Другую серьезную опасность представляет истончение озонового слоя и появление озоновых дыр не только над полюсами планеты, но и вблизи экватора и в средних широтах. О роли озона в сохранении Жизни на Земле уже говорилось ранее. Предположительно этот процесс начался с 70-х годов. Существует гипотеза (предположение) его естественного происхождения в связи с особенностями движения восходящих и нисходящих воздушных потоков. Однако экспериментального подтверждения эта гипотеза не получила и все большее количество ученых склоняется к гипотезе антропогенного воздействия на озоновый слой. Разрушению озона способствуют такие процессы, как широкое применение азотных удобрений, выбросы продуктов сгорания высотной авиацией и космической техникой. Но главной причиной считается массированное применение фреонов, используемых в качестве растворителей в аэрозолях, в морозильных камерах.
История создания фреона весьма поучительна. Она ярко показывает, как мало мы еще разбираемся в природных процессах, к каким трагическим последствиям может привести любое безобидное на первый взгляд вмешательство в них. Когда в 20-х годах нашего века фреон (хладон) был синтезирован, то вызвал восторг. И было чему радоваться — дешевый, безвредный, невзрывоопасный, инертный. И никто не проследил его поведение в окружающей среде после использования. А оказалось, что этот «паинька» стал «убийцей» многих и многих людей, умерших от рака. Дело в том, что вблизи поверхности Земли фреон действительно безвреден для живых организмов, хотя и способствует усилению «парникового эффекта». Но, распространяясь вверх, фреоны начинают разрушаться под воздействием солнечного излучения. При этом выделяются такие активные элементы, как фтор и особенно хлор, каждый атом которого способен уничтожить 100 тыс. молекул озона.
А тот факт, что проявляется это воздействие больше всего над Антарктидой, максимально удаленной от источников промышленного загрязнения имеет свое научное объяснение. Фреоны, образовавшиеся в любом регионе планеты, разносятся по всей атмосфере, а над Антарктидой они попадают в изолированный полярный вихрь, задерживающий их над Южным полюсом в течение всей зимы и распадающихся весной. Поэтому наибольшее истончение озонового слоя приходится на окончание полярной ночи (сентябрь—октябрь).
Над Арктикой и средними широтами этот процесс пока что значительно менее выражен, но зато более опасен, так как там больше организмов, в том числе людей, которые могут пострадать от усиленного облучения.
Еще одна острая проблема, являющаяся следствием резкого увеличения загрязнения атмосферы в последние десятилетия,— кислотныедожди.В общем-то даже в самом чистом воздухе всегда есть примеси, растворяя которые дождевая вода подкисляется. Сам термин «кислотные дожди» впервые был использован свыше 100 лет назад. Однако в последней трети XX в. это подкисление стало достигать такой величины, что зафиксированы случаи, когда дождь представлял собой нечто среднее между лимонным соком и столовым уксусом. Так, 10 апреля 1974 г. в шотландском городке Питлохри выпал дождь с рН 2,4.
рН — показатель, характеризующий кислотные и щелочные свойства растворов. При нейтральной реакции рН 7. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз. Кислотность дождевой воды в норме должна составлять рН 5,6—5,7.
Основной причиной выпадения кислотных дождей является попадание в воздух оксидов серы и азота — отходов сгорания любого ископаемого топлива, особенно низкосортного угля и мазута. Образуясь в результате загрязнения атмосферы, кислотные дожди, в свою очередь, загрязняют и губят другие компоненты биосферы — водоемы, леса, почвы, их живое население — и отражаются на здоровье людей, так как вытеснение кислотой из пород различных токсичных металлов — ртути, свинца, кадмия и др., ведет к загрязнению ими питьевой воды, повышению их уровня в рыбе, потребляемой человеком. Кислота действует на рыбу и растительность не только прямо, но и косвенно, увеличивая подвижность в воде и почве крайне вредного алюминия. Кислотные дожди быстро губят исторические памятники, простоявшие тысячелетия. Разрушаются также не столь бесценные, но весьма дорогостоящие производственные сооружения и жилые здания, Трудно даже приблизительно определить весь экономический, культурный и, главное, экологический ущерб от этого процесса, как, впрочем, и от других, ведущих к серьезным нарушениям в биосфере.
Водные ресурсы. Вода — важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на ее долю приходится 60— 80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие и т. д. Для человека вода имеет не только биологическое, но и производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и растворитель, и очиститель и т. д. Особенно много воды потребляет сельское хозяйство. Например, для выращивания 1 т риса требуется 7000 т воды.
На Земле имеется более 1370 млн. км3 воды. Но 94% — это соленая вода морей, океанов и некоторых озер. Запасы пресной воды на Земле составляют чуть больше 30 млн. км3, причем 97% из них сосредоточено в полярных шапках и ледниках.
Легкодоступные запасы составляют только 50 тыс. км3, а современная потребность человечества составляет около 19 тыс. км3. Казалось бы, пока хватает. Но, во-первых, вода нужна не только людям, во-вторых, распределена она по территории Земли крайне неравномерно и большая ее часть приходится на реки и озера, расположенные в малонаселенных местах, например в Сибири. К тому же, вырубая леса и осушая болота, человек способствует перераспределению воды между водоемами суши и океана в пользу последнего. Ну а массированное загрязнение рек, озер и грунтовых вод промышленными и сельскохозяйственными отходами окончательно подрывает нашу водообеспеченность.
По данным ООН, 23% городских и 80% сельских жителей не обеспечены питьевой водой удовлетворительного качества. Некоторые страны уже сейчас вынуждены опреснять морскую воду, что требует больших энергетических затрат.
В России в среднем на одного жителя расходуется около 400 л питьевой воды в сутки, а в Москве и того больше — до 600 л. Это в 2 раза превышает уровень потребления воды в других столицах мира. Одной из причин такой расточительности является отсутствие материальной заинтересованности и экологической воспитанности населения.
В большинстве районов плата взимается не пропорционально количеству потребленной воды, а пропорционально количеству жильцов. Сейчас планируется переход к оплате на основании показаний водомерных счетчиков, но их массовое производство и установка потребуют больших средств и времени.
Не менее важной, чем проблема обеспечения достаточным количеством воды, является проблема сохранения ее качества. Если в начале века науке было известно всего 17 загрязнителей природных вод, то сейчас их более 2,5 тыс. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, усыханию и снижению продуктивности растений. При этом не только ядовитые химические загрязнения опасны для водных экосистем, но и избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей, навоза с ферм, бытовых стоков из канализационных труб. Содержащиеся в них азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяют последним резко усилить свой рост. Этот процесс резкого повышения продуктивности водоемов носит название эвтрофикации. Но так как консументы водоема не успевают потребить возросшую биомассу и водоросли, размножившись, начинают закрывать друг другу свет, то идет процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания. В этом случае вся экосистема водоема может погибнуть.
Значительно снижает проточность, а значит, и способность рек к самоочищению строительство гидротехнических сооружений — плотин, водохранилищ, шлюзов.
В России многие водные системы находятся в бедственном положении. Крайне напряженная обстановка сложилась в бассейне Волги, под угрозой чистота крупнейшего в мире хранилища пресной воды — озера Байкал, загублено самое «рыбное» в прошлом Азовское море, быстро эвтрофицируется Ладожское озеро, теряет оздоровительные (рекреационные) свойства из-за чрезмерного загрязнения Черное море, практически в сточные канавы превратились некоторые реки Урала.
Почва. Почва, т. е. поверхностный слой земной коры толщиной в несколько десятков сантиметров, обладающий плодородием, образуется из продуктов разрушения горных пород под влиянием климата и жизнедеятельности многих поколений растительных и животных организмов.
Пахотные угодья занимают около 1,5 млрд. га (10—11% суши), пастбища и сенокосы — приблизительно 3 млрд. га (20% суши). Остальная площадь суши — неблагоприятные для сельскохозяйственного использования районы. На каждого жителя планеты приходится в среднем 0,4 га пашни, т. е. примерно по одному футбольному полю. И эта цифра имеет тенденцию к сокращению, так как численность населения растет. К тому же часть продуктивных земель отводится под жилищное строительство, развитие промышленности и транспорта.