Возрастающее влияние человека на биосферу

Биологически человек уже на предысторической фазе развития отличался от всех других одинаковых по размеру млекопитающих исключительной подвижностью, проходя за сутки обычно вдвое большее расстояние, чем они. Люди жили в условиях энергетической недостаточности и вынуждены были охранять огромную кормовую территорию, в которой периодически или постоянно кочевали. И, несмотря на это, они долгое время находились в рамках весьма скромного энергетического баланса (рисунок 1) [3, c.134].

1 – пища; 2 – домашние работы и услуги (включая торговлю, обучение и т. п.); 3

– промышленность и сельское хозяйство; 4 – транспорт.

Рисунок 1 – Среднее индивидуальное потребление энергии за год на различных

                      этапах развития человеческого общества [по Н. Ф. Реймерсу, 1990] [11]

Расход энергии на одного человека (в ккал/сут.) в каменном веке был около 4 тысячи, в аграрном обществе – 12 тыс., в индустриальную эпоху — 70 тыс., а в передовых развитых странах конца XX в. – 230-250 тыс., т. е. в 58-62 раза больше, чем у наших далеких предков.Рост народонаселения требует увеличения продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства [4, c. 155]

Человек постоянно вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл:

 

Рисунок 2 – Модель ресурсного цикла [11] 

Ресурсный цикл–это совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования его человеком, включая его влияние, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды, переработку, превращение и возвращение в природу (таблица 1). Ресурсные циклы близки к естественным, представляя собой две дуги единого естественно-ресурсного цикла, протекающего в различных средах: природной и социально-экономической [5, c. 177].

 

Таблица 1 – Ресурсные циклы

 

Ресурсные циклы на основе      использования возобновимых природных богатств	Ресурсные циклы на основе использования полезных ископаемых
1 Цикл почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья. 2 Цикл лесных ресурсов и лесоматериалов. 3 Цикл ресурсов фауны  и флоры.	1 Цикл энергоресурсов и энергии с гидроэнергетическим и энергохимическим подциклами. 2 Цикл металлорудных ресурсов и металлов с коксохимическимподциклом. 3 Цикл неметаллического ископаемого сырья с подцикламигорно-химических и минеральных.

 

В.А. Чернинков считает, что с ростом производительных сил использование природно-ресурсного потенциала неуклонно расширяется, происходит формирование и развитие техногенеза. Техногенез– процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека, проявляется в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, которые связаны с технической и технологической деятельностью людей по извлечению из окружающей среды, концентрации и перегруппировке целого ряда химических элементов, их минеральных и органических соединений.

По Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину (1994) общая масса вещества, которое человек перемещает на поверхности планеты в конце 20 столетия достигла 4 трлн. тонн в год. Из 120 млрд. тонн (Гт) ископаемых материалов и биомассы, которые мобилизуются мировой экономикой за год, лишь 9 Гт (7,5 %) преобразуются в материальную продукцию в процессе производства. Большая часть – около 80 % – потребляется и входит в основные и оборотные материальные фонды и резервы всех отраслей мирового хозяйства, т. е. возвращается в основном в производство. Личное потребление людей составляет только 1,5 Гт, при этом более половины этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания. Только небольшая часть последних минует производственный цикл и не требует дополнительных затрат энергии на приготовление пищи. В конце 20 века ежедневно требуется всем людям Земли около 2 млн. тонн пищи, 10 млн. м3 питьевой воды, 2 млрд. м3 кислорода для дыхания. [8 c 26-34]

В общем объеме потребляемых человечеством природных ресурсов более 70 % приходится на ресурсы недр. Из них производится 94 % энергоносителей (моторное топливо, топливо для тепловых и атомных электростанций), свыше 90 % продукции тяжелой индустрии, около 75 % строительных материалов, 60 % удобрений и 50 % товаров народного потребления непищевого значения. Минеральные ресурсы также занимают важное место в пищевом потреблении, на их основе изготовляют лекарственные препараты. Подземные артезианские воды, значительная часть которых минерализована, широко используются как в бальнеологических целях, так и для питьевого водоснабжения. Минеральные грязи, термальные водные источники являются прекрасным средством для лечения различных заболеваний [10, c. 220].

В современном мировом хозяйстве применяется свыше 250 разновидностей полезных ископаемых. Строительные камни, руды черных и цветных металлов, камни-самоцветы, золото, серебро, нефть, уголь используются с древнейших времен. Ежегодно в хозяйственный оборот вовлекаются новые месторождения традиционных полезных ископаемых, а также их новые разновидности, полезные свойства которых можно использовать с помощью современных технических средств и технологий. Анализ накопленной добычи полезных ископаемых за истекший период 20 века показывает общую тенденцию прогрессирующего роста объемов добычи. Если в первой половине 20 века объемы мировой добычи полезных ископаемых удваивались через 50 лет, а затем через 401 лет, то начиная с 50-х годов отмечается быстрое наращивание темпов и объемов добычи: срок усвоения сократился до 14–18 лет. В 90-х годах 20 века в мировом хозяйстве добывалось ежегодно около 50 млрд. тонн полезных ископаемых. В России в этот период добывалось около 17 % нефти, 25 % газа, 15 % каменного угля, 14 % товарной железной руды от всего объема добычи этих ископаемых. К 2000 г. этот показатель возрос в 2–3 раза, т.е. из недр извлекалось ежегодно 100–150 млрд. тонн минеральных ресурсов. В последние 20 лет 20 века было извлечено из недр 34 % суммарной за век добычи угля, около половины всей нефти, более половины естественного газа и более 60 % урана ( таблица 2) [6, c. 123].

Таблица 2 –Мировые запасы топливно-энергетических ресурсов

 

Вид топлива	Геологические ресурсы	Разведанные извлекаемые ресурсы
Уголь, млрд. т	4880	609
Нефть, млрд. т	207	72
Природный газ, трлн. м3	260	94
Газовый конденсат, млрд. т	33	6
Искусственное жидкое топливо ( из сланцев и битумных пород), млрд. т	342	36
Уран, млн. т	3,2	1,6

 

«Зеленая революция», интенсификация сельскохозяйственного производства стимулировала быстрый рост добычи агрохимических руд. На рубеже века предстоит обеспечить выемку из недр 69 % калийных солей и 55 % фосфатных руд. Однако нужно помнить, что богатства недр – полезные ископаемые – относятся к исчерпаемым и невозобновляемым природным ресурсам и их запасы ограничены (рисунок 3).

 

 

Рис. 3 –Прогнозируемое обеспечение полезными ископаемыми [11]

 

Обеспеченность зарубежных стран мира. А. Е. Ферсман еще в 30-х гг. 20 века, имея в виду идею ресурсных циклов, под комплексным использованием сырья подразумевал такую организацию производства, при которой не пропадал бы ни грамм добываемой горной массы, не было бы отходов. Пока же циклы представляют собой главным образом стадии последовательной переработки сырья. Такие циклы называют простыми, линейными. Например, связи по вертикали: лесозаготовка – вывозка леса – лесопиление – деревообработка. Данные циклы уже обеспечивают существенный эффект по сравнению с одиночно расположенными (точечными) предприятиями, и в то же время этот результат будет несоизмеримо выше при развитии не только вертикальных, но и горизонтальных связей. Эти связи могут развиваться на каждой стадии цикла, где образуются отходы. На базе этих отходов формируются производства (лесохимия, производство древесно-стружечных плит и др.). Такой цикл называется сложным. При кооперировании и комбинировании сокращаются экономические издержки производства, а главное достигается комплексность использования сырья. Динамика их развития может быть представлена следующим образом (рисунок 4) [9, c. 155].   
 

 

Рис. 4 – Развитие ресурсного цикла [11]

 

Таким образом, ресурсные циклы будут постепенно преобразовываться (трансформироваться) на основе тех же принципов, что и естественные циклы — взаимосвязи и замкнутости. Данная организация ресурсных циклов получила название безотходных производств, понимаемых как совокупность технологических процессов, из которых отходы одних используются в качестве сырья для других, что обеспечивает их полную утилизацию. Реальным же, на наш взгляд, является переход к малоотходным производствам, характер ризующимся максимально возможной утилизацией выбросов [13, c. 144].

 

 

 

 

 

3 Категории антропогенного воздействия на биосферу

 

 

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин – извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека.

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия. 
Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений, и т. д.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде [7, c. 23].

Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека.

Предельно допустимаяконцентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга(наблюдения) окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.  
Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах).

Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы [14, c. 133].

Загрязнение среды отходами производства и потребления. Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение окружающей природной среды. Сконцентрированные в несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Все отходы подразделяют на бытовые и промышленные (производственные).

Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жидком и реже – в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы – совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения. Газообразные – выбросами различных газов.

Промышленные (производственные) отходы – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органические растворители) и газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта). Промышленные отходы, так же, как и бытовые, из-за недостатка полигонов захоронения в основном вывозятся на несанкционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется только 1/5 часть.