Глобальні екологічні проблеми сучасності

Інтенсивне забруднення атмосфери внаслідок антропогенної діяльності призвело до глобальних екологічних криз, пов’язаних з потеплінням планети, появою кислотних дощів та руйнуванням озонового шару.

Парниковий ефект (глобальне потепління). Потепління планети відбувається в основному внаслідок забруднення атмос­фери парниковими газами - переважно оксидами карбону і мен­шою мірою метаном СН₄, оксидами нітрогену, водяною парою Н₂О, фторхлорметанами - фреонами (CFCl₃, CF₂Cl₂ та ін.) тощо. У земній атмосфері оксид карбону (IV) та деякі інші гази діють подібно до скла в парнику: вони пропускають сонячне світло, але затримують теплоту розігрітої сонцем поверхні Землі, що зумов­лює розігрівання поверхні планети. Це явище дістало назву «пар­никового ефекту». Загальний вміст «парникових» газів в атмос­фері становить (частини на мільйон): вуглекислого газу - 355; метану - 1,75; оксидів нітрогену - 0,31; фторхлорвуглеців - 0,001. Річне зростання концентрації цих газів в атмосферному по­вітрі становить, %: оксиду карбону (IV) - 0,5, оксидів нітрогену - 1,0, метану - 0,7, фторхлорвуглеців - 0,3. За останні 50 років кіль­кість викидів оксиду карбону (IV) збільшилася на 38 %. Збіль­шення вмісту вуглекислого газу в атмосфері спричинює також ін­тенсивне вирубування лісів. Вважають, що в другій половині XX ст. температура Землі збільшувалася за кожні 10 років на 0,3°C. За даними підрахунків ООН, до 2100 р. температура збіль­шиться на 3°С. Це може призвести до танення льодовиків Антарк­тики, Арктики та гірських, що зумовить підняття рівня вод Світо­вого океану на 2-3 метри і затоплення багатьох прибережних ра­йонів.

Потепління спричинить істотну зміну клімату майже на всій планеті, що може мати негативні і навіть катастрофічні наслідки. Основні кліматичні зони змістяться на північ на 400 км. Настане потепління в зонах тундри, збільшиться посушливість у середніх широтах, де розвинене зернове землеробство (деякі штати США, Україна, Кубань, чорноземні зони Росії). Клімат тут стане напів­пустельним, що призведе до значного зниження врожаїв. Це пот- 82

ребуватиме змін в агротехніці та реорганізації сільського госпо­дарства, що, за підрахунками японського вченого Д.Утідзіми, під­вищить собівартість сільськогосподарської продукції на 10-20 %.

Збитки, заподіяні майбутнім потеплінням клімату, оцінюють приблизно в 10¹³ доларів. Людство не має таких коштів. А тому з метою запобігання впливу «парникових» газів на всесвітній кон­ференції ООН у Токіо в 1998 р. було прийняте рішення про кво­тування викидів «парникових» газів. Це має на меті обмежити зростання викиду їх в атмосферу.

Кислотні опади. Оксиди сульфуру і нітрогену, що потрапи­ли в атмосферу, окиснюються і, сполучаючись з атмосферною вологою, утворюють туманоподібні краплини сульфатної та ніт­ратної кислот. Переносячись вітрами на значні відстані, вони зго­дом випадають у вигляді дощів (снігу, туманів, граду), що мають кислу реакцію. Кислотними називають опади, якщо значення їх рН становить менш ніж 7,0. Кислотні дощі мають значення рН частіше в межах 4,1-2,1, а в деяких випадках навіть менше як 2,1. Спостереження свідчать, що ще 100-110 років тому дощова вода мала рН = 7,0, тобто осади були нейтральними. Вперше кислотні дощі зареєстровані в Англії в 1972 р., вони були наслідком пот­рапляння в атмосферу оксидів сульфуру і нітрогену.

Під впливом кислотних опадів відбувається закиснення во­дойм і ґрунтів, вимивання з ґрунту калію, магнію і кальцію та зменшення врожайності сільськогосподарських культур на 3-8 %, деградація флори і фауни. У закиснених водоймах гине риба і чис­ленні види комах. Внаслідок випадання кислотних дощів гинуть ліси, особливо букові, тисові та кедрові. Загибель лісів зумовлює гірські зсуви та селі. Кислотні опади прискорюють руйнування житлових будинків та архітектурних пам’яток, оздоблених мар­муром і вапняком. Кислотний сніг завдає ще більшої шкоди, ніж дощ, оскільки він може накопичуватись упродовж тривалого ча­су, що призводить до значного закиснення ґрунту під час танення снігу навесні. Кислотність талої води в десятки разів вища від кис­лотності дощової.

У багатьох країнах кислотні дощі завдають значних збитків. Так, у Швейцарії від кислотних дощів гине третина лісів, у Вели­кій Британії висихають 69 % букових і тисових лісів. Від кислот­них опадів особливо потерпають закриті водойми - озера й став­ки. У Швеції в 4 тис. озер риба повністю зникла. В Україні за останні 45 років площа кислих ґрунтів зросла на 35-38 %. Кислі ґрунти потребують вапнування, що підвищує відповідно собівар­тість сільськогосподарської продукції.

Руйнування озонового шару. Розміщений в атмосфері на висоті 20-35 км озоновий шар є природним захисним бар’єром від проникнення на поверхню Землі жорсткого ультрафіолетово­го випромінювання Сонця з довжиною хвилі 325-400 нм.

Як уперше помітили метеорологи США (М. Моліна і Ш. Роу­ленд), останнім часом озоновий шар атмосфери зазнає руйнуван­ня. Цей небажаний і небезпечний процес інтенсивно відбувається під дією деяких хімічних речовин - хлор- і бромпохідних вугле­цю (фреони), тетрахлориду карбону, метилхлороформу та ін. - в цілому завдяки галогенорганічним речовинам. Особливо небезпе­чними є фреони (CFCl₃ - фреон 11, C₂FCl - фреон 12, СF2С1Вг - галон 1211), які широко застосовують у техніці й побуті як холо­доагенти, розпорошувачі в аерозольних упаковках тощо. Світове виробництво фреонів на початку 90-х років XX ст. перевищило 1,4 млн т за рік. Під дією ультрафіолетового випромінювання фреони розкладаються з виділенням атомарного хлору, який є ефективним каталізатором розщеплення озону на кисень. Так, один атом хлору призводить до розкладання 100 тис. молекул озону. Руйнування озонового шару спричинюють також космічна і ракетна техніка та сучасні надзвукові літаки. Викиди продуктів згоряння палива з їх двигунів розкладають озон до кисню та ін­ших сполук.

Внаслідок руйнування озонового шару концентрація озону почала зменшуватися, а в деяких місцях, зокрема над Антаркти­дою, в ньому часто виникає «пульсівна дірка». Вміст озону в ній менший від звичайного на 40-50 %. Ця «дірка» чітко виявляється із серпня по жовтень (антарктична весна), а нині вона не затягу­ється і влітку та має надзвичайно велику площу, що дорівнює площі Антарктиди. Внаслідок цього в країнах південної півкулі Землі спостерігається підвищений ультрафіолетовий фон. Це спричинює збільшення кількості захворювань людей на рак шкі­ри та катаракту. «Озонову дірку» виявлено і в північній півкулі над Антарктикою (Шпіцберген). За оцінками НАСА (США), з 1978 по 1990 рік кількість озону в озоновому шарі зменшилася на 45 %.

З метою запобігання подальшому руйнуванню озонового шару атмосфери уряди багатьох країн підписали в 1985 р. у Відні (Австрія) Конвенцію про охорону атмосферного озону і скоро­чення виробництва фреонів та інших речовин, що руйнують озон.

Ядерна зима. Надзвичайно небезпечними є забруднення атмосфери радіонуклідами, яке трапляється під час аварій на атом­них електростанціях та інших ядерних об’єктах і випробувань ядерної зброї. Особливо небезпечною, навіть катастрофічною бу­ла б ядерна війна, яка призвела б до загибелі не тільки людства, а й усього живого на Землі. Розрахунки, виконані на електронно - обчислювальних машинах американськими і російськими вчени­ми, свідчать, що в разі ядерного конфлікту з використанням ядер­них зарядів потужністю 1 000 Мт тротилу, незалежно від місця вибуху, виникнуть величезні пожежі, які спричинять потепління на 1°С. Це супроводжуватиметься буревіями і призведе до знач­них руйнувань будівель та рослинного покриву. Радіонукліди те­чіями повітря швидко поширяться по всій земній кулі. Внаслідок пожеж і руйнування нафтових і газових свердловин в атмосферу виділиться багато «парникових» газів (оксидів карбону, метану та ін.), значна кількість пилу і сажі. Це призведе до підвищення тем­ператури ще на 4-5°С, танення льодовиків та підвищення рівня води в Світовому океані, в результаті чого будуть затоплені вели­чезні території суходолу.

Забруднення вод Світового океану. Відомо, що вода є найважливішим компонентом біосфери, без якого неможливе іс­нування живих організмів та розвиток жодної з галузей народно­го господарства. 95 % усіх життєво важливих процесів відбува­ється за безпосередньої участі або за наявності води. Тому, досяг­нення екологічної рівноваги у процесі водокористування за умо­ви обмеженості ресурсів і необхідності збереження високої якості водних екосистем є найважливішим завданням сьогодення.

Інтенсивний розвиток промисловості, комунального та сільсь­кого господарства призвели до значного зростання використання чистої питної і технічної води, а також до збільшення кількості забруднених домішками відпрацьованих стічних вод, скид яких погіршує стан навколишнього середовища.

Сьогодні вода в природних гідроекосистемах вже не встигає самоочищатись, як це було 50-100 років тому. Це призвело до надмірного забруднення природних водойм, річок і озер, воду яких без попереднього очищення використовувати не можливо. Багато річок - основних джерел прісної води - фактично перет­ворилися на стічні канави, а деякі водойми - у відстійники. У зв’язку з цим дефіцит прісної і якісної питної води поступово збільшується.

У промисловості найбільшими чинниками погіршення якос­ті водойм є скиди стічних вод. Внаслідок проведення робіт щодо захисту водних об’єктів від забруднення і раціонального водоко­ристування у народному господарстві урядами багатьох країн впродовж останніх років створено і освоєно нові високоефективні технологічні процеси та очисні споруди, обладнання і реагенти для очищення стічних вод. Це дало змогу скоротити забір води з природних водойм, зменшити об’єм стічних вод і їх вплив на дов­кілля. За останні десятиліття на підприємствах України побудо­вано велику кількість очисних споруд, проте використані техно­логії застарілі і малоефективні. Здебільшого проводиться грубе очищення, часто методом нейтралізації, коли один вид забруд­нень перетворюється на інший, що не усуває повністю проблему забруднення природних водойм промисловими стоками. Проте зробленого на сьогодні недостатньо, тому що забруднення вод­них об’єктів триває.

За допомогою людської майстерності засоби природи можуть стати безмежними...

Ж. Ламетрі