Ноосфера

Якісно новий етап розвитку біосфери розпочався в сучасну епоху, коли діяльність людини за своїми масштабами порівнюється з геологічними процесами. Як відмічав
В. І. Вернадський, біогеохімічна роль людини за останнє сторіччя стала значно переважати роль інших, навіть найбільш активних в біогеохімічному відношенні організмів. При цьому використання природних ресурсів відбувається без урахування закономірностей розвитку і механізмів функціонування біосфери. Антропогенні зміни в біосфері інтенсифікують колообіги речовин, змінюють склад і структуру її компонентів.

Саме сьогодні настав той час, коли розум у найбільш високому розумінні повинен визначати ставлення до навколишнього природного середовища. Свого часу це передбачав В. І. Вернадський. У 1944 році він сформулював поняття ноосфери (від грец. noos - розум), тобто сфери розуму на нашій планеті, коли людина, ставши потужною геологічною силою, осягаючи закони природи, може перебудовувати „своєю працею і думкою область свого життя”.

В. І. Вернадський встиг тільки в загальних рисах намітити основи цього вчення (він помер у січні 1945 р.), але його слова залишаються актуальними і звучать застережливо: „У геологічній історії біосфери перед людиною відкривається величезне майбутнє, якщо вона зрозуміє це і не буде використовувати свій розум і свою працю на самознищення”.

Біосфера - замкнена система. Стійкий розвиток людства можливий тільки за тієї умови, що воно, спираючись на свій розум, зуміє „включити” свою технологічну діяльність у природний колоообіг речовин, який існує мільйони років. Фундаментальна постановка завдання - гармонізація стосунків з природою шляхом перебудови технологій таким чином, щоб вони перестали бути шкідливими. Для цього необхідна й перебудова свідомості людини. Перебудова людської діяльності повинна йти не супроти, а в унісон з організованістю біосфери, бо людство, що творить ноосферу, усіма своїми коренями пов’язане з біосферою.

Ноосфера - це біосфера, перетворена людьми відповідно до пізнаних і практично освоєних законів її будови і розвитку. Вона є необхідним і природним наслідком людських зусиль.

Що ж таке ноосфера - утопія чи реальна стратегія виживання? Праці
В. І. Вернадського дозволяють більш обґрунтовано відповісти на поставлене запитання, оскільки в них зазначений ряд конкретних умов, необхідних для становлення і існування біосфери:

• заселення людиною всієї планети;
• різке перетворення засобів зв’язку й обміну між країнами;
• посилення зв’язків, у тому числі політичних, між усіма країнами світу;
• початок переважання геологічної ролі людини над іншими геологічними процесами, що відбуваються в біосфері;
• розширення меж біосфери і вихід у космос;
• відкриття нових джерел енергії;
• рівність людей усіх рас і релігій;
• посилення ролі народних мас у вирішенні питань зовнішньої і внутрішньої політики;
• свобода наукової думки і наукового пошуку від тиску релігійних, філософських і політичних факторів та створення в державному устрої умов, сприятливих для свободи наукової думки;
• продумана система народної освіти і зростання добробуту трудящих; створення реальних умов для запобігання бідності, недоїдання і голоду; здійснення заходів, спрямованих на боротьбу з поширеними хворобами;
• розумне перетворення природи Землі з метою зробити її здатною задовольняти всі матеріальні, естетичні і духовні потреби зростаючого населення;
• виключення війн з життя суспільства.

Якщо говорити про виконання цих умов на даний час, то одні з них не виконані, інші виконані з різними результатами, у тому числі з трагічними наслідками для біосфери. Коли людина виконає всі умови, тоді тільки можна буде говорити про утвердження нового стану біосфери - ноосфери.

Процес утворення ноосфери досить поступовий, і сьогодні думки вчених про реальність ноосфери неоднозначні. Навіть сам Вернадський, за всієї властивої йому геніальності, де в чому помилявся. Ноосферу треба сприймати як символ віри, як ідеал розумного втручання людини в біосферні процеси і вживати необхідних заходів щодо втілення цього ідеалу. „Біосфера перейде так чи інакше, рано чи пізно в ноосферу... На певному етапі розвитку людина вимушена буде взяти на себе відповідальність за подальшу еволюцію планети, інакше у неї не буде майбутнього,” – писав В. І. Вернадський.

17. Вплив транспорту на екологічний стан планети

Транспорт як галузь народного господарства - один із наймогутніших чинників антропогенного впливу на довкілля. Деякі види цього впливу, насамперед забруднення повітря і підвищення рівня шуму, належать до найсерйозніших техногенних навантажень на компоненти довкілля окремих регіонів, особливо великих міст.

Екологічні проблеми, що виникли у зв’язку з функціонуванням транспортної системи в Україні, є наслідком діяльності не лише окремих видів транспорту, а й інших галузей народного господарства. Це, передусім, структура та існуючі конструкції транспортних засобів, покриття і якість експлуатації шляхів тощо.

Транспорт зумовлює ряд проблем, що їх умовно можна об’єднати в кілька груп (за основними напрямами взаємодії з довкіллям):

• великий споживач палива;
• джерело забруднення довкілля;
• одне із джерел шуму;
• вилучає сільськогосподарські угіддя під шляхи і стаціонарні споруди;
• є причиною травмованості та смерті людей і тварин.

Транспорт в Україні є одним з основних споживачів палива. За енергоємністю окремі види палива неоднакові.

Так, на перевезення одного пасажира на 1 км шляху:

• літак витрачає – 6397,4 Дж;
• легковий автомобіль – 2986,4 Дж;
• поїзд – 1121,1 Дж;
• автобус – 766 Дж.

В Україні переважають вантажні автомобілі з:

• бензиновими двигунами – понад 85%;
• дизельних – близько 13%;
• а газобалонних – менш як 1,5%.

У структурі вантажного парку м. Києва газобалонним автомобілям належить 5,5%, бензиновим - 77,6%.

В окремих містах питома вага автомобільного транспорту у загальному забрудненні перевищує 50%. Сучасний автомобіль викидає понад 200 токсичних речовин. Серед них оксиди карбону, сульфуру, нітрогену, сполуки плюмбуму, бензопірен. Концентрація токсичних речовин значною мірою залежить від технічного стану автомобіля, швидкості його руху, строку експлуатації. Дослідження показують, що найменше оксидів карбону викидається за швидкості руху 60 км/год. Зі зменшенням чи збільшенням швидкості руху кількість шкідливих речовин підвищується у 2-4 рази. Найбільша кількість токсичних речовин виділяється за перемінних режимів роботи двигуна, зокрема, під час пуску і зупинки, і під час роботи в холостому режимі. Концентрація токсичних речовин у відпрацьованих газах автомобіля зростає із збільшенням строку його експлуатації. В Україні майже чверть вантажного автопарку перебуває в експлуатації понад 10 років. Постійне збільшення інтенсивності руху автотранспорту призводить до прогресуючого зростання забруднення довкілля уздовж магістралей. Близько 20% викидів автотранспорту осідає поблизу автошляхів. Тривале випасання худоби вздовж шляхів може призвести до накопичення сполук плюмбуму у тканинах тварин, а згодом – через трофічні ланцюги – і в тканинах людини. Значними забрудниками довкілля є також повітряний, залізничний, водний транспорт.

Шум від транспортних засобів є серйозною проблемою у великих містах багатьох регіонів. Шум на 30% знижує продуктивність фізичної та на 60% - розумової праці. До 80% усіх виробничих шумів створює автомобільний транспорт. Поблизу автомагістралей шум досягає 70-75, а біля аеропортів може перевищувати 120 децибелів.

За унікальності ґрунтів в Україні особливої гостроти набирає проблема вилучення земель під транспортні споруди. В Україні під транспортними спорудами загального користування – близько 600 тис. га. Крім того, під шляхами відомчого транспорту – понад 600 тис. га земель. Більш як 60% земельних угідь під транспортними спорудами належать залізницям.

Нині у плануванні та будівництві автошляхів, залізниць і стаціонарних транспортних споруд приділяється недостатньо уваги раціональному використанню земельних ресурсів. Поширена практика будівництва одноповерхових гаражів і стоянок. Під автотранспортні споруди, крім автошляхів, із сільськогосподарського обігу вилучено понад 80 тис. га. З метою зниження затрат на будівництво шляхи прокладаються найзручнішими ділянками, а під такі часто потрапляють сільськогосподарські угіддя. Проектувальники транспортних споруд не беруть до уваги економічні збитки від вилучення цих ділянок і недобору врожаю на них, хоча раціональне землекористування передбачає порівняльний аналіз продуктивності й вартості земельних ділянок і відведення під шляхове будівництво менш продуктивних у сільськогосподарському відношенні ділянок. При цьому важливо враховувати, що затрати на будівництво шляхів є разовими, тоді як прибутки від використання земель у сільськогосподарському виробництві надходять упродовж багатьох років.

Головні шляхи зменшення негативного впливу транспорту на довкілля:

• встановлення в містах швидкості автомобільного транспорту 60 км/год, за якої кількість вихлопних газів найменша;
• проектування об’їзних шляхів для транзитного транспорту;
• створення дорожніх розв’язок на двох чи трьох рівнях з метою зменшення кількості зупинок перед світлофорами, коли різко зростає викид газів;
• розширення мереж електротранспорту й метрополітену;
• переведення автотранспорту на екологічно чистіше пальне чи природний газ;
• створення економічних двигунів (двигуни вітчизняних автомобілів на 1 км пройденої відстані викидають у 3-5 разів більше шкідливих речовин, ніж закордонні аналоги); заміна антидетонаційної домішки до бензину – тетраетилплюмбуму – екологічно безпечними, зокрема, етиловим спиртом;
• зниження витрат палива (фірма „Аудіо” створила модель з турбодизельним двигуном і прямим впорскуванням палива, який на 100 км пробігу витрачає всього 3 л палива);
• створення автомобілів, у яких джерелом енергії будуть водень та електроенергія.

18. Атмосфера та її значення. Основні компоненти атмосфери.

Атмосфера — це газова оболонка, що оточує їм. Землю. Наявність атмосфери — одна з найго­ловніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обходити­ся місяць, без води — тиждень, а без повітря не проживе й кількох хвилин.

Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує кілька основних функцій:

• захищає живі організми від згубного впливу космічних
випромінювань та ударів метеоритів;

• регулює сезонні й добові коливання температури (якби на
Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температу­
ри досягали б ± 200 °С);

• є носієм тепла й вологи;

• є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі й забезпечують
дихання;

• зумовлює низку складних екзогенних процесів (вивітрювання
гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків
тощо).

Основні компоненти атмосфери: азот (78,084 %), кисень (20,946 %) та аргон (0,934 %). Важливу роль відіграють і так звані малі домішки: вуглекислий газ, метан тощо. Крім того, атмосфе­ра містить водяну пару: від 0,2 % у приполярних районах до 3 % поблизу екватора.

Атмосфера складається з таких ш арі в (знизу вгору): тро­посфера (до висоти 18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до80), термосфера (1000), екзосфера (1900), геокорона (умовно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланет­ний космічний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена в нижньому шарі — тропосфері. Тут же відбуваються найінтен-сивніші теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене триатомним киснем (О₃). Він розташований на висоті 20—50 км і захищає все живе на Землі від згубної дії «жорсткого» ультрафіолетового випромінювання Сонця.

19. Атмосфера, джерела її забруднення

У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря. Забруднення атмосфери – це привнесення у повітря сторонніх речовин або утворення не властивих для нього речовин і явищ, а також збільшення концентрації звичайних компонентів.

Існує два основних джерела забруднення атмосфери: природне і антропогенне. Природне джерело – це вулкани, пилові бурі, лісові пожежі, процеси розкладання рослин і тварин.

До основних антропогенних джерел забруднення відносять підприємства паливно-енергетичного комплексу, транспорт, різні машинобудівні підприємства. Розглянемо найважливіші з них.

Теплові електростанції. Забруднюють атмосферу викидами, що містять оксиди сульфуру, нітрогену, сажу, яка є носієм смолистих речовин, пил і золу, що містять солі важких металів.

Комбінати чорної металургії, що включають доменне, сталеплавильне, прокатне виробництва; гірничорудні цехи, агломераційні фабрики, заводи коксохімічні та з переробки відходів основних виробництв, теплоенергетичні установки. Викиди в атмосферу містять оксиди карбону, нітрогену, сульфуру, пил, гідрогенсульфур, аміак, сірковуглець, аерозолі хрому і мангану, бензол, фенол, піридин, нафталін.

Кольорова металургія забруднює атмосферу сполуками флуору, кольорових і важких металів (часто у вигляді аерозолів), парами ртуті, сполуками сульфуру, карбону, нітрогену, поліметалічним пилом, смолистими речовинами, вуглеводнями, що містять бенз(а)пірен.

Машинобудування і металообробка. Викиди в атмосферу підприємств цього профілю містять аерозолі сполук кольорових і важких металів, зокрема, пари ртуті з парами органічних розчинників.

Нафтопереробна і нафтохімічна промисловість є джерелом таких забруднювачів атмосфери: сполук сульфуру, оксидів карбону, аміаку, вуглеводнів, у тому числі бенз(а)пірену.

Підприємства неорганічної хімії. Викиди в атмосферу містять оксиди сульфуру, нітрогену, карбону, гідрогенсульфур, аміак, сполуки фосфору, вільний хлор.

Підприємства органічної хімії. Викиди в атмосферу великої кількості органічних речовин, що мають складний хімічний склад, хлоридної кислоти, сполук важких металів, сажі й пилу.

Підприємства по виробництву будівельних матеріалів. Забруднюють атмосферу пилом, що містить сполуки важких металів, флуору, оксид силіцію, азбест, гіпс, тонкодисперсний скляний пил.

Хімічне забруднення атмосфери автотранспортом. Цей вид забруднення є одним з найбільш небезпечних для здоров’я людини, бо вихлопні гази надходять у приземний шар повітря, звідки утруднене їх розсіювання; до того ж будинки жилих кварталів, які знаходяться поряд з автомагістралями, є свого роду екраном для вловлювання забруднювачів. У складі відпрацьованих газів автомобілів міститься понад 200 шкідливих речовин, серед яких оксиди карбону, неспалені вуглеводні, сажа, сполуки плюмбуму, оксиди сульфуру, нітрогену, бенз(а)пірен, озон та інші. Вони викликають захворювання верхніх дихальних шляхів, серцево-судинної системи, різні онкопатології.

20. Глобальне потепління клімату (парниковий ефект)

Уперше парниковий ефект помітив у 1986 р. шведський хімік С. Арреніус.

За прогнозами вчених до середини XXI ст. температура приземної атмосфери може піднятися на 1,5-4,5⁰ С, що зумовить:

• підняття рівня Світового океану за рахунок теплового розширення води і затоплення прибережних зон;
• танення льодовиків;
• зміщення кліматичних зон (зонами землеробства стануть тайга і тундра).

Причиною потепління є збільшення в атмосфері концентрації парникових газів: вуглекислого газу (основні джерела - ТЕС, транспорт, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати; ґрунти, дихання всіх живих організмів); метану (його найбільшими постачальниками є болота, рисові поля, шахти, транспорт, нафтохімічна і нафтодобувна промисловість); озону (утворюється під час грози, в озонаторах – для бактерицидної обробки води, під час зварювання металів, добування озонідів); пари води.

Деякі вчені дотримуються думки, що потепління - циклічне явище і зумовлене переважно зміною сонячної активності. Однією з причин вважали і теплу течію „Ель-Ніньо” (немовля).

З метою стабілізації вмісту вуглекислого газу в повітрі країни–члени ООН підписали в 1992 р. Конвенцію ООН.

21. Руйнування озонової оболонки Землі.

Озонова оболонка розміщена на висоті 20-30 км, захищає життя на планеті від жорстокого ультрафіолетового випромінювання (λ<320 нм).

Основними руйнівниками озону вважають:

• оксиди нітрогену, джерелами яких є випробування ядерної зброї (за високих температур в атмосфері азот взаємодіє з киснем з утворенням NO, який легко окиснюється до NO₂), запуски ракет і космічних кораблів, реактивні літаки, хімічні підприємства з виробництва та використання нітратної кислоти;
• фреони – інертні речовини типу CF₂Cl₂, CFCl₃ тощо, які у верхніх шарах атмосфери відщеплюють атом галогену, що руйнує молекули озону і перешкоджає їх утворенню (фреони широко застосовують у холодильній техніці, як мастило, у парфумерії – як засіб для створення аерозолю). З метою збереження озонової оболонки в 1996 р. розвинені країни припинили виробництво фреонів, замінивши їх пропан-бутановою сумішшю);
• пару води, яка потрапляє до озонової оболонки з викидами ракет, літаків, утворюючись під час згоряння палива.

22. Кислотні дощі.

Цей термін вперше ввів у вжиток англійський інженер Р. Сміт у книзі „Повітря і дощі: початок хімічної кліматології”.

Кислі атмосферні опади, які називають „кислотними дощами”, мають рН < 5,5. основними їх чинниками є оксиди нітрогену і сульфуру, а також пара кислот. Їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій, антропогенними – транспорт, ТЕС, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства (добування нітратної та сульфатної кислот, їх використання у виробництві добрив та органічному синтезі).

Наслідки випадання кислотних дощів:

• зниження рН поверхневих вод і ґрунтів та посилення міграції важких металів;
• опіки і зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин;
• корозія металевих виробів (одним з найбільш вартісних наслідків забруднення повітря SО₂ є прискорення корозії металів: в атмосфері промислових районів залізо і цинк швидко кородують, утворюючи розчинні сульфати; алюміній кородує повільніше, але корозію прискорюють висока вологість і збільшення вмісту оксидів сульфуру;
• руйнування будівель з вапняку та архітектурних пам’яток (кам’яна і бетонна кладки, вапняковий розчин і цегла поглинають SО₂ – 1 моль CaSО₄ займає більший об’єм, ніж 1 моль СаСО_3, тому в матеріалі виникає механічна напруга; тканини, поглинаючи SО₂, втрачають міцність, папір і шкіра руйнуються);
• загибель гідробіонтів;
• деградація лісів, зменшення стійкості дерев проти шкідників і патогенних мікроорганізмів;
• зміна активності ферментів у яйцеклітинах та ікрі, що може призвести до загибелі молодняка риб.

Рекордно кислотний дощ (рН≈1,7) випав у 1979 р. в Уїлінгу (США, штат Вірджинія).

Дата добавления: 2015-05-24