь вышла из моря на сушу только после того, как сформировался озоновый слой в атмосфере.
Рис. 67. На этом космическом снимке, сделанном специальной аппаратурой, видна озоновая дыра над Антарктидой
За разрушения озонового слоя ответственны фреоны — безвредные соединения фтора, которые долгое время использовались в холодильных установках, кондиционерах, аэрозольных баллончиках. Фреоны оказались исключительно летучими соединениями, которые быстро поднимаются вверх и, достигнув соответствующей высоты, вступают в химическую реакцию с озоном. В результате этой реакции озон превращается в обычный кислород. Как только это установили, было принято, поддержанное большинством стран, решение о прекращении использования фреонов и создание веществ, их заменяющих. Таким образом разрушение «озонового экрана» было приостановлено. Хотя ситуация и остается напряженной, но она контролируется (рис. 68).
Рис. 68. На многих аэрозольных упаковках стоит этот значок — «Не разрушает озоновый экран»
Пример показывает, как быстро и слаженно может действовать человечество в условиях общей серьезной угрозы.
ПОВТОРИМ ГЛАВНОЕ
ПРОВЕРИМ ЗНАНИЯ
А ТЕПЕРЬ БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ВОПРОСЫ
ПОРАБОТАЕМ С КАРТОЙ
С помощью карты (рис. 66) объясните распространение нефтяной пленки в Мировом океане.