2.3.5. 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. Крім того, до глобальних екологічних проблем відносять: забруднення вод Світового океану, проблему побутових та промислових відходів, ресурсозбереження або раціонального природокористування.

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 (СFCl₃, СF₂Сl₂ 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 кіль-кість 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°С. 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. Можуть зникнути під водою густонаселені міста і навіть цілі країни. Найстрашніші наслідки – це вирування патогенних мікроорганізмів (вірусів, бактерій тощо). Як бачимо, щороку виникає їх велика кількість, на боротьбу з якими витрачається велика кількість коштів і це призводить до великих збитків (як, наприклад, пташиний грип).

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 пот­ребуватиме 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. Поступово індустріалізація охоплювала все більше країн, а надходження оксидів сульфуру і нітрогену безперервно збільшувалось, особливо загрозливих масштабів набувши сьгодні. Тому кислотні опади випадають всюди. У Західній Європі кислотність дощів у 1990 р. знизилася на 0,2 одиниці рН порівняно з 1989 р. В Україні кислот­ні дощі часто випадають у Сумській, Черкаській та Рівненській областях, де в повітря викидається значна кількість оксидів сульфуру і нітрогену. Україна забруднена також за рахунок транскордонного перенесення цих оксидів з країн Західної Європи.

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. Цей шар має відносно невелику товщину, але надійно захищає живу речовину біосфери від згубного впливу такої радіації. Якби не існувало озонового шару, то життя на суходолі Землі було б немож­ливим, як це було на світанку його зародження.

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, С₂FCl – 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 %. Цей процес зменшення концентрації озону невпинно триває. Так, за спостереженнями з канадського супутника «Німбус 7», за період з 1980 по 1991 рік швидкість руйнування озону становила 0,224 % за рік. Як показали супутникові спостереження, за останні 25 років ультрафіолетове випромінювання на поверхні Землі зросло більше ніж на 11 %, а в районах Антарктиди – більше ніж на 40 %. Це призводить до зниження імунітету та збільшення частоти інфекційних захворювань людей і тварин. Як стверджує «Грінпіс», зменшення товщини озонового шару на 10 % призводить до збільшення захворювань на рак шкіри відповідно у 300 тис. людей.

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 тем-ператури ще на 4–5°С, танення льодовиків та підвищення рівня води в Світовому океані, в результаті чого будуть затоплені величезні території суходолу. Надходження в стратосферу значної кіль­кості оксидів нітрогену спричинить істотне (на 40–60 %) руйнування озонового шару. Це значно збільшить ультрафіолетове опромінення Землі. У повітря здійметься понад 5 млрд т дрібнодисперсних часточок пилу і попелу. По земній поверхні прокотяться вогняні смерчі. Пил, попіл і сажа чорною хмарою затягнуть усе небо над землею, прозорість атмосфери зменшиться у 200 разів. Настане ядерна ніч, що призведе до повної загибелі рослинного покриву біосфери. При цьому відбудеться нагрівання тропосфери й охолодження приземного шару повітря на 15–30°С упродовж першого місяця конфлікту. Локальні зниження температури сягатимуть 40...–50°С. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Після осідання пилу і сажі атмосфера прогріється на 20–30°С вище від норми, що спричинить повені на великих площах і селі в гірських районах, які супроводжуватимуться буревіями та снігопадами, масовою загибеллю рослин, тварин і людей. Поширяться епідемії хвороб. Таким чином, локальні конфлік­ти можуть спричинити загибель людства, а можливо, і всього життя на Землі.

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