ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭНЕРГЕТИКИ НА БИОСФЕРУ И ПРОБЛЕМА АНТРОПОГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Содержание
Введение
1 Биосфера Земли и антропогенное воздействие
2 Энергетика и загрязнение окружающей среды
3 Проблема антропогенного изменения климата
4 Энергетика и выбросы парниковых газов
Выводы
Использованы источники
Введение
Тема контрольной работы «Воздействие энергетики на биосферу и проблема антропогенного изменения климата» по дисциплине «Охрана окружающей среды».
В условиях технически «вооруженного» общества на человека воздействует огромное количество факторов, находящихся периодически или постоянно за пределами толерантности человеческого организма. Это шум, вибрация, температура, электромагнитные поля, примеси веществ в воздухе, воде и почве, радиация и т. д. Все эти факторы являются элементами современной экологической ниши человека. По отношению к ним устойчивость человека мала, и факторы оказываются лимитирующими — разрушающими экологическую нишу. Теперь к этим факторам добавилось и изменение климата.
В последнее время большое значение приобрела проблема антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ), которая за десять лет из научной стала экологической, экономической и политической проблемой. Произошло это после того, как ученые доказали прямую зависимость изменения климата от выброса ПГ. Сжигание ископаемого топлива приводит к росту концентрации ПГ в атмосфере и, как следствие, — к потеплению.
По различным оценкам, доля Российской Федерации в глобальном объеме выбросов ПГ в настоящее время и на десятилетнюю перспективу будет составлять от 6 до 7%. В настоящее время, по данным МЭА1, доля СО2, имеющего российское происхождение, в мировых выбросах СО2 составляет 6,4%. Несмотря на вызванное экономическим ростом некоторое увеличение объема выбросов ПГ в России, в обозримой перспективе Россия сохранит третье место в мире по выбросам ПГ — после США и Китая. Сама доля Российской Федерации в мировых выбросах на фоне глобального экономического роста сохранится практически на неизменном уровне.
Деятельность перешла в практическую плоскость после подписания Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК) и Киотского протокола. На Третьей конференции сторон РКИК (Киото, 10 декабря 1997 г.) были установлены ограничения и квоты на снижение выбросов по шести видам ПГ, среди которых ведущее место занимает диоксид углерода (СО2). Основная задача — сократить выбросы углекислого газа от сжигания ископаемого топлива, а главный метод — повышение энергоэффективности и развитие возобновляемых источников энергии.
Киотский протокол может стать первым шагом к сокращению глобальных выбросов ПГ.
Протокол предлагает механизмы гибкости, которые включают международную торговлю квотами, проекты совместного осуществления и механизмы чистого развития.
Цель работы – на основе статистических данных рассмотреть вопросы о биосфере Земли и антропогенном воздействии, энергетике и загрязнении окружающей среды, о проблеме антропогенного изменения климата и выбросах парниковых газов.
антропогенный загрязнение атмосфера энергетика климат
1 Биосфера Земли и антропогенное воздействие
Впервые понятие «биосфера» (от греч. bios — жизнь, sphaira — шар) было введено французским натуралистом Ж.Б. Ламарком в начале XIX в. Основы науки о биосфере были заложены в первой половине XX в. трудами нашего соотечественника академика В.И. Вернадского (1863–1945), вершиной творчества которого было учение о биосфере Земли (1926 г.). Естественное состояние биосферы обладает важной особенностью — относительным постоянством некоторого среднего содержания составляющих ее веществ и соединений. Естественные периодические колебания концентраций компонентов (суточные, сезонные и др.) обычно не выходят за пределы нормального существования организмов.
Появление на Земле человека привело к тому, что специфическая оболочка Земли — биосфера — начинает преобразовываться. Поверхность земного шара, его природные оболочки подвергаются активному вмешательству и переустройству в интересах человека. Интенсивность преобразований увеличивается по мере развития человеческого общества, хозяйственной практики, новых источников энергии, роста научного знания. Новую стадию в эволюции биосферы В. И. Вернадский назвал ноосферой, «сферой разума». По мнению Вернадского, речь идет не о предстоящем уничтожении биосферы, а о преобразовании и дальнейшем развитии ее под влиянием прогрессивной антропогенной деятельности и превращении в ноосферу. Это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития.
Среди функций ноосферы — сохранение и развитие здоровья человека, благополучия всего человечества. Однако современное состояние человеческого общества и отношение к природе заставляет задуматься о возможности перехода биосферы на эту стадию развития в обозримом будущем. Человечество, преследуя материальную прибыль от эксплуатации природы, стремительно приближается к разрушению планеты. Постоянно существующая опасность ядерных разрушений, хотя и уменьшившаяся сейчас, а также возможность необратимых климатических изменений и их последствий, представляют собой близкую угрозу. Такие компоненты современной проблематики глобальны по характеру, и даже крупные державы не справятся с ними в одиночку.
Под экосистемой понимается любое сообщество живых организмов и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистемы — наличие круговорота веществ, противостояние внешним воздействиям, производство биологической продукции. Так, углерод, основная масса которого аккумулирована в карбонатных отложениях дна океанов (1,3·1016 т), в кристаллических породах (1,0·1016 т), в угле и нефти (3,4·1015 т), принимает участие в большом геологическом круговороте. Углерод является одним из наиболее важных биогенных элементов, его часто называют основой жизни в биосфере за его способность образовывать многочисленные пространственные связи с другими химическими элементами и тем самым обеспечивать огромное разнообразие органических веществ.
Относительно небольшие количества углерода содержатся в растительных тканях (5·1011) и в тканях животных (5·109 т). Этот углерод в процессе малого биотического круговорота поддерживает газовый баланс биосферы и жизнь в целом. Углерод, содержащийся в атмосфере в виде углекислого газа (23,5·1011 т), служит сырьем для фотосинтеза растений. Затем углерод с органическим веществом поступает к другим живым организмам. При дыхании растений и животных, а также при разложении мертвой органики в почве выделяется углекислый газ, в форме которого углерод и возвращается в атмосферу. Весь углекислый газ атмосферы оборачивается в процессе фотосинтеза за 300 лет. Антропогенное воздействие на цикл углерода связано со сжиганием топлива, выращиванием сельскохозяйственных растений и разведением домашних животных. Последние по своей биомассе существенно превышают биомассу диких животных и растений.
В своем развитии человеческое общество прошло через ряд различных экосистем, отличающихся друг от друга источниками энергии: экосистемы, движимые солнечной энергией (природные системы, зависящие от солнечного излучения), и движимые топливом экосистемы (современные промышленно-городские системы), а также их различные комбинации. В последние десятилетия XX в. часть мира, использующая в крупных масштабах нефть и другие горючие ископаемые, функционирует как экосистема, движимая топливом, а другая часть мира («третий мир») остается зависимой в основном от биомассы (пищи и древесины), т. е. находится на стадии экосистемы, движимой Солнцем. Это различие приводит как к серьезным экологическим проблемам, так и к экономическим и политическим конфликтам, так как энергообеспеченность общества является одним из главных условий высокого уровня развития общества. Выделяя несколько этапов взаимодействия природы и общества, исследователи акцентируют внимание на минувшем столетии — эпохе научно-технической революции.
В настоящее время человек эксплуатирует более 55% суши, 13% речных вод.
В результате застройки, горных работ, опустынивания и засоления теряется от 50 до 70 тыс. км2 земель в год. При строительных и горных работах перемещается более 4 тыс. км3 породы в год, извлекается из недр Земли более 1000 млрд. т/год различных руд, сжигается 18 млрд. т условного топлива, выплавляется более 800 млн. т различных металлов. На практике сегодня используется около 500 тыс. различных химических соединений. Из них 40 тыс. соединений обладают вредными свойствами, а 12 тыс. — токсичны. Ежегодно рассеивается на полях свыше 500 млн. т ядохимикатов, 30% которых смывается в водоемы или задерживается в атмосфере.
Несовершенство современных технологий приводит к тому, что КПД использования сырья составляет в среднем всего 1–2%, остальная его часть идет в отходы.
Ежегодно в биосферу поступает более 30 млрд. т бытовых и промышленных отходов в газообразном, жидком и твердом состоянии. Для того чтобы обеспечить одного человека предметами существования, каждый год из Земли извлекается более 20 т сырья, которые затем рассеиваются в биосфере, радикально изменяя эволюционно сформировавшиеся биогеохимические циклы.
При таких темпах все вещество планеты вскоре может превратиться в отходы хозяйственной деятельности человека. Уже к середине 1980-х гг. общее количество бытовых отходов в мире составило около 1012 т. Эта цифра уже приближается к общей массе живых организмов и в 5 раз превышает годовое производство биомассы. Причем количество мусора удваивается раз в 6–8 лет. По этому показателю активность человечества сравнялась с активностью биосферы (несмотря на то, что биомасса человечества составляет всего 0,01% от биомассы биосферы, а используемый им поток энергии достигает десятых долей процента).