Глобальные экологические проблемы

Научно-технический  прогресс поставил перед человечеством  ряд весьма сложных проблем, которые  либо никогда ранее не возникали, либо не были столь масштабными. Среди них особое место занимают отношения между человеком и окружающей средой. В прошлом столетии природа испытала невиданную нагрузку, вызванную 4-кратным ростом численности населения и 18-кратным увеличением объема мирового производства.

Ученые утверждают, что примерно с 1960—1970-х гг. изменения  окружающей среды под воздействием человека стали глобальными, затронув все без исключения страны мира, и наиболее значимыми для жизни  общепризнаны:

• изменение климата Земли;
• разрушение озонового слоя;
• трансграничный перенос вредных примесей и загрязнение воздушного бассейна;
• истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана;
• оскудение биологического разнообразия;
• деградация земель, разрушение почвенного покрова.

Генеральный секретарь  ООН Кофи Аннан на встрече глав государств и правительств стран — членов ООН в сентябре 2000 г. представил доклад «Мы, народы: роль Организации Объединенных Наций в XXI веке». В докладе рассматриваются приоритетные стратегические области, которые встают перед человечеством в новом тысячелетии, и подчеркивается, что задача обеспечить для последующих поколений экологически устойчивое будущее станет одной из самых сложных.

Изменение климата Земли

Анализ результатов  многолетних метеорологических  наблюдений, осуществляемых во всех районах  земного шара, подтверждает непостоянство  климата, его подверженность определенным изменениям. Так, в конце XIX в. началось потепление, которое заметно усилилось  в 1920—1930-е гг., а затем наступило  похолодание, медленно продолжавшееся до 1960-х гг. Геологи исследовали  осадочные отложения земной коры и выяснили, что в прошедшие  эпохи климат претерпел куда более  масштабные перемены, обусловленные  природными процессами. Данные изменения  называют естественными.

Наряду с естественными  факторами на глобальные климатические  условия оказывает всевозрастающее  влияние хозяйственная деятельность человека. Ее воздействие начало проявляться  тысячи лет назад, когда в связи  с развитием земледелия в засушливых районах стало широко применяться  искусственное орошение. Распространение  земледелия в лесной зоне, сопровождавшееся вырубкой лесов на больших пространствах, также отражалось на климате, однако в этом случае все ограничивалось изменениями метеорологических  условий в нижних слоях атмосферы  и только в районах, где осуществлялись значительные хозяйственные мероприятия.

Вторая половина XX в. ознаменовалась быстрым развитием  промышленности и, соответственно, ростом энерговооруженности, что не могло  не сказаться на климате на всей планете. Современными научными исследованиями установлено, что влияние антропогенной деятельности на глобальный климат связано с несколькими факторами, в особенности с увеличением:

• количества атмосферного углекислого газа, а также некоторых других газов, поступающих в атмосферу в ходе хозяйственной деятельности и усиливающих в ней парниковый эффект;
• массы атмосферных аэрозолей;
• вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.

Разберемся в  сути парникового эффекта. В атмосфере  содержатся в определенной концентрации углекислый газ (СО₂), метан (СН₄), закись азота (N₂0), хлорфторуглероды (ХФУ) и другие радиационно активные газы, которые задерживают тепло в нижних слоях атмосферы, не позволяя температуре земной поверхности опускаться (иначе она была бы примерно на 33 °С ниже). Однако повышение концентрации парниковых газов у земной поверхности способствует образованию газовой «завесы», которая не пропускает избыточное инфракрасное излучение от поверхности Земли обратно в космос, как это должно быть при нормальной концентрации этих газов. В результате значительная часть энергии остается в приземном слое, вызывая повышение температуры у самой поверхности планеты.

Основной вклад (65 %) в потепление вносит углекислый газ, образующийся в результате сжигания угля, нефтепродуктов и других видов  топлива. Прекращение этого процесса в ближайшие десятилетия представляется технически неосуществимым. Кроме того, в развивающемся мире объемы потребления  энергии быстро растут.

Увеличение количества СО₂ в атмосфере оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. Общая тенденция к повышению температуры воздуха, которая наблюдалась в XX в., усиливается, что уже привело к повышению средней температуры воздуха на 0,6 °С.

В результате четырехкратного  увеличения во второй половине XX в. объема выбросов углеродистых соединений атмосфера  Земли стала нагреваться возрастающими  темпами. Согласно прогнозам ООН, последующее  глобальное увеличение температуры  воздуха в XXI в. составит от 1,5 до 4 °С.

Прогнозируются  следующие последствия глобального  потепления:

• повышение уровня Мирового океана вследствие таяния ледников и полярных льдов (за последние 100 лет он уже поднялся на 10—25 см), которое в свою очередь приведет к затоплению территорий, смещению границ болот, повышению солености воды в устьях рек, а также к потенциальной утрате мест проживания человека;
• изменение количества осадков (оно увеличится в северной части Европы и снизится в южной);
• изменение гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов;
• воздействие на экологические системы, сельское и лесное хозяйство (смещение климатических зон в северном направлении, миграция видов дикой фауны, изменение сезонности роста и продуктивности угодий в сельском и лесном хозяйстве).

Все перечисленные  выше факторы могут оказать катастрофическое воздействие на здоровье людей, экономику  и общество в целом. Растущая частота  засух и последующий кризис сельского  хозяйства повышают угрозу голода и  социальной нестабильности в некоторых  регионах мира. Сложности с водоснабжением в теплых странах стимулируют  распространение тропических и  субтропических болезней.

По мере усиления тенденций к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические стихийные бедствия — разрушительными. Возрастает ущерб, наносимый стихийными бедствиями мировому хозяйству. Лишь за 1998 г. он оказался выше, чем за все 1980-е гг., десятки тысяч  людей погибли и около 25 млн беженцев вынуждены были покинуть свои дома.

В конце XX в. человечество пришло к осознанию чрезвычайной опасности экологических проблем, связанных с изменением климата, и в середине 1970-х гг. начался  активный поиск их решения. На Всемирной  климатической конференции в  Женеве (1979) были заложены основы Всемирной  климатической программы. В соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН об охране глобального климата в интересах нынешнего и будущих поколений в 1992 г. принята Рамочная конвенция ООН об изменении климата (РКИК), цель которой — добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таких уровнях, которые исключают опасное воздействие на глобальную климатическую систему. Решение этой задачи предполагается осуществить в сроки, достаточные для естественной адаптации экосистем к изменению климата и позволяющие избежать угрозы производству продовольствия, а также обеспечивающие дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе.

Для ослабления угрозы глобального потепления необходимо в первую очередь сократить объем  выбросов углекислого газа. Однако большинство таких выбросов возникает  в результате сжигания ископаемого  топлива, которое по-прежнему обеспечивает более 75 % мировой энергии. Быстро увеличивающееся  число автомобилей на планете  усиливает опасность наращивания  объема выбросов. Стабилизация СО₂ в атмосфере на безопасном уровне возможна при общем снижении (примерно на 60 %) поступления парниковых газов, вызывающих глобальное потепление. В этом может помочь дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, более широкое использование возобновляемых источников энергии.

В 1997 г. был принят Киотский протокол к РКИК, который  зафиксировал определенные количественные обязательства стран, присоединившихся к Рамочной конвенции ООН об изменении климата, по ограничению выбросов парников газов. Обязательства дифференцированы для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой. На момент подписания Киотского протокола выбросы парниковых газов распределялись следующим образом: США — 36,1 % общемировых выбросов; страны ЕС — 25,0; Россия — 17,4; Япония — 8,5; страны Восточной Европы — 7,4; Канада — 3,3; Австралия и Новая Зеландия — 2,3 %.

Ожидалось, что реализация Киотского протокола приведет к  значительному прогрессу в улучшении  климата, так как промышленно  развитые страны обязывались сократить в период 2008—2012 гг. общие выбросы парниковых газов в среднем на 5 % по сравнению с уровнем 1990 г. Достижение целей, поставленных в Киотском протоколе, рассматривалось ООН как начальный этап замедления процесса глобального потепления, а в перспективе предполагалось добиваться снижения риска глобального изменения климата.

Большие надежды  мировая общественность возлагала  на 15-ю Конференцию ООН по изменению  климата (Копенгаген, 2009). Накануне ее открытия были опубликованы новые данные о  распределении выбросов парниковых газов по отдельным странам: Китай  — 20,8 % совокупного выброса С0₂ в атмосферу; США — 19,9; Россия — 5,5; Индия — 4,6; Япония — 4,3; Германия — 2,8; Канада — 2,0; Великобритания — 1,8; Южная Корея — 1,7; Иран — 1,6 %. На конференции были разработаны рекомендации по сокращению выбросов парниковых газов и признана необходимость ежегодного до 2020 г. выделения малым государствам 100 млрд дол. на финансирование экологических программ. Однако разногласия между развитыми и развивающимися странами не позволили принять юридически обязывающий документ по сокращению вредных выбросов.

Разрушение  озонового слоя Земли

Основное количество озона образуется в верхнем слое атмосферы — стратосфере, на высотах  от 10 до 45 км. Слой озона защищает все  живое на Земле от жесткого ультрафиолетового  излучения Солнца. Поглощая это излучение, озон существенно влияет на распределение  температуры в верхних слоях  атмосферы, что в свою очередь  воздействует на климат.

Общее количество и  рассредоточение озона в атмосфере  является результатом сложного и  до конца не изученного динамического равновесия фотохимических и физических процессов, определяющих его образование, разрушение и перенос. Начиная примерно с 1970-х гг. наблюдается глобальное уменьшение количества стратосферного озона. Над некоторыми районами Антарктики в сентябре—октябре его общее содержание в атмосфере уменьшается на 60 %, а в средних широтах обоих по- лушарии оно снизилось за десятилетие на 4—5 %. Истощение озонового слоя планеты ведет к разрушению сложившегося биогенеза океана вследствие гибели планктона в экваториальной зоне, угнетению роста растений, резкому увеличению глазных и раковых заболеваний, а также болезней, связанных с ослаблением иммунной системы человека и животных, повышению окислительной способности атмосферы, коррозии металлов и т.д.

Американские ученые Ф. Роулэнд и М. Молино обосновали принятую в настоящее время мировой общественностью точку зрения, согласно которой хлорфторуглероды — инертные в обычных условиях вещества, — попадая в стратосферу и разрушаясь под действием ультрафиолетового излучения Солнца, выделяют свободный хлор, участвующий в каталитических реакциях разрушения озона. ХФУ широко используются в качестве газов-наполнителей в аэрозольных упаковках, при производстве мягких и твердых пенистых веществ, в качестве хладонов — в холодильных установках и кондиционерах, как растворители — в промышленном производстве и т.п. Попадая в атмосферу, одна молекула такого инертного газа способна разрушить до 1000 молекул озона, а некоторые ХФУ могут сохраняться в атмосфере более 100 лет.

Выброс ХФУ в  середине 1970-х гг. составлял 850 тыс. т, а к середине XXI в. может достичь 1,7—3,7 млн т/год. В результате истощения озонового слоя огромное количество ультрафиолетового излучения попадает в нижние слои атмосферы и достигает земной поверхности.

Разрушение стратосферного озона и проникновение повышенных доз ультрафиолетового излучения  может существенно повлиять на радиационный баланс системы «Земля—атмосфера»  и привести к непредсказуемым  последствиям для климата планеты, в том числе усилить парниковый эффект.

Мировое сообщество не может бездействовать. В 1985 г. в  Вене состоялась Конференция по охране озонового слоя и была принята  соответствующая многосторонняя конвенция, предусматривающая осуществление  политических и экономических мер  по защите стратосферного озона. В 1987 г. на ее основе был разработан и принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, в котором определены перечень, порядок и нормы поэтапного снижения производства и потребления озоноразрушающих веществ. Во исполнение данного протокола в развитых странах с 1996 г. прекращено производство веществ, наносящих наибольший ущерб озоновому слою, а в развивающихся странах прогнозировалось прекращение их производства к 2010 г. Если бы этот документ не был подписан, уровни веществ, разрушающих озоновый слой, могли бы в пять раз превысить ныне существующие.

Истощение запасов пресной воды и загрязнение  вод Мирового океана

За период с 1900 по 1995 г. потребление пресной воды в  мире увеличилось в шесть раз, что более чем в два раза опережает темпы прироста населения. Почти треть землян проживает  в странах, которые потребляют воду в объеме, на 10 % превышающем имеющиеся  у них запасы. Если нынешние тенденции  сохранятся, то к 2025 г. каждые два из трех жителей Земли будут проживать  в условиях водного дефицита.

Основным источником обеспечения человечества пресной  водой являются в целом активно  возобновляемые поверхностные воды, которые составляют около 39 000 км³/год. Если в 1970-е гг. на одного жителя земного шара приходилось в среднем около 11 тыс. м³/год этого богатства, то в 1980-е гг. — уже 8,7 тыс., а к концу XX в. — 6,5 тыс. м³/год. Человечество не может не настораживать такое резкое (почти в два раза) падение обеспеченности пресной водой. Прогнозируется, что к 2050 г. с учетом роста численности населения Земли до 9 млрд человек обеспеченность водой составит всего 4,3 тыс. м³/год.

Вместе с тем  необходимо отметить, что приведенные  средние данные имеют слишком  обобщенный характер. Распределение  и населения, и водных ресурсов по земному шару неравномерно. Если в  странах Южной Африки ежегодная  обеспеченность населения пресной  водой снижается до 1000—2000 м³/год, то в Новой Зеландии она повышается до 100 тыс. м³/год, а в таких обильных водой и малонаселенных районах, как Аляска, Гвиана, даже превышает 2 млн м³ на душу населения. Сказываются также колебания речного стока во времени. В некоторых странах ресурсы пресных вод в маловодные годы уменьшаются в 3—4 раза. В отдельных районах Северной и Восточной Африки дождей не бывает в течение нескольких лет, и реки пересыхают.