Мы хотим дышать свежим воздухом, пить чистую воду, слушать пение птиц, встречать закат. Поэтому мы решили рассмотреть следующий вопрос, что произойдет с Землей, если наступит экологический апокалипсис
Вложение | Размер |
---|---|
material_dlya_sayta_ekologicheskaya_problema_fizikakonkurs.doc | 40 КБ |
Мы хотим дышать свежим воздухом, пить чистую воду, слушать пение птиц, встречать закат. Поэтому мы решили рассмотреть следующий вопрос, что произойдет с Землей, если наступит экологический апокалипсис
Лет около сто назад в научный обиход был введен новый термин - экология. В современном естествознании экологией называют раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов с окружающей средой. Хотя развитие человеческого общества подчиняется особым социальным законам, с биологической точки зрения человечество можно рассматривать как некоторую совокупность организмов, взаимодействующих с внешней средой. С этой точки зрения экологические исследования могут и должны быть распространены на человечество с той, однако, весьма существенной оговоркой, что характер взаимодействия природы и общества определяется в первую очередь социальными, а не биологическими законами.
Но времена меняются. И если прежде, "борясь" с природой, человек не задумывался об обратных последствиях своей "борьбы" и своих "побед", то в современном мире природа начинает жестко мстить человеку за его неразумное к ней отношение. Обратные связи уже сегодня дают себя знать все больше и больше. Социальная и техническая эволюция человечества так же не обратима, как и предшествовавшая ей эволюция животного и растительного мира Земли. Задача состоит в том, чтобы "вписаться в биосферу", чтобы мир "второй природы" вошел органически в ее состав, не губя живое, а, наоборот, способствуя переходу биосферы в ноосферу. Экологическая проблема приобрела глобальный характер.
Развитие человечества идёт в направлении освоения для собственных нужд всё большего и большего количества вещества и энергии. Это естественный процесс роста осуществляется с помощью непрерывно прогрессирующей техники производства. Однако производство создаёт не только ценности, но и отходы. И эти отходы уже начали угрожать самому существованию человечества. Покажем это на конкретном примере.
Загрязнение воздуха промышленных и живых центрах стран даёт чувствовать себя уже сегодня. Дымящие трубы бесчисленных предприятий, выхлопные газы миллионов автомобилей, радиоактивное заражение атмосферы, газы, выделяющиеся из гниющих отбросов, и многое другое отравляют воздух, создают угрозу здоровью, жизни. Например, США ежегодно выбрасывают в атмосферу 164 млн. тонн различных ядовитых веществ, половина из которых приходится на выхлопные газы автомобилей. Эти газы содержат 77% оксида углерода - ядовитого вещества, которое, попав в организм человека, соединяется с гемоглобином и тем самым нарушает нормальное снабжение органов, в частности мозга, кислородом. Уже сегодня крупные города стран задыхаются от загрязнённой атмосферы, от удушающего смога - смеси дыма, копоти, пыли, водяных паров и ядовитых газов.
Загрязнение атмосферы, усиливающееся с каждым годом, грозит не только отравлением. Выделяющиеся в атмосферу в ходе промышленных процессов углекислый газ подобно одеялу, как считают некоторые исследователи, в будущем может создать "тепличный эффект". Ведь углекислота, накопившись в атмосфере, будет препятствовать рассеяние теплового излучения планеты. А это приведет к разогреву среды, окружающей человека.
Многие виды деятельности человека вносят в природу большие изменения, которые нарушают сложившиеся системы и отношения в биосфере Земли. Часто эти изменения имеют негативный и, что особенно опасно для будущего человечества, необратимый характер. Биосфера как саморегулирующая система постоянно находится в динамическом равновесии. Если нарушить это равновесие, то последствия могу быть самыми неожиданными.
Производство и технические устройства создают отходы, грязь. Но неизбежно ли это? Кто-то из химиков метко сказал, что в химии нет грязи. Грязь - это химическое соединение в неподходящем месте. Если это так, то отходы - это вещество и энергия, которые мы пока не научились использовать для нужд человека и природы. Известно, например, что множество ТЭЦ, работающих, на угле выбрасывают в атмосферу огромные количества сернистого газа. Между тем пашни и луга испытывают сернистое голодание, им нужно большое количество серы. Некоторое время на одной из московских ТЭЦ действовала установка, которая извлекала из дымовых отходов и выдавала в жидком виде сернистый газ. Эта ТЭЦ перешла на использование газа, и нужда в такой установке отпала. Радикальный выход, очевидно, заключается в создании безотходной технологии, беструбных и бессточных заводов. Идеальное производство должно работать на замкнутых технологических циклах: сырье - производство - отходы - сырье и т.д. Поэтому лучше всего использовать энергию атомного ядра. Использование энергии атомного ядра и развитие атомной энергетики частично снимает остроту этой проблемы. Действительно, открытие деления тяжелых ядер при захвате нейтронов, сделавшее XX век атомным, стало существенным складом к запасам энергетического ископаемого топлива. Запасы урана в земной коре оцениваются огромной цифрой - 1014 тонн. Однако основная масса этого богатства находится в рассеянном состоянии - в гранитах, базальтах. В водах мирового океана количество урана достигает 4109 тонн. В тоже время богатых месторождений урана, где добыча была бы недорога, известно сравнительно немного. Поэтому массу ресурсов урана, которую можно добыть при современной технологии и при умеренных ценах, оценивают в 108 тонн. Ежегодные потребности в уране составляют, по современным оценкам, 104 тонны естественного урана. Так что эти запасы позволяют, как сказал академик А.П.Александров, "убрать Дамоклов меч топливной недостаточности практически на неограниченное время". Атомная энергетика не потребляет кислорода и имеет ничтожное количество выбросов при нормальной эксплуатации, что позволяет устранить возможность возникновения парникового эффекта с тяжелыми экологическими последствиями глобального потепления. Чрезвычайно важным обстоятельством является тот факт, что атомная энергетика доказала свою экономическую эффективность практически во всех районах земного шара. Кроме того, даже при большом масштабе энергопроизводства на АЭС, атомная энергетика не создаст особых транспортных проблем, поскольку требует минимальных транспортных расходов, что освобождает общество от бремени постоянных перевозок огромных количеств органического топлива. Атомная энергия играет исключительную роль в современном мире: ядерное оружие оказывает влияние на политику, оно нависло угрозой над всем, живущим на Земле. А пока человечество стремится утолить свои непрерывно растущие потребности в энергии путем беспредельного развития атомной энергетики, радиоактивные отходы загрязняют нашу планету. В действительности жизнь на Земле всегда зависела от атомной энергии: ядерный синтез питает энергией Солнце, радиоактивные процессы в недрах Земли нагревают ее жидкое ядро, влияют на подвижность материковых плит. И все-таки вновь и вновь мы обращаемся к вопросу, из какого материала и какими методами в будущем человечество должно получать энергию? На сегодня существует несколько основных концепций решения проблемы.
1. Расширение сети станций на урановом топливе.
2. Переход к использованию в качестве ядерного топлива тория-232, который в природе более распространен, нежели уран.
3. Переход к атомным реакторам на быстрых нейтронах, которые могли бы обеспечить производство ядерного топлива более чем на 3000 лет, в настоящее время является сложной инженерной проблемой и несет в себе огромную экологическую опасность, в связи, с чем испытывает серьезное противодействие со стороны мировой экологической общественности и является малоперспективным.
4. Освоение термоядерных реакций, во время которых происходит выделение энергии в процессе превращения водорода в гелий. В настоящее время наиболее разумным представляется развитие энергетики в расширении сети урановых и уран-ториевых атомных станций в период решения проблемы управления термоядерной реакцией. Однако, главная проблема современной энергетики – не истощение минеральных ресурсов. А угрожающая экологическая обстановка. Еще задолго до того, как будут использованы все мыслимые ресурсы, разразиться экологическая катастрофа, которая превратит Землю в планету, совершенно не приспособленную для жизни человека. Важно, чтобы атомная энергетика была с пользой употреблена для человека, техники, природы.
Литература
1.Ф.Ю.Зигель «Путешествие по недрам планет»
2 Б.Буховцев, Мякишев «Физика 11 класс»
Кто должен измениться?
В поисках капитана Гранта
Как представляли себе будущее в далеком 1960-м году
О чем поет Шотландская волынка?
«Течет река Волга»