ТЕМА 2. БІОСФЕРА ТА СУСПІЛЬСТВО. СУЧАСНІ ЕКОЛОГІЧНІ ТА СОЦІАЛЬНО ЕКОНОМІЧНІ ПРОБЛЕМИ В УКРАЇНІ

План лекції:

2.1. Антропогенні чинники виникнення несприятливих екологічних ситуацій.

2.2.Антропогенні фактори як ініціатори природних катастрофічних процесів.

2.3. Екологічні наслідки впливу людини на біосферу.

2.4. Екологічні та соціально економічні проблеми в Україні.

 

2.1. Антропогенні чинники виникнення несприятливих екологічних ситуацій.П’ять тисячоліть тому, коли виникли перші міські поселення, почала формуватись і техносфера, тобто сфера, яка містила штучні технічні споруди. Звичайно, на той час це були лише окремі елементи техносфери. Про справжню техносферу стало можливим говорити лише в епоху промислової революції ХІХ – ХХ сторіч, коли енергія надр та електрика дозволили багаторазово підсилити можливості людства.

Важливим показником інтенсивності техногенезу є використання людством хімічних елементів. В давнину їх використовувалося близько двох десятків, в XVII сторіччі – 89, а на цей час 107 елементів, і з них 16, що ніколи не існували в надрах земної кори (плутоній, нептуній, каліфорній, берклій, астат, технецій...). Суттєво змінився в біосфері кругообіг елементів, води, температурні та радіологічні умови. Людство добуває з надр більше, ніж виноситься за рік річковими стоками: свинцю – майже в 100 разів, міді – в 30, фосфору – більш, ніж в 10, заліза і марганцю – в 12, алюмінію – в 4. Потужним техногенним геохімічним процесом є спалювання паливних корисних копалин. Так, при спалюванні вугілля в атмосферу викидається більше, ніж виноситься річковими стоками: ванадію – в 400 разів, молібдену – в 35, титану – в 30, хрому – в 20, свинцю – в 15. Отже в цілому можна говорити про те, що інтенсивність геохімічної діяльності людства значно перевищила інтенсивність основних природних геохімічних процесів.

Роль антропогенних факторів у виникненні несприятливих екологічних ситуацій не менш значна, ніж роль природних стихійних явищ. Антропогенні катастрофічні явища виникли з вини людства і зрівнялися з природними за обсягами збитків та заподіяної шкоди. Така обставина витікає з правила зменшення надійності більш складної техніки у порівнянні з менш складною того самого часу виготовлення. Зростання руйнівної сили катастрофічних подій антропогенного походження є закономірним наслідком все більшої концентрації енергії у виробництві.

Відбувається просторова концентрація синтетичних хімічних сполук, більша частина з яких отруйна. В результаті різко зросли забруднення природного середовища, знищення лісів, збільшення площі пустель, активізувались екзотичні геологічні процеси. Зросла кількість людей, які загинули в результаті аварій на виробництві і транспорті.

Вплив людини на природне середовище досить різноманітний. Він розрізняється за формою, масштабами, часом, цілями (рис. 1.1). Потрібно розрізняти перш за все впливи цілеспрямовані, навмисні, метою яких є зміна стану середовища існування. Результатом цього є виникнення штучного середовища існування для людини, пристосування довкілля для людських потреб.

Найнебезпечнішими є ненавмисні впливи людини на довкілля, які виникають, як не передбачуваний наслідок господарської діяльності.

Як показано на рис. 2.1, ненавмисні результати дії людини є наслідком свідомих перетворень біосфери, які спрямовані на підтримання і покращення штучного середовища існування. Людина не може перестати відтворювати і удосконалювати своє штучне середовище. Тому мова може і повинна йти не про припинення втручання людини в природні процеси, а про створення штучних кругообігів речовин та енергії великої потужності, які б компенсували вплив людини на довкілля. По суті ставиться задача від вичерпування усіх форм природних ресурсів перейти до їх відновлювальної експлуатації.

Всі впливи людини на довкілля викликають численні вторинні впливи, які у формі ланцюгових реакцій захоплюють найрізноманітніші об’єкти навколишнього середовища. Саме в цьому випадку яскраво виявляється принцип загального зв’язку явищ в природі і людському суспільстві, втілений Б. Коммонером в афоризмі «Все пов’язано з усім». Переважна більшість вторинних змін в природному середовищі виявляється негативною. Це тісно пов’язано з принципом Н. Ф. Реймерса (принцип неповноти інформації або невизначеності): інформація при проведенні акції по перетворенню і будь-якій зміні природи завжди недостатня для апріорних міркувань про всі можливі результати таких дій, особливо в далекій перспективі, коли розвинуться всі природні ланцюгові реакції. Пов’язано це виключно із складністю природних систем, еволюційним характером їх розвитку та індивідуальною унікальністю, що робить неможливим типове моделювання процесів та передбачення усіх неминучих важкопрогнозованих ланцюгових реакцій.

Навмисні і цілеспрямовані дії на природне середовище		Ненавмисні дії, які є непередбачуваним наслідком
З метою пристосу-вання природного середовища до людських потреб: - будівництво житла і міст; - будівництво доріг; - знищення хвороб і шкідників; - втручання в атмосферні явища; - видобування ко-рисних копалин; тощо		Військові дії з метою руйнування середовища: - стимулювання зливових опадів; - вплив на ліс діоксином; - підпалювання нафтових сверд-ловин; - стимулювання землетрусів; тощо		З метою присто-сування природного середовища до людських потреб: - будівництво житла і міст; - будівництво доріг; - знищення хвороб і шкідників; - втручання в атмосферні явища; - видобування корисних копалин; тощо		Військові дії
Побічні вторинні дії, які виникають як чисельні ланцюгові реакції

 

Рис. 2.1. Вплив людини на природне середовище

 

Антропогенні впливи можна розрізняти також за часовими характеристиками (постійні, періодичні, епізодичні), за просторовими характеристиками (площинні, лінійні, точкові), за типом впливу (механічні, фізичні, хімічні, матеріальні, енергетичні, інформаційні), за типом людської діяльності (впливи від будівництва, створення водосховищ, вирубки лісів, розорювання ґрунтів, видобування корисних копалин, зрошування, осушення тощо).

Антропогенні впливи викликають зміну структури, речовинного складу, фізичних полів та інших характеристик об’єктів природного середовища. Окрім того, відбувається зміна властивостей вихідних потоків з ландшафтів. Співвідношення поміж впливами, змінами станів і потоками з геосистем залежить від:

- типу взаємодії (фізична сутність, сила, тривалість);

- стану геосистеми, пов’язаного з погодою, сезоном року, періодом доби тощо;

- властивостей саморегуляції геосистеми, її сталості та інших особливостей її динамічної структури і організації.

Таким чином, важливо розуміти, що надходження до ландшафту забруднюючої речовини не означає, що вона залишиться в ньому. Ця речовина може акумулюватись в ландшафті, розкластись в ньому, або розсіятись. Співвідношення цих трьох процесів залежить від властивостей ґрунтів (механічного складу, рН, здатності до фільтрації тощо), гідрологічного режиму, метеорологічних характеристик (режиму, швидкості і напрямку вітру, стратифікації атмосфери, кількості атмосферних опадів, туману тощо), властивостей біоценозу (біомаси, ярусності, системи біологічних зв’язків тощо).

Зміни в природному середовищі можна звести до таких:

- забруднення ґрунтів, вод, повітря, рослинного покриву, зміни газового складу атмосфери;

- спрощення структури природних ландшафтів – зменшення кількості ярусів рослинного покриву, зменшення кількості видів рослин і тварин, спрощення структур трофічних зв’язків, деградація ґрунтів, утворення пустель тощо;

- заміна природних ландшафтів природно-антропогенними і техногенними ландшафтами.

 

2.2. Антропогенні фактори як ініціатори природних катастрофічних процесів.Аналіз катастроф, зумовлених антропогенними (техногенними) чинниками, дозволяє стверджувати, що активне втручання людини в природні процеси не лише призводить до виникнення нових, але стимулює і прискорює розвиток сформованих на даний час екологічно небезпечних процесів. В якості прикладу можна навести виникнення землетрусів в районах будівництва та експлуатації великих водосховищ. Такі землетруси виникають навіть там, де за нормальних умов вони не відбуваються (Індія, плато Декан; США, р. Колорадо; Італія, р. Вайонт; Африка, р. Замбезі; Таджикистан, Нурекське водосховище; Дагестан, р. Сулак). В таких районах в різний час відбуваються як одиночні поштовхи, так і їх серії силою до 5...7 балів. Аналогічні явища спостерігаються і в районах видобування корисних копалин, наприклад, на вугільних шахтах поблизу м. Луганська.

Техногенна діяльність може бути ініціатором, і при певних природних умовах викликати активізацію деяких природних катастрофічних процесів. Прикладом можуть бути зсуви Південного берегу Криму, де активізація кожного другого з них обумовлена антропогенною діяльністю.

Природні та антропогенні фактори не формують екологічну ситуацію незалежно один від одного; завжди має місце їх взаємодія. Так, забруднення Світового океану нафтою є однією з глобальних екологічних проблем. Серйозність стану визначається величезною роллю нафти в економічному розвитку країн, необхідністю великих перевезень її морськими шляхами, несприятливим впливом навіть невеликих концентрацій нафти в воді на живі організми, на тепловий і водний кругообіг в природі. Провідну роль у надходженні нафти у води океану відіграють стоки з материків, а також викиди з суден, розливи при завантаженні і розвантаженні їх. В світі функціонує близько 700 супертанкерів вантажопідйомністю більше 200 тис. т. Доля нафтового забруднення. пов’язаного з аваріями суден і нафтопереробним морським обладнанням складає 12% від загального забруднення.

Однак, аварії справляють значно більше екологічне лихо, оскільки вони призводять до концентрованих викидів, внаслідок чого можливості екосистем до самоочищення не можуть в достатній мірі реалізовуватися. Аварії, зумовлені порушенням експлуатації технічних об’єктів, стали за своїми масштабами носити катастрофічний характер вже в 20-30 роки минулого сторіччя. Вплив цих аварій все частіше перетинає кордони держав і охоплює цілі регіони. Несприятлива екологічна обстановка, викликана цими аваріями, може зберігатися протягом багатьох років. Ліквідація наслідків таких аварій потребує значних засобів і залучення фахівців різних профілів. Аналіз результатів аварій, характер їх впливу на оточуюче середовище зумовлює їх розподіл по видах: на транспортні, АЕС, хімічних і радіаційних виробничих комплексах, шахтах тощо. Особливістю аварій на технічних об’єктах є переважно комплексний вплив, який полягає в забруднені повітря, підземних і поверхневих вод, ґрунту, живих організмів. Одним з найяскравіших прикладів може бути аварія що сталася на хімічному підприємстві в індійському місті Бхопал в 1984 р. Викид відбувся раптово, в нічний час. Загинуло більше 2,5тис. осіб, 500 тис. чоловік отримали отруєння. В Європі найбільша аварія на хімічному підприємстві сталась в 1986 р. в м. Базелі (Швейцарія). При гасінні пожежі, що виникла, в річку Рейн разом з водою потрапило до 30 т. токсичних речовин і близько 70 т. ртуті. Забруднення Рейну призвело до зупинки водопостачання ряду міст у Німеччині, Голландії, і до масової загибелі риби. В Україні одна з найбільших аварій була у вересні 1983 р. поблизу м. Дрогобича. ЇЇ причиною став прорив відстійника продуктів технологічного виробництва калійних добрив. В результаті цього в річку Дністер потрапило близько 4,5 млн.м² розсолу, що спричинило знищення водної рослинності, риби, було отруєно 200 га орних сільськогосподарських угідь. Численні міста, які використовували воду ріки на території України і Молдови, залишились без джерел водопостачання.

Аварії на ядерних установках заслуговують найбільшої уваги. Сьогодні у світі перебуває в експлуатації декілька сотень атомних реакторів. Окрім того працює ще понад 300 дослідницьких ядерних установок. Тому ймовірність негативних екологічних явищ при різних технічних неполадках в багатьох густонаселених країнах досить висока. За весь час існування АЕС відбулось три найбільші аварії (в США в 1979 р. в штаті Пенсільванія; в 1957р. на заводі з регенерації ядерного палива в Англії, на Чорнобильській АЕС),а також 80 серйозних аварійних ситуацій в різних країнах.

До числа небезпечних катастроф пов’язаних з діяльністю людини, необхідно додати військові дії різних рівнів, бактеріологічну зброю, випробовування ядерних зарядів.

В кінці 20 століття світ переконався, що подальший розвиток економіки неможливий без охорони навколишнього природного середовища. В той же час неможливо охороняти природне середовище без розвитку економіки. Взаємозалежність екології та економіки повинна стати основою нової концепції розвитку промисловості.

2.3. Екологічні наслідки впливу людини на біосферу.Щоб забезпечити одну людину предметами існування, кожен рік з землі видобувають в середньому 20 тон сировини, яка потім розсіюється в біосфері, змінюючи еволюційно створені хімічні цикли. При обліку всіх видів відходів кількість корисного громадського продукту становить не більше 2% природних ресурсів, що використовуються, а інші 98% - це відходи.

Основні види забруднення екосистем і біосфери: теплове забруднення, радіаційне, електромагнітні коливання, шум. Найбільш масштабні забруднення: забруднення хімічними речовинами та побутовими відходами.

Забруднення, що потрапляють в навколишнє середовище ( в атмосферу, воду, ґрунт) поступово розсіюються в біосфері. При цьому забруднення поглинаються живими організмами і діють на них шкідливо. Ефект розбавлення забруднюючих речовин в повітрі, воді, не є екологічним рішенням, оскільки живі організми приймають активну участь в переносі забруднюючих речовин, які, як правило, накопичуються в їх тканинах.

Для цілого ряду забруднювачів спостерігаються дуже високі коефіцієнти накопичення в харчових ланцюгах екосистем. При цьому забруднюються спочатку рослини, які немовби викачують забруднюючі речовини, що розсіяні в навколишньому середовищі. Потім рослинами харчуються інші організми. В результаті, хижаки, які знаходяться в кінці харчових ланцюгів, будуть найбільш забрудненими. Наприклад, вміст пестициду діелдріна в водах Середземного моря зустрічається в ледь помітних кількостях і досягає великих концентрацій у бакланів, які харчуються виключно рибою. Накопичення пестицидів в озерних екосистемах може досягати сотень тисяч одиниць у порівнянні з початковою концентрацією забруднювача в воді.

Забруднюючи біосферу (екосистеми), людина займає по відношенню до всіх живих організмів місце суперхижака, зіткнувшись з ефектом бумерангу. Знаходячись в самому кінці більшості харчових ланцюгів, людина, стає споживачем найбільш забруднених харчових продуктів. Так, при споживанні вина, людина отруює себе миш’яком, який входить до складу пестицидів. В наш час міський житель одержує разом з харчами, питною водою, з сигаретами та з атмосферним повітрям в середньому в 40 разів більше свинцю, ніж мешканець ХVІІІ століття.

Чим довший харчовий ланцюг, тим більше в ньому ланок, і тим більшої концентрації досягає забруднення.

Основні харчові ланцюги, завдяки яким забруднення поступають в організм людини:

грунт → злакові культури → людина;

грунт → рослинність → корова → молоко → людина;

морська вода → фітопланктон → зооплактон → молюски → раки → риба → риба-хижак → людина.

Продукція, яку споживає людина, трансформується у відходи, і потім ці речовини знову використовуються рослинами і т.д. Таким чином, в екосистемах до цього часу забезпечувалося самоочищення, і тому не порушувався кругообіг речовин.

Принципово інша ситуація складається в умовах промислово розвинутого суспільства. Крім зменшення видової різноманітності, в цей період спостерігається дисбаланс в кругообігах речовин та потоках енергії. В системі біосфера – людина діють наступні фактори надмірної небезпеки, що приводять до екологічної кризи:

- використання людиною у своїй господарській діяльності переважно внутрішніх по відношенню до біосфери джерел енергії (органічне паливо). Це призводить до росту ентропії біосфери, порушення екологічних циклів двоокису вуглецю, оксидів сірки, азоту, тепловому забрудненню і т.д.;

- господарські цикли в більшості розімкнуті, що призводить до великої кількості відходів, забруднюючих навколишнє середовище;

- зникає структурна різноманітність біосфери, гине багато видів, помічається збільшення тиску на біосферу з боку людини (диктатура одного виду), що веде до серйозного порушення екологічної стабільності.

Увага вчених-екологів на сучасному етапі зосереджена на вирішенні кількох кардинальних проблем, у яких фокусуються основні напрями і розділи сучасної екології. Успіхи в їх вирішенні значною мірою визначають прогрес усієї екології. Серед цих проблем можна виокремити такі.

1. Керування продукційними процесами. Вирішення цієї проблеми спрямоване на розробку заходів раціонального використання природних ресурсів.

2. Стійкість природних і антропогенних систем. Ця проблема пов’язана з питаннями видового різноманіття та специфіки зв'язків у екосистемах. Дослідження цієї проблеми дають змогу в майбутньому створити принципово нові природно-господарські екосистеми, в яких мають превалювати ознаки стабільності, стійкості та максимальної ефективності продукційного процесу.

3. Регуляція чисельності популяцій. Ця проблема лежить в основі розробки комплексу заходів, спрямованих на керування динаміки чисельності шкідників лісового і сільського господарства, носіїв хвороб сільськогосподарських тварин і людини, а також чисельності промислових видів та видів, які розводять. На результатах цих досліджень ґрунтується планування масштабів промислу, прогнозування результатів відбору особин з популяцій у різних умовах. Ці питання мають першочергове значення для рибного господарства.

4. Екологічні механізми адаптації до середовища. Результати таких досліджень зумовлюють успіхи освоєння людиною екстремальних ландшафтів — високогірних, пустельних, арктичних тощо.

5. Екологічна індикація. Вирішення цієї проблеми пов'язане з потребами різних галузей промисловості, сільського господарства, морського промислу, а також з необхідністю збереження середовища проживання людини. Завдання екологічної індикації — визначення властивостей тих чи інших компонентів і елементів ландшафту та встановлення напрямків їх змін за видовим складом організмів, що проживають у цих умовах. Екологічну індикацію використовують для діагностики типів грунтів і напрямку змін ґрунтоутворювального процесу, для визначена якості води й повітря, пошуку корисних копалин, особливо розсіяних, які не можна визначити за допомогою геологічних і геофізичних методів.

6. Екологізація виробництв. Вирішення цієї проблеми пов’язане з виробництвом екологічно безпечної продукції при мінімальних витратах природних ресурсів (сировини, енергії, палива та інших матеріалів) з утворенням мінімальної кількості неутилізованих та розсіюваних відходів, які мінімально порушують функціонування природних екосистем та біосфери загалом.

Крім наведених вище кардинальних проблем, можна виокремити низку конкретних практичних завдань, які слід вирішувати за участю екологів. Серед них варто насамперед назвати такі.

1. Відновлення порушених екосистем.

2. Оздоровлення ландшафту, тобто розробка заходів з метою попередження загрози захворювання людей у результаті поширення різних захворювань у природному ландшафті.

3. Збереження еталонних ділянок біосфери.

4. Утилізація комунально-господарських відходів міст.

5. Перехід від промислу до господарства, тобто розроблення принципів і стратегії переходу від «збирання» до високопродуктивного землеробства, від «мисливства» до культурного господарювання, яким наприклад є напіввільне і вільне розведення промислових тварин та їх повне приручення; створення аквакультур риб і промислових безхребетних тварин, потужних риборозвідних комплексів тощо.