Глобальные экологические проблемы

1. Глобальные экологические проблемы

1.Демографическая
2.Проблема
ресурсов
3.Проблема охраны окружающей
среды (ООС)

2. Темпы эволюции

Биосфера
4 млрд. лет назад
Аэробы
2,5 млрд. л.н.
Выход на сушу
0,5 млрд.л.н.
Млекопитающие
100 млн.л.н.
Приматы
12-15 млн.л.н.
Человек
2 млн.л.н.
1-ые цивилизации
50 тыс.л.н.
Техническая революция
300 лет н.
Жизнь одного поколения
0,01 сек.

3. 1. Демографическая проблема

1999г.
- 6 млрд.человек
2009г.
- 6.5 млрд. человек
В
сутки – 230 тыс.
В
год
-
100 млн.

4. Распределение населения

Страны
Высокоразвитые (США, Япония, Канада,
Австралия, страны Западной Европы и
Скандинавии)
Умеренно развитые (Страны: Латинской
Америки, северной и западной Африки, югозападной Азии)
Развивающиеся (Страны восточной и
центральной Африки, Китай, Индия)

5. Характеристика демографической составляющей планеты

Показатели
Страны
Развитые
Развивающиеся
Население, млрд. чел.
1.2
4.8
Национальный доход,
%
80
20
СКР, %
1.9
4.8
Возрастная структура
населения
колоновидная
пирамидальная
ОКР, %
15
31
ОКС, %
9
10
Прирост, %
(15-9):10 =0.6
(31-10):10=2.1
1.2млрд.* 0.6= 7.2 млн. 4.8*4.1= 100.8 млн.
Удвоение населения,
лет
117
33

6. Тенденции роста

Россия (по 1987г)
ОКР=8.7;
ОКС=14.9;
Прирост: (8.7-14.9):10= -0.62%
(147.3х0.62):100= - 0.913млн.
(913тыс.чел./год)

7. 2. Проблема ресурсов

Энергетические
Земельные
Водные
Воздушные
Биологические

8. Энергетические ресурсы

Мировые запасы (ЮНЕСКО)
Нефть
- 140 трил. тонн
Газ
- 130 трил. куб.м.
Уголь
- 100 млрд. тонн
Россия. Энергоресурсы, в % (от мировых)
уголь - 23
нефть - 13
газ
- 45

9. Расход ресурсов

За 100 лет:
Расход = образованию за 1
млн.лет
В
России извлечено 40% всех
разведанных запасов нефти

10. Альтернативные источники энергии

Приливно-отливные
Энергия
волны
ветра
Солнечная энергия
Энергия термоядерного синтеза
Атомная энергия

11. Атомная энергетика

Всего в мире - 440 реакторов в 32
странах
Вырабатывается 17% мировой
электроэнергии
Значение АЭС (в %) в странах:
- Япония - 34 электроэнергии
- Франция - 77
- Литва
- 83
Строится
- 36 реакторов в 14
странах

12. + и - атомной энергетики

Плюсы:
Запасы сырья превышают все
другие
Экологическая чистота
Компактность твердых отходов
Безопасность АЭС при надлежащей
ТБ и культуре работы

13. + и - атомной энергетики

Минусы:
Высочайший уровень ТБ
Сложность удаления радиоактивных
отходов
Сложность реконструкции или
удаления отслуживших
энергоблоков

14. Земельные ресурсы

Земельный фонд планеты (%):
- 28
Лес
Пастбища, луга
- 17
Сельхоз.угодья
- 10
Пустыни
- 45

15. Земельный фонд России, %

50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
мерзлота
пустыни
болота
тундра
горы
города
пахота
Россия
Мир

16. Засушливые земли мира по континентам (%)

Азия
32
Африка
32
Австралия
11
Континенты
Европа
5
Ю. Америка
8
С.Америка
12

17. Деградация почвы, вызванная человеком (World Resources,1993)

География
Общая S
деградированных
земель, млн. кв. км
% деградированных
земель от S
растительного
покрова
Мир
19.64
17
Ц. Америка и
Мексика
Европа
0.63
24.8
2.19
23.1
Африка
4.94
22.1
Азия
7.47
19.8
Ю.Америка
2.43
14.0
Океания
1.03
13.1

18. Процесс деградации почвы (%)

60
50
40
30
20
10
0
водная
ветровая
химическая
физическая

19. Водная эрозия

Лесистость,%
Сток,%
100
60-80
20
0
Менее 5
7
25
60-80
Смыв почвы 18 см под:
паром за 15 лет
посевами – 70 лет
луговыми травами – 3 тыс. лет
лесом – многие тысячелетия

20. Степень деградации почв Мира (%)

Крайняя
Сильная
Умеренная
Легкая
-
1
15
46
38
Время, необходимое для образования почвенного
профиля (лет)
Горизонт накопления гумуса (20см)
100
Горизонт 50 см
200-3000
Низ почвенного профиля
4000-5000

21. Водные ресурсы

22. Ресурсы и использование пресной воды по континентам

Регионы
Годовые внутренние
запасы воды, км3
Годовое использование воды
км3
% от запасов
Мир
40 673
3 240
8
Азия
10 485
1 531
15
Ю.Америка
10 377
133
1
С.и Ц.
Америка
6 945
697
10
СССР
4 384
353
8
Европа
2 324
359
15
Океания
2 011
23
1
Африка
4 184
144
3

23. Потребление воды ( на 1т продукции)

Продукция
Объем воды
чугун
300м3
медь
500м3
каучук
2.100м3
никель
4.000м3
сталь
25тыс.л.
резина (на
1кг)
3.5тыс.л.

24. Потребление воды на нужды сельского хозяйства

За вегетацию 1 га (тыс.тонн):
Кукуруза
- 3
Капуста
- 8
Рис
- 20
На душу населения (л/сутки):
Копенгаген - 200
Стокгольм
- 300
С.-Петербург - 570
Мытье улиц, полив зеленых насаждений - 100

25. Воздушные ресурсы

Воздух
как ресурс
Состав
атмосферного воздуха и
тенденции его изменения
Значение
воздушного океана

26. ОЗОН

Шонбейн (швейц.химик),1840 г – открытие
озона
Сорэ (фр. ученый), 1865г – озон состоит из 3х атомов (03)
тропосферный
Виды озона
стратосферный

27. Тропосферный озон

Тропосферный
озон – парниковый
газ
Образуется при грозовых
разрядах
Главный компонент
фотохимического смога
Снижение его концентрации –
благо!!!

28. Потребление кислорода

1 человек в сутки вдыхает - 12 кг
600млн вдохов за жизнь = 60тыс. м3 воздуха
1 автомобиль в год вдыхает 4.300 кг 02
Выдыхает (кг):
- С02 – 3250
- С0 - 500
- N0 - 40
- яд. газы – 100
- и др.
____________
всего: 8540кг х 600млн. машин (мировой парк)

29. Очищение воздуха

1 га леса отфильтровывает пыли(т /год ):
Дубовые - 54
Сосновые - 35
Еловые
- 32
SO2 поглощают тополь, туя, можжевельник

30. Биологические ресурсы

Уровни разнообразия:
Генетическое
Видовое
Экосистемное

31. Генетическое разнообразие

Суммарный пул генов - совокупность всех генов в
аллельных формах в гаметах живых организмов,
составляющих популяцию
Генофонд вида - совокупность всех генотипов
популяций
Генофонд планеты - все генетическое разнообразие
видов
Основные показатели внутрипопуляционного
разнообразия :
Наследственная гетерогенность (гетерозиготность),
поддерживаемая мутационным и репродукционным
процессами
Внутренняя генетическая целостность
Динамическое равновесие отдельных генотипов

32. Видовое разнообразие

Всего 2 млн. видов: 1.5 млн. видов животных и 0.5
млн. растений
В животном мире более 1 млн. видов насекомых, а в
растительном -220-300 тыс. видов – цветковых
(магнолиофитов)
Разнообразие диких животных в мире и России (Данилов-Данильян и др., 1994)
Класс
Насекомые Рыбы
Птицы Пресмыкающие Млекопитаю
ся и
щие
земноводные
Мир
990. 000
19.000
9.000 9.000
80.000
2.800
Россия
720
92
4.000
328

33. Экосистемное разнообразие (16 биомов)

А. Наземные биомы:
Тундра арктическая и альпийская
Бореальные хвойные леса
Листопадный лес умеренной зоны
Степь умеренной зоны
Тропические степи (грассленц) и саванны
Чапарраль – районы с дождливой зимой и засушливым
летом
Пустыня травянистая и кустарниковая
Полувечнозеленый тропический лес с выраженными
влажным и сухим сезонами
Вечнозеленый тропический лес

34. Экосистемное разнообразие

Б. Пресноводные экосистемы:
Лотические (текучие воды): реки, ручьи и др.
Лентические(стоячие воды): пруды, озера и др.
Заболоченные угодья: болота, болотистые леса
В. Морские экосистемы:
Открытый океан (пелагиаль)
Прибрежные воды континентального шельфа
Зоны апвеллинга с высокой продуктивностью и активным
рыболовством
Эстуарии (прибрежные бухты, заливы, проливы, устья рек,
соленые марши и др.)

35. Загрязнение окружающей среды

Мировое загрязнение (т/год)
Воздушный океан
Аэрозоли - 2500млн.
Сжигание угля (пыль) – 93.6 млн.
Мировой океан
Fe - 320 млн.
P
- 6.5 млн.
реки
Нефть – 10 млн.
Углеводороды – 1 млн.
Ртуть
- 5 тыс.
воздух

36. Вклад России и США в мировое загрязнение биосферы (%)

Россия
7
12
10
Диоксид серы
Оксид углерода
4
США
Оксиды азота
Пыль
7
21
18,7
70

37. Основные источники загрязнения атмосферы, % (Валова,2001)

Отрасль
Россия
США
Электроэнергетика
32
14
Транспорт
26
60
Металлургия
20
Химическая
промышленность
5
Производство нефти
5
17
Производство бумаги 2
Уничтожение отходов 10
9

38. Количество загрязняющих веществ, приходящихся на 1 человека в течение его жизни (~70 лет)

Вещество
Масса, кг
Оксид углерода
4 200
Углеводороды
2 800
Фториды
6.3
Фенол
2.1
Тяжелые металлы
1.0
Бенз(а)пирен
7.0

39. Количество сточных вод (м3), образующихся на 1т готовой продукции (Валова,2001)

прокат
кокс
сахарная кожа
свекла
серная каучук капрон
кислота
1.5-10 1.5-30 13-16 82-110 60-140 250
2500

40.

Среднее «время жизни» аэрозолей
(суток):
континентальных - 5-7
океанических
- 2-3
следовательно:
Пылевые массы над континентами
совершают 50-60 циклических
кругооборотов

41. Время существования одной молекулы

Аммиак
– 5 дней
Водяной пар - 10 дней
Метан – 3 года
СО – 3 года
СО2 - 8 лет
Фреоны – до70 лет
Гемиоксид азота – 100 лет

42. Скорость разложения

Бумага
Кожура фруктов
2-2.5 месяцев
6.0 месяцев
месяцы
Картон
Сигаретные фильтры
Полиэтиленовый пакет
Кожаная обувь
5 лет
10-12 лет
10-12 лет
25-40 лет
Десятки лет
100 лет
200-300 лет
до 500 лет
Сотни лет
Жестяные банки
Алюминиевые банки
Пластмассовые бутылки
Стеклянная посуда
никогда

43. Катастрофы по видам действий (%)

12
9
34
13
32
Тайфуны и штормы
Наводнения
Землетрясения
Засухи
Др. природные катастрофы

44. Распределение природных катастроф по континентам и частям света (%)

26
39
13
9
13
Азия
Австралия и Океания
Африка
Европа
Северная и Южная Америка

45. Потери

За исторический период уничтожено :
2/3 от общей площади лесов
9% почвенной подстилки
20% гумуса почв
170 млрд. тонн С- ископаемого топлива
ежегодно уменьшается поступление 02 на 32
млрд.тонн
фотосинтетическая генерация упала на 30%
ежегодно потеря 0,3 – 4% О2

46. Сокращение видового разнообразия биосферы с 18-20 век

Группы
организмов
Исчезло
видов
% от общего
числа
Под угрозой % от общего
исчезновения числа видов
Высшие растения
384
0.15
18.700
7.4
Рыбы
23
0.12
320
1.6
Амфибии
2
0.05
48
1.1
Рептилии
21
0.33
1355
21.5
Птицы
113
1.23
924
10.0
Млекопитающие
83
1.99
414
10.0

47. Число исчезающих видов важнейших групп животных и растений и некоторых ключевых семейств и порядков

Группа
Число видов
Число
исчезающих
видов
% исчезающих
видов
Рыбы
24.000
452
2
Амфибии
3.000
59
2
Рептилии
6.000
167
3
Птицы
9.500
1029
11
Млекопитающие
4.500
505
1
Голосеменные
758
242
32
Цветковые
240.000
21.895
9
Пальмы
2.820
925
33

48. Обобщенная динамика мира (Федотов, 2002)

Характеристики
Годовой темп изменения
характеристик, %/год
Рост энергопотребления
2.0
Рост населения
1.75
Глобальное потепление
климата
0.6 за последнее столетие, что
на порядок выше
предшествующих столетий
1.0 - 2.0
Истощение озонового слоя
Уменьшение биоразнообразия 0.65
Опустынивание
0.3 - 0.5
Увеличение площади
деградированных почв
0.4
Сведение тропических лесов
0.9

49. Людские потери

Заболевания, связанные с водой (Сусликов,1999)
Болезни
Гастероэнтерит Трахома Шистосоматоз Малярия
Число
больных,
млн. чел.
400*
500
200
800
* Ежегодно умирает 4 млн. детей и 18 млн.
взрослых

50. Экологические кризисы (Реймерс,1990; в сокращении))

Степень антропогенной
нагрузки на природу
Характер революции
Время
1-ый антропогенный
экологический кризис
(консументов)
с/х революция, переход к
производящему хозяйству
10-50тыс. лет
назад
2-ой антропогенный
экологический кризис
(продуцентов)
Промышленная революция
150-300 лет
назад
Современный глобальный
экологический кризис
(редуцентов) и нехватки
минеральных ресурсов
НТР
30-50 лет
назад
Глобальный термодинамический
(тепловой) кризис
Энергетическая революция
наше время
Глобальный кризис надежности
экологических систем
Революция экологического
планирования
наше время

51. Экологические кризисы в развитии биосферы и цивилизаций (Реймерс,1992; в сокращении)

Кризис
Время
Причины
Пути выхода
Кризис
консументов
10-50тыс. л. н.
Перепромысел животных
Переход к земледелию,
скотоводству
Кризис
продуцентов
150-300 л. н.
Истощительное
землепользование, отсталые
технологии
Промышленная
революция, новые
технологии в с/х
Кризис
редуцентов
30-50 л. н.
Истощительное
природопользование,
многоотходные технологии
Энергосберегающие
технологии, безотходное
производство
Термодинами
ческий
(тепловой)
кризис
Начался и
прогнозируется
Выделение в среду большого
количества тепла, особенно из
внутренних источников,
парниковый эффект
Ограничение
использования энергии,
предотвращение
парникового эффекта,
поиск решений
Исчерпания
надежности
ЭС
Первые
признаки и
прогноз
Нарушение экологического
равновесия в масштабах
планеты
Приоритет
экологических
ценностей перед
другими, поиск решений

52.

«Экологический кризис – это кнут,
которым Природа направляет нас на
единственно прогрессивный «зеленый»
путь развития. Но это и топор, которым
Природа отсекает с древа человечества
тупиковые ветви»
Ю.С. Шевчук

53. 3. Проблема охраны окружающей среды

Экология – научные основы охраны
природы

54. Число и площадь национальных заповедников по регионам (1990г)

1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8

55. Мысли великих людей о будущем

«Человеку суждено истребить себя после того, как
он сделает Землю непригодной для обитания»
(Ж.Б.Ламарк)
Управлять природой можно только покорившись ей
(Ф.Бэкон)
Венозная кровь бежит к сердцу, артериальная от
него. Желающий обращать потоки вспять, попробуй
это сначала на себе! (Н.Ф. Реймерс)
Не природе нужна наша защита. Это нам
необходимо ее покровительство: чистый воздух,
чтобы дышать, кристальная вода, чтобы пить, вся
Природа, чтобы жить. Она – Природа – была и
всегда будет сильнее человека, ибо она его
породила. Он лишь миг в ее жизни. Она же вечна и
бесконечна. Человек для нее деталь. Она для него –
всё. А потому: не навреди! (Н.Ф. Реймерс)