Курс лекций «Глобальные эколого-экономические проблемы»

Физика
Элементы квантовой механики
Молекулярные спектры
Полупроводники
Ядерная физика конспект
Решение задач по ядерной физике
Физика атомного ядра и частиц
Примеры решения задач
Оптическая физика
Физика элементарных частиц
Законы радиоактивного распада
Задачи по теме Законы радиоактивного распада
Взаимодействие нейтронов с ядрами
Задачи на ядерные реакции
Деление и синтез ядер
Кинематика примеры задач
Электротехника
Общий курс
Теоретические основы электротехники
Расчет электрической цепи
Трехфазные цепи
Электрические машины и трансформаторы
Электрические двигатели и генераторы
Математика
Кратные интегралы
Векторный анализ
Аналитическая геометрия
Курс лекций математического анализа
ТФКП
Атомная энергетика
АЭС России
Развитие энергетики России
Курсовые по энергетике
Ядерные реакторы
РБМК
ВВЭР
Атомные реакторы на быстрых нейтронах
Физика ядерного реактора
Аварийные ситуации на АЭС
Повышение безопасности АЭС
Проблема снижения выбрасов АЭС
Системы контроля на атомной станции
Экологическая политика
Атомные батареи
Ядерные двигатели
Авария на ЧАЭС
Термоядерный синтез
Термоядерный реактор
Тепловая энергетика
Паровой котел
Тепловые станции
Системы теплоснабжения
Экологические проблемы в теплоэнергетике
Экологический аспект
Электрофильтры
Регенеративные методы
Математическое моделирование экологических систем
Ядерное оружие
Полигон Новая земля
История создания
Информатика
Архитектура ЭВМ
Операционная система
Вычислительные комплексы
Начертательная геометрия
Курс лекций
Практикум по решению задач
Геометрическое черчение
Инженерная графика
Каталог графических примеров

 

Экологические проблемы мирового океана и истощение ресурсов пресной воды.

Океаны покрывают большую часть поверхности Земли. На одного жителя планеты в среднем приходится более 311 млн. т воды. Моря и океаны занимают свыше 70% поверхности нашей планеты, они влияют на состояние атмосферы, являются источниками пищи и полезных ископаемых. Они, самые продуктивные экологические системы Земли,  и обеспечивают 80% общемирового лова рыбы. Океан явился колыбелью жизни на планете и в этом смысле ее экологической первоосновой.

Океан выполняет важную средообразующую функцию. Значение Океана для существования жизни на Земле очень велико и определяется его функциями в формировании климата и газового состава атмосферы, в осуществлении круговоротов минеральных веществ. Океан оказывает огромное влияние на формирование метеопроцессов. Действительно, водная масса низких широт, в районе тропиков, накапливает тепло, полученное от Солнца, а возникающие течения переносят его в высокие широты. Перераспределение тепла, в свою очередь, возбуждает атмосферную циркуляцию. Обмен тепла между Океаном и атмосферой в конечном счете определяет климат и погоду.

Велика роль фитопланктона Мирового океана в газовом балансе атмосферы. Он признан важнейшим источником кислорода. Крупнейшей проблемой современности, является нарушение глобального цикла углерода за счет антропогенных воздействий. Почти половина поступающего в биосферу СО2 антропогенного происхождения поглощается живым веществом Океана. Роль Мирового океана в жизни человечества многозначна. Он выполняет средообразующую, промысловую, сырьевую, рекреационную, транспортную и др. функции.

Рассматривая значение Мирового океана, важнейшую роль промыслового природопользования — рыболовство и морской промысел, ежегодный доход от которого превышает 55 млрд. долларов.

99% всей пищи (по весу) получают с суши и лишь 1% от Океана. Но 1/4 всего животного белка, что идет в пищу человечества, приходится на долю Океана. Что же касается жителей, например, Мьянмы, Японии, Китая, то более половины животных белков им дает море. Активно развивается и марикультура открытого Океана, так называемые океанские «ранчо». Термин «марикультура» означает выращивание полезных водорослей, моллюсков, рыб и других организмов в морях, лиманах, речных эстуариях. Сейчас на ее долю приходится 1/10 часть всех водных организмов, а в ближайшие десятилетия марикультура даст людям 50 млн. т пищевой продукции в год.

Годовой объем услуг, выполняемых международным торговым судоходством, превышает 150 млрд. долларов в год. Морская транспортная деятельность отличается высокой степенью динамизма и относительно низкой стоимостью.

Океан и его побережья имеют огромное  значения для рекреационного природопользования. Океан имеет и научное значение. Именно в Океане открыты явления планетарного масштаба, изучение которых поможет понять происхождение и развитие Земли. Так, глубинное бурение в Океане, которое проводило специальное судно «Гломар Челленджер», подтверждает факт расширения океанов, раздвижения земной коры в рифовых зонах, откуда начинается непрерывное «омоложение» океанического дна. Чем более значима роль Океана в развитии человечества,  чем большее значение оказывает он на мировое хозяйство, тем серьезнее проблемы  связанные экологическим состоянием мирового Океана. В первую очередь проблема  истощения биологических ресурсов Океана. Еще сто лет назад, по-видимому, невозможно было представить, что Мировой океан, занимающий почти ¾ всей площади планеты, можно загрязнить, а его биологические ресурсы истощить

Важнейшей экологической проблемой освоения Мирового океана является загрязнение. Под загрязнением Океана понимается поступление прямо или косвенно веществ или энергии в морскую среду (включая эстуарии), влекущих такие вредные воздействия, как ущерб живым ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи морской деятельности, включая рыболовство, ухудшение качества морской воды. Существуют различные виды загрязнений — химическое, физическое, механическое, биологическое.

Сейчас, в конце XX в., можно вполне обоснованно говорить, что около 70% загрязнения морской среды дают наземные источники, и среди них прежде всего промышленность, строительство, коммунальное и сельское хозяйство, рекреация. Загрязняющими веществами, которые создают главную угрозу для Океана, являются сточные воды, химические вещества (хлорорганические, металлы), мусор и пластмассы, радиоактивные отходы, нефть. Некоторые из них ядовиты, медленно разлагаются, накапливаются в живых организмах.

Нефть является самым стойким загрязнителем океанических вод.

Значительно и биологическое загрязнение океанических вод. Патогенные микроорганизмы, основная часть которых попадает в Океан с речными стоками, легко адаптируются к тем специфическим условиям, что существуют в прибрежной зоне. Эти микроорганизмы накапливаются в морепродуктах, становясь причиной массовых заболеваний людей. Такие случаи неоднократно отмечались в последние годы в Средиземном море. В некоторых его местах до 80% выловленной рыбы заражено микроорганизмами.

Значительное распространение в Мировом океане получило механическое загрязнение, в основном не тонущий мусор и бытовые  отоходы. Физическое загрязнение Мирового океана проявляется в его радиоактивном и тепловом загрязнении. Радиоактивные продукты попадают в Океан вследствие испытаний ядерного оружия, а также сбрасывания радиоактивных отходов в специальных контейнерах, которые могут получить повреждение, и тогда попавшие в воду радиоактивные вещества загрязнят огромные территории. Опасно и тепловое загрязнение Океана. Нагретые воды, сбрасываемые электростанциями и другими источниками, вызывают серьезные нарушения экологического равновесия в прибрежных экосистемах. По подсчетам ученых, каждые 8— 10 лет объем сбрасываемых в Океан нагретых вод удваивается.

Океан испытывает сильный антропогенный пресс. Важно принять скорейшие меры по сохранению этой уникальной системы жизнеобеспечения человечества..

Моря и океаны — достояние всего человечества, и их дальнейшая судьба во многом зависит от успешного международного сотрудничества. К сожалению, пока имеются немалые трудности в деле разработки, ратификации и соблюдения международных соглашений о защите морей и крупных рек, протекающих по нескольким странам.

Важной проблемой является истощение ресурсов пресной воды.

На протяжении веков многие ученые вслед за Аристотелем полагали, что возможны вообще взаимопревращения воды, земли, огня и воздуха. На этой позиции стояли и голландский химик и физиолог И. Ван-Гельмонт, и Авиценна, и английский химик Р. Бойль, жившие почти 2 тыс. лет спустя. Они не могли подойти к реальным научным представлениям о воде как веществе. Лишь в конце XVIII в. труды европейских физиков (П. Лапласа, А. Лавуазье и др.) доказали, что вода — соединение только двух элементов — водорода и кислорода, положив конец многовековой теории превращения воды в иные вещества. Это было начало современной науки о составе и свойствах воды.

Особые свойства воды во многом определяются структурой ее молекулы и молекулярных ассоциаций.

Главным источником, «двигателем» глобального круговорота воды в природе является Солнце. При нагревании Земли солнечными лучами происходит испарение воды с поверхности водоемов. Водяной пар переносится воздушными течениями, возникающими в результате неравномерного нагревания поверхности у экватора и полюсов, на суше и на море, а также вращением Земли вокруг своей оси и ее вращением вокруг Солнца. При конденсации водяного пара на поверхность суши и водоемов выпадают осадки в виде дождя и снега. На суше вода под действием силы тяжести стекает, образуя поверхностный и подземный стоки.

Футурологи считают, что будущие войны могут возникнуть в результате борьбы за пресную воду. В настоящее время четверть населения Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде. Огромное значение имеет вода для нормального функционирования организма человека. пресной воды на планете. Ресурсы пресных вод Земли формируются в процессе глобального круговорота воды, который является опреснителем вод и способствует их непрерывному возобновлению. При кажущемся обилии воды на планете пресная вода составляет всего 3% от общих запасов, причем 3/4 пресной воды составляют льды Арктики и Антарктиды. Пятую часть составляют подземные воды. Лишь 1 % циркулирует в реках и озерах.

Общее потребление пресных вод из года в год возрастает во всех регионах мира. Если в начале нашего столетия человечество потребляло 400 км3 воды в год, то ныне нам ежегодно необходимо уже около 4000 км3, т.е. около 10% объема мирового речного стока.

По регионам мира использование водных ресурсов сильно варьирует. Указанный процент отражает отношение количества воды, используемой на хозяйственные нужды, к запасам местных водных ресурсов.

В результате постоянно растущего водопотребления происходит истощение ресурсов пресных вод за счет загрязнения источников пресных вод, безвозвратного расходования воды. Необходимо рассмотреть основные виды мирового водопотребления и его экологические последствия.

В настоящее время суммарный объем потребляемой населением воды превысил 250 км3 в год. Но лишь 4% населения земного шара пользуются водой в достаточном количестве, т.е. около 300— 400 л/сутки на человека (из которых 10% доброкачественная питьевая вода), а для 2/3 населения, сосредоточенных главным образом в Африке и Азии, удельное потребление воды в 10 раз меньше.

По данным международной конференции в Рио-де-Жанейро (1992 г.), в развивающихся странах каждый третий житель страдает от недостатка питьевой воды. 80% всех болезней и 1/3 всех смертных случаев в них вызваны потреблением загрязненной воды. Поэтому важной проблемой становится обеспечение всех жителей планеты доброкачественной питьевой водой за счет рационального ее использования. Весьма показателен такой пример. По оценкам американских экспертов, в США в среднем потери питьевой воды, связанные с ее утечкой из водопроводов, составляют около 120 л в сутки на человека. Эта величина соответствует суммарному среднесуточному потреблению воды одного жителя Индии и Китая.

В настоящее время на нужды промышленности и энергетики расходуется 760 км3 воды, что уступает только орошению. Наибольшее количество воды расходуется в промышленности США — 260 км3/год, что составляет почти треть суммарного мирового расходования. По прогнозам ученых, к концу XX в. водозабор в странах Азии, Африки, Латинской Америки возрастет в 3—5 раз, а в экономически развитых странах — лишь на 10—25%, поскольку их водные ресурсы истощены как количественно, так и качественно.

Всего на земном шаре к настоящему времени сооружено свыше 30 тыс. водохранилищ, суммарный объем которых составляет около б тыс.км3. Общая площадь водохранилищ мира составляет 400 тыс.км2, что соответствует территориям таких» государств, как, например, Норвегия, Марокко, Парагвай.

С поверхности водохранилищ испаряется значительное количество воды — до 240 км3. Для Африканского континента в целом этот вид расходования воды прочно удерживает второе место после орошения, превышая в 5 раз по абсолютной величине промышленное водопотребление.

Суммарное использование водных ресурсов превысило 3500 км3. Основное водопользование — орошаемое земледелие.

Необходимым является определение основных путей охраны водных ресурсов в процессе их использования. Главным в охране водных ресурсов должна стать борьба с причинами загрязнений, а не с их последствиями, преобладающая ныне. Именно такой подход предусматривает интересы современного и особенно будущего поколения .

Ряд технологических мер должен служить ориентирами для рационального использования ресурсов вод всех стран мира.

Определение качества воды зависит от целей водопользования.

К каждому виду водопользования с точки зрения качества воды предъявляют различные требования: в одних случаях более жесткие, в других менее жесткие. Некоторые вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны при контактном воздействии. Некоторые вещества имеют свойство накапливаться в последовательных звеньях пищевых цепей. Соответственно присутствие первых и вторых ограничивает возможности использования воды населением, присутствие других — сохранения и воспроизводства рыб.

В наше время перечень заразных заболеваний, передаваемых через воду, включает, кроме холеры, дизентерию, брюшной тиф, инфекционный гепатит и др. Доказана возможность заражения через воду полиомиелитом и туберкулезом. По данным ВОЗ, в целом число людей, перенесших острое кишечное заболевание, составляет 500 млн. в год. И хотя эти данные касаются преимущественно развивающихся стран Азии, Африки и Латинской Америки, население экономически развитых стран также страдает от периодических эпидемий. Это обстоятельство делает более понятными требования эпидемической безопасности, предъявляемые к питьевой воде.

О бактериальной чистоте воды позволяет судить наличие так называемых санитарно-показательных бактерий. Например, такой микроб, как кишечная палочка, является достоверным признаком фекального загрязнения и, следовательно, признаком вероятного попадания в воду различных возбудителей заболеваний. Отсюда и санитарно-показательное значение этого микроба. Кишечная палочка очень широко распространена в природных водоемах, и о качестве воды судят на основе подсчета ее количественного содержания. Установлено, что только в тех случаях, когда количество кишечных палочек в 1 л воды не превышает трех, вода может считаться безопасной в бактериальном отношении. О чистоте воды судят и по общему количеству бактерий, содержащихся в 1 мг (так называемое микробное число)

Проблема обеспечения населения качественной питьевой водой определена как одна из ключевых в стратегии устойчивого развития человечества на конференции ООН в Рио-де-Жанейро (июнь, 1992 г.). В стратегии охраны природы отмечается, что здоровье человечества в планетарном масштабе будет зависеть от качества используемых пресных вод.

На главную