НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС І ПРОБЛЕМИ ЕКОЛОГІЇ

УЗАГАЛЬНЮЮЧІ ЗАНЯТТЯ

§ 55. НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС І ПРОБЛЕМИ ЕКОЛОГІЇ

Упродовж багатьох сторіч штучні, тобто антропогенні, джерела забруднення навколишнього середовища не впливали помітно на екологічні процеси, хоча деякі галузі індустрії, зокрема металургія і обробка металів, були досить поширені ще до нашої ери. Найбільше значення в ті часи мали виробництва металів (міді, срібла, золота, свинцю, олова, заліза, сурми, ртуті), скла, мила, гончарних виробів, фарб, хліба, вина і деяких інших продуктів. Як правило, вказані продукти отримували

як результат окиснювально-відновних реакцій, умови протікання яких визначалися емпіричним шляхом. В атмосферу виділялися такі з’єднання, як оксиди вуглецю, сірки й азоту, пари металів, зокрема ртуть, у водойми потрапляли відходи фарбувальних і харчових виробництв.

Першим законом про охорону навколишнього середовища вважається вердикт англійського короля Едуарда IV (1273), який забороняв використання кам’яного вугілля для опалення помешкань Лондона. За його порушення мешканці підлягали страті.

До ХVIII ст. основними джерелами забруднення навколишнього середовища були побутові стічні

води, а також продукти згоряння палива, вживаного для опалювання приміщень: оксид і діоксид вуглецю, сажа, зола, а також сірчистий ангідрид у районах, де використовувалося кам’яне вугілля. Накопичення відходів тоді ще істотно не впливало на загальні екологічні умови.

Інтенсивне забруднення навколишнього середовища починається з другої половини XIX ст. З винаходом парової машини промисловість поступово стає дедалі значним забрудником, оскільки різко зростає споживання палива. Розвиток чорної металургії спочатку з використанням деревного вугілля, а потім коксу все сильніше і сильніше впливає на загальне забруднення атмосфери. Інтенсифікується розвиток зв’язаних з металургією галузей, таких як видобуток вугілля, добування і виробництво концентратів і шихтових матеріалів, нарешті, виникає коксохімія, що призводить до утворення стічних вод і твердих відходів. У зв’язку з розвитком залізниць все більшим джерелом забруднення атмосфери стає транспорт. У цей період число інгредієнтів-забруднювачів поволі збільшується разом із зростанням загальної їх кількості.

З появою двигунів внутрішнього згоряння і крупних теплових електростанцій, а також у зв’язку з подальшим розвитком хімічної промисловості якісний склад забруднювачів істотно змінився. У повітряний басейн почали викидати значну кількість оксидів азоту, сполук свинцю і ртуті, а також аміак, сірководень, вуглеводні, альдегіди, бензапирен тощо; у водойми потрапляла велика кількість різних хімічних сполук. Ростуть гори шлакових відходів і терикони, з’являються перші “білі моря” содового виробництва, будуються шлаконакопичувачі.

Споживацьким ставленням до природи, нерозсудливим втручанням в неї людина створила багато екологічних проблем, які тепер викликають виправдану тривогу.

Щорічно внаслідок спалювання палива в атмосферу потрапляє 20 млрд т діоксиду вуглецю. Тільки при використанні вугілля і мазуту виділяється більше ніж 150 млн т сірчистого газу. Щороку в річки скидається близько 160 км3 промислових стоків. За такий же інтервал часу у грунти вноситься понад 500 млн т мінеральних добрив і приблизно 3 млн т отрутохімікатів, третина яких змивається у води суші й океану.

Спостерігаються небезпечні явища, які можуть радикально змінити зовнішність планети, загрожують існуванню багатьох видів рослин і тварин, являють собою небезпеку і для людського роду. Щорічно приблизно 6 млн га продуктивних земель перетворюється на пустелі. Через три десятиліття площа, що піддається, таким чином, запустинюванню, буде приблизно дорівнювати площі Саудівської Аравії. Щорічно знищується більше ніж 11 млн га лісу, і через три десятиліття площа загублених лісів буде приблизно дорівнювати площі Індії. Значна частина території, на якій раніше росли ліси, перетворюється на сільськогосподарські землі низької якості, які не можуть прогодувати людей, що живуть на цих землях.

У Європі кислі осади знищують ліси і озера, спричиняють збитки художній і архітектурній спадщині націй; не виключається вірогідність того, що внаслідок підкиснення грунтам на величезних ділянках було завдано практично непоправної шкоди.

Унаслідок спалювання мінерального палива в атмосферу викидається ді – оксид вуглецю, що є причиною поступового потепління глобального клімату. Внаслідок такого “парникового ефекту” середні глобальні температури можуть зрости в XXI ст. настільки, що зміняться райони сільськогосподарського виробництва, моря вийдуть з берегів і затоплять прибережні міста, економіка зазнає серйозних втрат.

Інші гази промислового походження здатні пошкодити захисний озоновий шар планети, внаслідок чого різко зросте число захворювань людини і тварин раком.

Озоновий екран (озоносфера), що знаходиться на висоті 10-50 км, – це атмосферна зона з максимальною кількістю озону. Своїм існуванням озоновий шар завдячує діяльності фотосинтезуючих рослин і дії на кисень ультрафіолетових променів, він захищає все живе на Землі від згубної дії цих променів. Останніми роками вчені стурбовані тим, що товщина озонового шару поступово зменшується.

У 1986 р. англійським дослідником Дж. Фарманом була виявлена озонова дірка – розрив у озоновому шарі атмосфери Землі (діаметром понад 103 км), що виник над Антарктидою і переміщається в населені райони Австралії. Озонова дірка виникла, ймовірно, внаслідок антропогенної дії, зокрема широкого використання в промисловості і побуті хладонів (фреонів), що руйнують озоновий шар. Озонова дірка несе небезпеку живим організмам, оскільки озоновий шар захищає поверхню Землі від надмірного ультрафіолетового випромінювання Сонця. У 1992 р. озонова дірка виявлена також над Арктикою, а в 1996 р. – і над центральною Європою.

Однією з актуальних і серйозних проблем, яку слід розв’язати негайно, є органічне забруднення. Це хлоровуглеці, діоксиди, вуглеводні, поліциклічні ароматичні вуглеводні, що є результатом спалювання природного палива. Всі вони мають мутагенні і канцерогенні властивості.

Учені Землі стурбовані такими процесами, що відбуваються в природі. Індустріалізація, що зростає, отруює атмосферу, забруднює річки, озера, моря. Видобуток корисних копалин руйнує покрив Землі. Гідроелектростанції змінюють географію цілих регіонів. Дуже часто нерозсудливо і безгосподарно вирубується ліс. Безграмотне ведення сільського господарства викликає ерозію грунтів. Різні хімікати змінюють склад землі і води. Ми будуємо міста і дороги, віднімаючи у живої земної рослинності все більшу територію – щодня один вид дрібних тварин, щороку – великих тварин відходять у небуття. Людство відчуває нестачу в землях, придатних для сільського господарства, адже населення Землі неухильно зростає.

Якщо станеться глобальне потепління на Землі тільки на один градус, то відразу ж постраждають нестійкі природні системи, розташовані в тропічній зоні. Достатньо лише, щоб на кілька відсотків скоротилася кількість опадів, і життя на значних територіях зникне. Так свого часу закінчила своє існування ціла цивілізація на території Сахари. Отже, треба знати не тільки існуючі тенденції зміни середовища, а й те, як вони трансформуватимуться в майбутньому. У 1875 р. австрійський геолог Е. Зюсс увів поняття “біосфера”. Він виділив біосферу як самостійну оболонку Землі (разом з літосферою, гідросферою і атмосферою), в якій живі організми і місце їх існування органічно пов’язані і взаємодіють один з одним. Найбільший внесок у науку про біосферу зробив видатний природодослідник В. Вернадський. Ще в 1926 р. ним була опублікована книга “Біосфера”, де він розглядав закономірності функціонування біосфери як єдиної системи з визначальною роллю живої речовини. Чітких меж біосфера не має. На континентах и нижня межа заглиблюється до 2-3 км, а під океанами сягає глибин 0,5-1 км. Верхньою межею біосфери слугує озоновий екран, розташований на висоті 23-25 км над рівнем моря.

Незважаючи на колосальні екологічні резерви біосфери, деякі антропогенні дії призводять до різко негативних наслідків, з якими вона справитися не в змозі (в усякому разі швидко). Стосовно цього найнегативніший вплив на забруднення навколишнього середовища спричиняється хімічними речовинами. Не менших, а іноді й більших збитків завдає інтенсивне, нераціональне використання природних ресурсів, під час якого може знищуватися навіть можливість природи до їх відтворення, якщо вони поновлювані; а непоновлювальні ресурси вичерпуватимуться, виснажуватимуться швидше, ніж людське суспільство буде взмозі перебудувати економіку, свою господарську діяльність. Екологи одними з перших усвідомили ці проблеми. До цього привертає їх увагу сама наука, що вивчає єдність життя, взаємовідносини природи і суспільства, тварин, рослин і людини та їх ставлення до місця свого існування, взаємини людини з навколишнім середовищем.

Людство підходить до такого рубежу, де його чекає революційний перехід (він уже розпочався) до природозберігаючих, екологічно обгрунтованих технологій, виробництв, проектів, до того, щоб діяльність людини вписувалася в природні процеси, а не пригнічувала їх.

На основі широкого використання новітніх досягнень науково-технічного прогресу з’являється можливість створення нової прогресивної технології, відповідного їй апаратного оформлення, на яких базуються виробництва, що за своєю суттю стають екологічно чистими, не завдають шкоди навколишньому середовищу. Реальним є одночасне розв’язання економічних, технічних, організаційних і екологічних проблем розвитку суспільного виробництва при менших витратах.

Розвиток біотехнології матиме велике значення для навколишнього середовища. Продукти генної інженерії можуть істотно поліпшити здоров’я людей і тварин. Дослідники знаходять нові ліки, методи терапії і способи боротьби з переносниками інфекцій. Нові високоурожайні види зернових, а також сорти, стійкі до несприятливих кліматичних умов, можуть привести до корінних змін у сільському господарстві. Доступнішими стануть комплексні методи боротьби з сільськогосподарськими шкідниками. Біотехнологія може також забезпечити екологічно нешкідливі й ефективні альтернативи багатьом неекономічним процесам і продуктам, які є джерелом забруднення. Нові методи обробки твердих і рідких відходів можуть допомогти розв’язати і нагальну потребу їх видалення.

Учені розробили оригінальний спосіб вирощування тіонових бактерій, здатних окисняти залізо і сульфіди різних металів. Біомаса таких бактерій може використовуватися в біометалургії для вилуговування сульфідних руд і концентратів кольорових металів.

Досягнення в космічній технології також є багатообіцяючими. Прогнози погоди, що надаються через мережу супутників та інші засоби зв’язку, допомагають людям приймати рішення про те, коли сіяти, поливати, вносити добрива і збирати урожай. Дистанційне зондування і супутникові зйомки можуть забезпечити оптимальне використання ресурсів Землі, дозволяючи проводити моніторинг і оцінку довготермінових тенденцій у змінах клімату, забрудненні морського середовища, темпах ерозії грунту і рослинного покриву.

Особливо актуальною стає проблема комплексного, дбайливого використання природної сировини. До заходів щодо комплексного використання природної сировини слід віднести створення і впровадження маловідхідних і замкнутих технологій, організацію використання вторинних ресурсів. На сьогодні у світі проводиться робота із залучення до народногосподарського обороту шкідливих для навколишньої природи багатотоннажних відходів, які замінюють дефіцитні види сировини і матеріалів.

Основними напрямами використання відходів виробництва і уловлюваних очисними установками речовин є повернення їх у виробництво як сировини і напівпродуктів, використання як готового продукту і палива; у сільському господарстві – як регуляторів росту рослин і для нейтралізації грунтів; у виробництві будівельних матеріалів – як вихідну сировину. Таким чином, проблема раціонального використання вторинних матеріальних ресурсів (і на основі цього скорочення потреби в первинних, у тому числі і природних) поєднує інтереси охорони природи з підвищенням економічної ефективності виробництва.

Велике значення має використання нових, найбільш ефективних фізичних, хімічних або біологічних принципів дії в тому або іншому виробництві або процесі. Прикладом може слугувати вдосконалення методів водоочищення за рахунок переходу від випарних систем до мембранних технологій. Ефективність витрат при розв’язанні завдань подібного класу зростає у 8-10 разів.

На сьогодні розроблені методи комплексного енерготехнічного використання низькосортного твердого палива, з якого за допомогою термічного розкладання отримують якісне тверде, рідке і газоподібне паливо, а також сировину для хімічної промисловості й виробництва будівельних матеріалів. Зольний залишок використовується в сільському господарстві.

Прискорення науково-технічного прогресу надає в розпорядження держави величезні можливості для розвитку продуктивних сил, удосконалення людської особистості, побудови гармонійних відносин з природою. Глобальна екологічна проблема може бути розв’язана. Але для цього потрібні мир, роззброєння, усвідомлені спільні зусилля всіх держав. Досвід співпраці країн земної кулі у благородній справі охорони навколишнього середовища свідчить про те, що зроблені лише перші кроки в потрібному напрямі.




НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС І ПРОБЛЕМИ ЕКОЛОГІЇ - Фізика


НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС І ПРОБЛЕМИ ЕКОЛОГІЇ