ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.06.2021
Просмотров: 231
Скачиваний: 1
Глава 1. Искусственные экосистемы
По сути, на базе таких искусственных экологических систем человек необдуманно стремится создать экологический абсурд; агроценоз должен состоять из одного, реже двух видов культурных растений, а идеальная для него пищевая цепь — всего из двух звеньев: «растение — человек» или «растение — домашние животные». В природе такая система из-за своей неустойчивости невозможна.
В постоянной борьбе человека с сорняками и вредителями культурных растений часто возникает эффект «экологического бумеранга». Это совокупность отрицательных, особо опасных явлений, возникающих в окружающей среде в результате неправильной хозяйственной деятельности человека, и которые в конечном итоге оказываются вредными для него самого. Известно, что в современном сельском хозяйстве широко применяются разнообразные химические средства защиты — пестициды. Многие из них не обладают четко направленным избирательным действием: они подавляют и даже уничтожают не только те виды, против которых они предназначены, но и их паразитов и хищников. Поскольку последние занимают более высокие уровни в цепях питания, они оказываются более чувствительными к ядам, чем те виды, которыми они питаются. Сохранившаяся после обработки часть вредителей, освобожденная от своих естественных врагов — регуляторов численности, через некоторое время дает новую, еще более высокую вспышку численности.
Из этого экологического тупика только один выход: не идти по пути предельного упрощения агроценозов (вплоть до монокультуры), а регулировать в них численность отдельных видов. Рекомендуется, в частности, если возникают цепи питания «растение — растительноядное насекомое — паразит», усилить последнее звено (обеспечив благоприятные условия жизнедеятельности паразита). Такое экологически обоснованное воздействие будет способствовать сохранению урожая.
Приведенные выше соображения будут полезны при изучении других искусственных экосистем. В Космонавтике, например, под экосистемой считают искусственно созданную в герметичной кабине корабля замкнутую биотехническую систему, включающую человека и обеспечивающую биологический (по преимуществу) круговорот веществ при регенерации газовой среды, воды, пищи и минерализации отходов жизнедеятельности организмов. Система жизнеобеспечения, основанная на круговороте веществ и поступлении энергии извне, по существу есть упрощенная модель естественного биоценоза. Очевидно, что и такой искусственной экосистеме присущ ряд особенностей, указанных выше для агроценозов; кроме того, для их нормального функционирования, даже в течение ограниченного времени, необходимо постоянное вмешательство человека.
Чтобы более четко определиться с возможностями подобных искусственных экосистем длительно функционировать во времени и пространстве, обратимся к т.н. экологическим законам жизни, из которых первые два были рассмотрены ранее.
Третий экологический закон жизни (по Ю.Н. Куражковскому): каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее отходы своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда становится непригодной для его существования.
Четвертый закон органически продолжает третий; постоянное существование организмов в любом ограниченном пространстве возможно лишь в экосистемах, внутри которых отходы жизнедеятельности одних видов организмов утилизируются другими видами.
Следовательно, всякая экосистема, способная к длительному существованию, должна включать в себя автотрофы, гетеротрофы и редуценты (сапрофиты), питающихся отмершим живым веществом. Однако даже такая система не застрахована от гибели.
Пятый закон: устойчивость экосистем определяется соответствием их видового состава условиям жизни и степенью развитости этих систем.
Глава 2. «Озоновые дыры» и пути их предотвращения
Озо́новая дыра́ — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. По общепринятой в научной среде теории, во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слоя.
Озон является аллотропной модификацией кислорода. Характер химических связей в озоне обусловливает его неустойчивость (через определенное время озон самопроизвольно переходит в кислород: 2О3 → 3О2) и высокую окислительную способность. Окислительное действие озона на органические вещества связанно с образованием радикалов: RH + О3 → RО2 . + OH.
Эти радикалы инициируют радикально цепные реакции с биоорганическими молекулами (липидами, белками, нуклеиновыми кислотами), что приводит к гибели клеток. Применение озона для стерилизации питьевой воды основано на его способности убивать микробы. Озон не безразличен и для высших организмов. Длительное пребывание в среде, содержащей озон (например, в кабинетах физиотерапии и кварцевого облучения) может вызвать тяжелые нарушения нервной системы. Поэтому озон в больших дозах является токсичным газом. Предельно допустимая концентрация его в воздухе рабочей зоны – 0,1 мг/м3.
Озона, которым так замечательно пахнет во время грозы, в атмосфере совсем немного - 3-4 ppm (промилле) - (3-4)*10-4 %. Однако для флоры и фауны планеты его присутствие необычайно важно. Ведь зародившаяся в океанских пучинах жизнь и смогла-то «выползти» на сушу только после того, как 600–800 млн. лет назад сформировался озоновый щит. Поглощая биологически активное солнечное ультрафиолетовое излучение, он обеспечил его безопасный уровень на поверхности планеты. Жизнь на Земле немыслима без озонового слоя, предохраняющего все живое от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям – вспышке рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. Поэтому так важно понять причины возникновения озоновой «дыры» над Антарктикой и уменьшения содержания озона в Северном полушарии.
Озон образуется в верхней стратосфере (40-50 км) при фотохимических реакциях с участием кислорода, азота, водорода и хлора. Атмосферный озон сосредоточен в двух областях – стратосфере (до 90 %) и тропосфере. Что касается распределенного на высоте от 0 до 10 км слоя тропосферного озона, то его-то как раз благодаря неконтролируемым промышленным выбросам становится все больше. В нижней стратосфере (10-25 км), где озона больше всего, главную роль в сезонных и более длительных изменениях его концентрации играют процессы переноса воздушных масс.
Толщина озонового слоя над Европой сокращается стремительными темпами, что не может не волновать умы ученых. За прошлый год толщина озонового «покрытия» сократилась на 30%, а скорость ухудшения естественной защитной оболочки достигла самой высокой отметки за последние 50 лет. Установлено, что химические реакции, разрушающие озон, происходят на поверхности ледяных кристаллов и любых иных частиц, попавших в высокие стратосферные слои над полярными районами. Какую опасность это представляет для человека?
Тонкий озоновый слой (2-3 мм при распределении вокруг Земного шара) не в силах препятствовать проникновению коротковолновых ультрафиолетовых лучей, которые вызывают рак кожи и опасны для растений. Поэтому сегодня из-за высокой активности солнца загорать стало менее полезно. Вообще-то центры экологии должны давать рекомендации населению, как действовать в зависимости от активности солнца, но в нашей стране такого центра нет.
С уменьшением озонового слоя связаны климатические изменения. Понятно, что изменения будут происходить не только на той территории, над которой «растянулась» озоновая дыра. Цепная реакция повлечет за собой изменения во многих глубинных процессах нашей планеты. Это не значит, что везде начнется стремительное глобальное потепление, как нас пугают в фильмах ужасов. Все-таки это слишком сложный и длительный процесс. Но могут возникнуть другие катаклизмы, к примеру, увеличится число тайфунов, смерчей, ураганов.
Установлено, что «дыры» в озоновом слое возникают над Арктикой и Антарктидой. Это объясняется тем, что на полюсах образуются кислотные облака, разрушающие озоновый слой. Получается, что озоновые дыры возникают не от активности солнца, как принято считать, а от повседневно деятельности всех жителей планеты, в том числе и нас с вами. Потом «кислотные бреши» смещаются, причем чаще всего в Сибирь.
С использованием новой математической модели удалось связать воедино данные наземных, спутниковых и авиационных наблюдений с уровнями вероятных будущих выбросов в атмосферу озонразрушающих соединений, временем их переноса в Антарктику и погодой в южных широтах. При помощи модели был получен прогноз, согласно которому озоновый слой над Антарктикой восстановится в 2068 году, а не в 2050 году, как считалось.
Известно, что в настоящее время уровень озона в стратосфере над территориями, удаленными от полюсов, ниже нормы примерно на 6%. В тоже время, в весенний период содержание озона над Антарктикой может снижаться на 70% относительно среднегодовой величины. Новая модель позволяет более точно прогнозировать уровни содержания озонразрушающих газов над Антарктикой и их временную динамику, определяющую величину озоновой «дыры».
Использование веществ, разрушающих озон, ограничено Монреальским протоколом. Считалось, что это приведет к быстрому «затягиванию» озоновой дыры. Однако новые исследования показали, что в действительности темпы ее уменьшения станут заметными только с 2018 года.
Чтобы начать глобальное восстановление, нужно уменьшить доступ в атмосферу всех веществ, которые очень быстро уничтожают озон и долго там хранятся. Люди должны это понимать и помочь природе включить процесс восстановления озонового слоя, в частности нужны новые посадки лесов.
Для восстановления озонового слоя его нужно подпитывать. Сначала с этой целью предполагалось создать несколько наземных озоновых фабрик и на грузовых самолетах «забрасывать» озон в верхние слои атмосферы. Однако этот проект (вероятно, он был первым проектом «лечения» планеты) не осуществлен. Иной путь предлагает российский консорциум «Интерозон»: производить озон непосредственно в атмосфере. Уже в ближайшее время совместно с немецкой фирмой «Даза» планируется поднять на высоту 15 км аэростаты с инфракрасными лазерами, с помощью которых получать озон из двухатомного кислорода. Если этот эксперимент окажется удачным, в дальнейшем предполагается использовать опыт российской орбитальной станции «Мир» и создать на высоте 400 км несколько космических платформ с источниками энергии и лазерами. Лучи лазеров будут направлены в центральную часть озонового слоя и станут постоянно подпитывать его. Источником энергии могут быть солнечные батареи. Космонавты на этих платформах потребуются лишь для периодических осмотров и ремонта.
Осуществится ли грандиозный мирный проект, покажет время.
Принимая во внимание чрезвычайность ситуации, представляется необходимым:
-
расширить комплекс теоретических и экспериментальных исследований по проблеме сохранения озонового слоя;
-
создать Международный фонд сохранения озонового слоя активными способами;
-
организовать Международный комитет для выработки стратегии выживания человечества в экстремальных условиях.
Глава 3. Система экологического контроля в России
Экологический контроль (ЭК) в целом — это проверка соблюдения предприятиями, организациями, т.е. всеми хозяйствующими субъектами и гражданами экологических требований по охране ОПС 1 обеспечению экологической безопасности общества.
Цель ЭК состоит в предупреждении и устранении правонарушений в области экологии и природопользования.
В настоящее время сложились две формы ЭК — предупредительная и карательная.
Предупредительная форма ЭК включает в себя разработку и введение в действие нормативов качества ОПС и рационального использования природных ресурсов, выдачу разрешений или лицензий (и их аннулирование) на различные виды природопользования, установление лимитов сбросов и выбросов загрязняющих веществ, лимитов хранения твердых отходов и др. Сюда же можно отнести различные виды предупреждений о необходимости проведения обязательных или необходимых в данном конкретном случае природоохранных мероприятий (например, рекультивации земель после проведения геологоразведочных работ, военных учений и др.).
Карательная форма ЭК применяется в тех случаях, когда последствия правонарушения не позволяют ограничиваться только предупреждением. Она выражается в наступлении различных видов юридической ответственности (материальной, дисциплинарной, административной, уголовной, гражданско-правовой). В качестве карательной формы ЭК может применяться пресечение экологически вредных действий, например, ограничение, приостановление или прекращение какого-либо производства (завода, цеха и др.).
Объектами ЭК являются: состояние ОПС, ее отдельных объектов, степень их изменения под влиянием хозяйственного развития; выполнение обязательных мер по охране ОПС и ее отдельных объектов; соблюдение природоохранительного законодательства.
Государственный экологический контроль (ГЭК). В отличие от государственного экологического мониторинга, который по своей сути ограничивается лишь сбором и передачей экологической информации, ГЭК решает иную задачу: добиться обеспечения всеми хозяйствующими субъектами и гражданами требований экологического законодательства и нормативов качества ОПС.
Правовой базой ГЭК являются Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» и соответствующие документы, включая «Правила осуществления государственного экологического контроля за должностными лицами Минприроды и его территориальных органов», Положения о министерствах и ведомствах, относящихся к числу специально уполномоченных на то государственных органов в области охраны ОПС.
Общий экологический контроль относится к компетенции высших звеньев государственной системы управления. На федеральном уровне — это контрольное управление администрации Президента РФ и Правительства РФ, на региональном уровне — соответствующие органы представительной и исполнительной власти субъектов РФ.
Что касается специализированного ЭК, законом установлен правовой статус специально уполномоченных на то государственных органов РФ в области охраны ОПС и предоставлены им соответствующие полномочия осуществлять экологический контроль за использованием и охраной земель, недр, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, лесов и иной растительности, животного мира, а также создание и обеспечение работы государственной службы наблюдений за состоянием ОПС. В частности, по всем видам природных ресурсов в целом организация и осуществление государственного контроля возложена на Министерство природных ресурсов России. Госсанэпиднадзор России контролирует выполнение санитарных требований практически во всех сферах природопользования. Сюда относятся водные ресурсы и различные природные объекты и комплексы, подверженные опасности химического или бактериологического заражения.