В течение многих веков хозяйственная деятельность людей определялась принципом неограниченного экономического роста, что привело к истощению природных ресурсов и ухудшению среды обитания. Началась и продолжается деградация природной среды:
♦ загрязнение атмосферного воздуха, а также поверхностных и подземных вод;
♦ изменение растительного покрова, проявляющееся в сокращении лесных площадей, уменьшении запасов лекарственных, плодово-ягодных и других растений, повсеместном обеднении флористического разнообразия;
♦ снижение численности многих промысловых зверей и птиц, амфибий и рептилий, насекомых-опылителей, многих промысловых беспозвоночных;
♦ другие негативные изменения естественной среды обитания.
Основные показатели, характеризующие воздействие на окружающую среду, по федеральным округам Российской Федерации, представлены в табл. 2.1.
Эти процессы происходят повсеместно, в том числе в Российской Федерации и ее регионах, – сокращается размер природно-ресурсного потенциала, повсеместно снижается качество природной среды, ухудшаются условия для жизни людей, в том числе условия сохранения физического и нравственного здоровья общества. Но постепенно происходит поворот в мышлении (а частично и в практике) от потребительского отношения к природе к пониманию сложных проблем взаимодействия общества и природы. Приходит осознание того, что человечество возникло и развивается внутри географической оболочки Земли, представляющей собой глобальный природный комплекс, состоящий из четырех геосфер: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Состояние геосфер определяет экологическое благополучие общества в целом и каждого из его членов. Качество природной среды в целом и ее составляющих с каждым годом все в большей мере влияет на жизнь людей. Состояние ресурсов атмосферного воздуха, водных, земельных, минерально-сырьевых и других видов ресурсов влияет на степень эффективности производства, а также условия комфортности жизни людей.
Таблица 2.1. Основные показатели, характеризующие воздействие на окружающую среду, по федеральным округам Российской Федерации (2007 г.) (Источники: Российский статистический ежегодник – 2008. М. : Росстат, 2008. С. 31, 41; Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2007 году». М. : МПР, 2008. С. 221.)
Окончание
* Федеральные округа Российской Федерации: ЦФО – Центральный, СЗФО – Северо-Западный, ЮФО – Южный, ПФО – Приволжский, УФО – Уральский, СФО – Сибирский, ДФО – Дальневосточный. В 2010 году был выделен Северо-Кавказский федеральный округ, но пока официальные статистические данные по нему отсутствуют.
Структура атмосферы и ее основные загрязнители. Воздух является одним из важнейших природных ресурсов. Воздушную оболочку Земли, состоящую из смеси различных газов, водяных паров и пыли, называют атмосферой. Атмосферный воздух является источником дыхания живых организмов. Атмосфера защищает все живое на земной поверхности от губительного воздействия жестких космических излучений (прежде всего ультрафиолетового излучения Солнца), от метеоритов и космической пыли; являясь хорошим теплоизолятором, она задерживает тепло, излучаемое Землей в космическое пространство. Атмосферный воздух служит сырьем для процессов синтеза и разложения химических веществ, используется при охлаждении различных установок. Атмосфера представляет собой среду, в которую поступают многие отходы жизнедеятельности живых организмов, включая отходы хозяйственной деятельности человека.
Атмосфера состоит на 78% из азота и на 21% из кислорода, оставшийся 1% приходится на все остальные вещества: инертные и другие газы (в том числе углекислый газ СО2 – 0,03%), водяной пар и прочие аэрозоли (так называемые пылевые и жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии). Этот состав практически не изменяется до высоты в несколько десятков километров. Современная атмосфера является в значительной степени продуктом живого вещества биосферы (слоя живого вещества, по В.И. Вернадскому – «пленка жизни»). Полное обновление кислорода планеты живым веществом происходит за 5200–5800 лет. Вся масса кислорода усваивается живыми организмами приблизительно за 2 тыс. лет, а вся углекислота – за 300–395 лет.
Атмосфера делится на три основные части:
1) нижнюю – тропосферу (до высоты 8–18 км в зависимости от географической широты местности);
2) среднюю – стратосферу (от 8–18 до 60 км);
3) верхнюю – ионосферу (выше 60 км).
Тропосфера характеризуется снижением температуры по высоте (примерно 6 °С на 1 км). Так как теплый воздух легче холодного, это приводит к вертикальному перемещению потоков воздуха, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков. Очень часто тропосферу называют кухней погоды. В ней сосредоточено 80% массы атмосферного воздуха. На экваторе интенсивность, вертикальность потоков воздуха, вызванных нагреванием земной поверхности, выше, из-за этого тропосфера там простирается до самой большой высоты (до 16–18 км), в умеренных широтах – до 10–11 км, а на полюсах – до 8–9 км. Стратосфера располагается выше тропосферы – до высоты около 60 км. В ней температура с высотой не понижается, а возрастает, вертикального движения воздушных потоков не наблюдается. В стратосфере создаются условия для накопления такого химически активного вещества, как озон (О3), который является модификацией кислорода (О2). В тропосфере природный озон образуется из кислорода за счет электрических разрядов во время гроз и из-за своей активности очень недолговечен. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца в отсутствие вертикального перемешивания образуется слой повышенной концентрации озона, который называют озоновым слоем. Ионосфера лежит выше стратосферы. До высоты около 80 км здесь наблюдается резкое понижение температуры (до –75–90 °С), что нередко вызывает образование самых высоких облаков – слоистых, состоящих из ледяных кристалликов. На больших высотах характерно значительное повышение температуры (до 1000 °С и более). Газы атмосферы под действием интенсивного солнечного излучения находятся здесь в ионизированном состоянии. С этим состоянием связано возникновение полярного сияния как свечения газов. Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что позволяет обеспечивать дальнюю радиосвязь.
Только в тропосфере существуют условия, благоприятные для жизни живых организмов. На высотах стратосферы и ионосферы ни животные, ни растения существовать без средств защиты не могут.
Наличие кислорода в атмосферном воздухе и поддержание его в объеме, необходимом для развития биосферы, – важнейшие условия для поддержания жизни на Земле. Воспроизводство кислорода на суше в большой мере определяют южный и северный лесные пояса. Основная доля последнего находится в Российской Федерации – прежде всего в Сибири, на Дальнем Востоке, на севере европейской части страны. Таким образом, воспроизводство кислорода и поглощение углекислого газа на Земле теснейшим образом связаны с состоянием лесов нашей страны.
Большую опасность для человечества представляют потенциально возможный дефицит кислорода на Земле, изменение состава атмосферного воздуха в результате его загрязнения. Под загрязнением атмосферы понимают любое изменение ее состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека, состояние растений и животных. Загрязнение атмосферы может быть вызвано природными процессами и деятельностью человека (антропогенное загрязнение).
Природными источниками загрязнений атмосферного воздуха служат прежде всего вулканические выбросы, лесные и степные пожары, пыльные бури, тайфуны, массовое цветение растений и т.п. Обычно эти факторы не оказывают резко отрицательного воздействия на природные экосистемы, за исключением редких широкомасштабных катастрофических извержений вулканов. Источником запыленности атмосферы также могут быть крупные лесные пожары. Значительное загрязнение атмосферы природного происхождения вызывается пыльными бурями, их образование связано с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности пылевых частиц. Этому могут способствовать природные факторы (такие, как засуха) и деятельность человека (чрезмерная распашка, выпас скота и т.п.). В период массового цветения растений в приземных слоях воздуха может содержаться значительное количество спор и пыльцы растений. Многие из них способны вызывать у людей аллергические заболевания. Особенно подвержены этим недугам люди, в первом, втором поколениях переселившиеся на новые места, сильно отличающиеся от их родины составом растительности.