Биосферные риски - Владимир Живетин

Из 510 млн. км2 общей площади земной поверхности на Мировой океан приходится 361 млн. км2 (71 %). Океан – главный приемник и аккумулятор солнечной энергии, поскольку вода обладает высокой теплоемкостью (4,18 кДж/кг·К). Турбулентные потоки и поверхностные течения перемешивают верхний слой океана на глубину, примерно равную 100 м.

Главными неорганическими компонентами поверхностных и подземных вод являются катионы водорода, кальция, магния, натрия, калия и анионы CO–3, HCO–3 (карбонат и бикарбонат), Cl– (хлорид), SO2–4 (сульфат) и OH– (гидроксил). Жесткость воды обуславливается избытком ионов бикарбонатов, образующихся в результате растворения известняков и других известняковых пород, либо наличием ионов сульфатов, получающихся при растворении гипса, а также при окислении сульфатов.

Из наиболее значимых для организмов абиотических факторов в водных объектах отмечают соленость воды, т. е. содержание в ней растворенных карбонатов, сульфатов, хлоридов. В пресных водах их мало, причем преобладают карбонаты (до 80 %). Воды открытого океана содержат в среднем 35 г/л солей. Здесь преобладают хлориды и отчасти сульфаты. Характеристика химических свойств воды связана с присутствием в ней растворенного кислорода, обеспечивающего дыхание водных организмов и окисление поступающих в воду с промышленными выбросами минеральных веществ.

Хорошо растворяется в воде и углекислый газ. В воде океана растворенную углекислоту поглощает при фотосинтезе фитопланктон – одноклеточные хлорофилловые организмы, живущие в верхнем слое всего океана. Углекислый кальций (мел) в огромных количествах осажден на океанском дне в виде отмерших раковин и коралловых скелетов.

В соленой воде углекислый газ растворяется чуть хуже, чем в пресной, но его растворимость возрастает с ростом глубины. Поэтому океан способен поглотить количество углекислого газа, которое намного превосходит его массу в атмосфере. Происходит это медленно, и определяющим местом в процессе поглощения оказывается приповерхностный слой воды. Только из-за малой скорости растворения углекислого газа и регистрируется некоторое увеличение его содержания в атмосфере.

Жизнедеятельность организмов в воде зависит от концентрации водных ионов (рН), которая определяет кислотность воды (при рН = 7 вода нейтральна; рН < 7 – кислотная, рН > 7 – щелочная). Все обитатели воды приспособлены к определенному уровню рН: одни предпочитают кислотную среду, другие – щелочную, третьи – нейтральную. Промышленное загрязнение воды по параметру рН ведет к гибели ее обитателей или замещению одних видов другими.

Органические вещества поступают в поверхностные и подземные воды в результате процессов разложения, в том числе с участием микроорганизмов, а также вследствие загрязнения вод бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами. Аммоний (NH3) является одним из наиболее распространенных продуктов, образующихся при процессах разложения, и по его повышенному содержанию можно получить представление о степени загрязненности воды органическими веществами. Величиной содержания аммония и других органических восстановителей (соответственно с количеством кислорода, потребного для их окисления) является так называемая биохимическая потребность в кислороде. Опасность для здоровья человека при употреблении воды, содержащей органические примеси, попадающие со сточными водами, определяется присутствием бактерий – переносчиков заразных болезней.

Почва представляет собой исходное звено в обеспечении продуктами питания всех наземных живых организмов, она образуются из выветренных коренных пород или рыхлых поверхностных отложений в результате их взаимодействия с атмосферным воздухом и водой и под влиянием жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Только одновременное наличие таких природных элементов, как кислород, вода и органические соединения, может обеспечить высокий уровень биологической активности почв. Предшественник и учитель В.И. Вернадского почвовед В.В. Докучаев (1846–1903 гг.) рассматривал почву как естественное тело, где происходит взаимодействие всех трех «царств природы»: минералов, растений и животных.

Толщина сформировавшегося почвенного слоя, где все процессы находятся в состоянии относительного равновесия, может варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров. Цвет, структура и состав почвы определяются климатическими условиями, особенностями рельефа, составом материнских пород и в свою очередь определяют характер растительного покрова. Для почвенного профиля характерно наличие более или менее отчетливо выраженных зон по вертикали.

Во всех типах почв самый верхний горизонт имеет более или менее темный цвет, зависящий от количества органического вещества. Этот горизонт называют гумусовым или перегнойно-аккумулятивным. Он может иметь зернистую, комковатую или слоистую структуру. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, так как в нем осуществляются сложные обменные процессы, в результате которых образуются элементы питания растений. Существуют области допустимых Ωдоп и критических Ωкр значений гумуса, когда возможно и невозможно растениеводство.

1.3. Человек и биосфера. Идеи моделей устойчивого развития

1.3.1. Организация объединенных наций и биосфера

Идея стабильности и устойчивости всегда присутствовала в общественном сознании, она содержится в других довольно распространенных идеях, например, таких, как самоорганизация, саморазвитие, саморегуляция, самотерминация. Однако в отношении к общественному развитию в последние десятилетия она формируется в самостоятельную научную идею. Этому предшествовали усилия ООН по сохранению окружающей среды: в 1949 и 1955 годах состоялись международные научно-технические конференции по охране природы; в 70–80-е годы был принят ряд постановлений и разработаны специальные программы по проблемам природной среды; в 1982 году – принята «Всемирная хартия природы». В 1983 году была создана Международная комиссия по окружающей среде во главе с Гроу Харлем Брундтланд – премьер-министром Норвегии. По результатам своих исследований комиссия в 1987 году под руководством Г.Х. Брундтланд издала книгу «Наше общее будущее», где были сформулированы основные положения концепции устойчивого развития, которая в то время интерпретировалась как модель движения сообщества, при которой достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения людей без лишения такой возможности будущих поколений [76].

В 1989 году Генеральная Ассамблея ООН объявила о рассмотрении стратегии устойчивого, экологически приемлемого экономического развития цивилизации. Наиболее выпукло данная проблема была поставлена на конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года. На конференции было констатировано: «Или будет спасен весь мир, или погибнет вся цивилизация», что подчеркивало исключительную остроту ситуации в биосфере и знаменовало начало сознательного поворота нашей цивилизации на новый путь развития. Председатель Конференции, президент Бразилии, сказал: «Мы собрались, чтобы обеспечить прогресс в решении общей задачи, основанной на двух функциональных положениях – развитие и окружающая среда. Мы понимаем историческую необходимость и нравственную обязанность сформировать новую модель (развития), в которой благополучие всех и сохранение окружающей среды были бы обязательными синонимами. Мы не можем обеспечить экологическую безопасность планеты в социально несправедливом мире».

Король Швеции Карл XVI Густав также выразил сожаление, что многие важные решения Конференции 1972 года, которую принимала его страна, передающая эстафету Бразилии, не воплотились в реальные дела. «Мы должны действовать сегодня, чтобы избежать экологической катастрофы в будущем», – подчеркивал он, добавив, что сделать это непросто, поскольку нарастает «серьезная обеспокоенность состоянием мировой экономики, проблемами развития стран Юга и продолжающейся стагнацией и безработицей в странах Севера. Но у нас нет выбора. Мы лишены возможности сначала решить сегодняшние проблемы и только затем завтрашние».

Генеральный секретарь конференции Морис Стронг в своем заявлении на церемонии ее открытия отметил, что, к сожалению, надежды, порожденные в мировом сообществе решениями Стокгольмской конференции 1972 года, в значительной степени остались неосуществленными, а глобальные нарушения в природной среде продолжают нарастать. «Центральными вопросами проблемы, которой нам предстоит заниматься, – сказал он, – являются: характер производства и потребления в промышленно развитой части мира, который подрывает системы, поддерживающие жизнь на Земле; взрывообразный рост населения, преимущественно в развивающейся части мира, добавляющий ежедневно четверть миллиона человек; углубляющееся неравенство между богатыми и бедными, которое ввергает 75 процентов человечества в борьбу за выживание, и, наконец, экономическая система, которая не учитывает экологические ценности и ущерб, – система, которая рассматривает неограниченный рост как прогресс».