Воздействие человека на окружающую среду

Влияние человека на окружающую среду .

• Вверху слева : спутниковый снимок дымки в Юго-Восточной Азии .
• Вверху справа : эксперты МАГАТЭ расследуют катастрофу на Фукусиме .
• В центре слева : фотография промышленного рыболовства 1997 года , практика, которая привела к перелову рыбы .
• В центре справа : морская птица во время разлива нефти .
• Внизу слева : дренаж кислотных шахт в реке Рио-Тинто .
• Внизу справа : изображение вырубки Бразилии атлантического леса португальскими поселенцами, ок. 1820–25 .

Воздействие человека на окружающую среду (или антропогенное воздействие на окружающую среду ) относится к изменениям в биофизической среде. и экосистемам , биоразнообразию и природным ресурсам. вызванные прямо или косвенно человеком . Изменение окружающей среды в соответствии с потребностями общества (как в случае с искусственно созданной средой ) приводит к серьезным последствиям. включая глобальное потепление , деградация окружающей среды (например, закисление океана ), массовое вымирание и утрата биоразнообразия , экологический кризис и экологический коллапс . Некоторые виды человеческой деятельности, которые наносят ущерб (прямой или косвенный) окружающей среде в глобальном масштабе, включают рост населения , неолиберальная экономическая политика и быстрый экономический рост , чрезмерное потребление , чрезмерная эксплуатация , загрязнение окружающей среды и вырубка лесов . Некоторые из проблем, включая глобальное потепление и утрату биоразнообразия, были предложены как представляющие катастрофические риски для выживания человеческого вида.

Термин «антропогенный» обозначает эффект или объект, возникающий в результате деятельности человека . Этот термин был впервые использован в техническом смысле российским геологом Алексеем Павловым , а на английском языке он впервые был использован британским экологом Артуром Тэнсли в отношении влияния человека на кульминационные растительные сообщества . Ученый-атмосферник Пол Круцен ввел термин « антропоцен » в середине 1970-х годов. Этот термин иногда используется в контексте загрязнения, вызванного деятельностью человека с начала сельскохозяйственной революции , но также широко применяется ко всем основным воздействиям человека на окружающую среду. Многие действия людей, способствующие нагреву окружающей среды, происходят из-за сжигания ископаемого топлива из различных источников, таких как: электричество, автомобили, самолеты, отопление помещений, производство или уничтожение лесов.

Человеческое превышение

Дополнительная информация: Превышение (население)

Чрезмерное потребление

Основная статья: Чрезмерное потребление

Диаграмма, опубликованная НАСА, отображающая уровни CO ₂ за последние 400 000 лет.

Чрезмерное потребление — это ситуация, когда использование ресурсов превышает устойчивую способность экосистемы. Его можно измерить с помощью экологического следа — подхода к учету ресурсов, который сравнивает потребности человека в экосистемах с количеством планетарного вещества, которое экосистемы могут обновить. По оценкам Global Footprint Network , нынешняя потребность человечества составляет 70%. выше, чем скорость регенерации всех экосистем планеты вместе взятых. Длительная модель чрезмерного потребления приводит к ухудшению состояния окружающей среды и возможной потере ресурсной базы.

На общее влияние человечества на планету влияют многие факторы, а не только количество людей. Их образ жизни (включая общий достаток и использование ресурсов) и загрязнение, которое они производят (включая углеродный след ), одинаково важны. В 2008 году The New York Times заявила, что жители развитых стран мира потребляют такие ресурсы, как нефть и металлы, почти в 32 раза быстрее, чем жители развивающихся стран, которые составляют большую часть населения.

Сокращение углеродного следа при различных действиях.

Человеческая цивилизация стала причиной гибели 83% всех диких млекопитающих и половины растений. Куры в мире весят в три раза больше, чем все дикие птицы, а домашний крупный рогатый скот и свиньи превосходят всех диких млекопитающих в соотношении 14 к 1. По прогнозам, к 2050 году мировое потребление мяса увеличится более чем вдвое, возможно, на целых 76%, поскольку население планеты вырастет до более чем 9 миллиардов человек, что станет важным фактором дальнейшей утраты биоразнообразия и увеличения выбросов парниковых газов .

Рост и размер населения

Человеческое население с 10 000 г. до н. э. по 2000 г. н. э. , увеличившись в семь раз после восемнадцатого века.

Основная статья: Человеческое перенаселение

Некоторые ученые, защитники окружающей среды и защитники связывают рост населения или его размер с движущей силой экологических проблем, в том числе некоторые полагают, что это указывает на сценарий перенаселения . В 2017 году более 15 000 ученых по всему миру выступили со вторым предупреждением человечеству , в котором утверждалось, что быстрый рост населения является «основной движущей силой многих экологических и даже социальных угроз». Согласно Отчету о глобальной оценке биоразнообразия и экосистемных услуг , опубликованному научно-политической платформой ООН Межправительственной по биоразнообразию и экосистемным услугам в 2019 году, рост численности населения является важным фактором современной утраты биоразнообразия . В отчете журнала Frontiers in Conservation Science за 2021 год говорится, что размер и рост популяции являются важными факторами утраты биоразнообразия , деградации почвы и загрязнения .

Некоторые ученые и экологи, в том числе Пентти Линкола , Джаред Даймонд и Э.О. Уилсон утверждают, что рост населения губителен для биоразнообразия . Уилсон, например, выразил обеспокоенность тем, что, когда Homo sapiens популяция достигла шести миллиардов человек, их биомасса превысила биомассу любого другого крупного наземного вида животных , который когда-либо существовал, более чем в 100 раз.

Однако объяснение перенаселения как причины экологических проблем является спорным. Демографические прогнозы показывают, что рост населения замедляется и численность населения мира достигнет своего пика в 21 веке. и многие эксперты полагают, что глобальные ресурсы могут удовлетворить этот возросший спрос, предполагая, что сценарий глобального перенаселения маловероятен. По другим прогнозам, население продолжит расти и в следующем столетии. британского правительства за 2021 год Хотя некоторые исследования, в том числе обзор экономики биоразнообразия , утверждают, что рост населения и чрезмерное потребление взаимозависимы, Критики предполагают, что обвинение перенаселенности в экологических проблемах может привести к неоправданному обвинению бедного населения стран Глобального Юга или чрезмерному упрощению более сложных факторов, что приведет к тому, что некоторые будут рассматривать чрезмерное потребление как отдельную проблему.

Сторонники дальнейшего снижения уровня рождаемости, в том числе Родольфо Дирзо и Пол Р. Эрлих , утверждают, что это сокращение должно в первую очередь затронуть «чрезмерно потребляющие богатые и средние классы», а конечной целью является сокращение «масштабов человеческого предпринимательства» и обращение вспять «мания роста», которая, по их словам, угрожает биоразнообразию и «системам жизнеобеспечения человечества».

Рыбалка и сельское хозяйство

Основная статья: Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду варьируется в зависимости от широкого разнообразия сельскохозяйственных методов, используемых во всем мире. В конечном счете, воздействие на окружающую среду зависит от производственной практики системы, используемой фермерами. Связь между выбросами в окружающую среду и системой земледелия является косвенной, поскольку она также зависит от других климатических переменных, таких как количество осадков и температура.

Лаканья сжечь

Существует два типа показателей воздействия на окружающую среду: «основанные на средствах», которые основаны на методах производства фермера, и «основанные на эффекте», которые представляют собой воздействие, которое методы ведения сельского хозяйства оказывают на систему ведения сельского хозяйства или на выбросы в окружающую среду. . Примером индикатора, основанного на средствах, может служить качество грунтовых вод, на которое влияет количество азота, вносимого в почву . Индикатор, отражающий потерю нитратов в грунтовые воды, будет основан на воздействии.

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду включает в себя множество факторов: от почвы до воды, воздуха, разнообразия животных и почвы, растений и самих продуктов питания. Некоторые из экологических проблем, связанных с сельским хозяйством, включают изменение климата , вырубку лесов , генную инженерию, проблемы ирригации, загрязняющие вещества, деградацию почвы и отходы .

Рыбалка

Основная статья: Воздействие рыболовства на окружающую среду

Рыбалка в пищевой сети

Воздействие рыболовства на окружающую среду можно разделить на проблемы, связанные с наличием рыбы, которую можно поймать, например , чрезмерный вылов рыбы , устойчивое рыболовство и управление рыболовством ; и проблемы, связанные с воздействием рыболовства на другие элементы окружающей среды, такие как прилов и разрушение среды обитания, например коралловых рифов . Согласно Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам отчету за 2019 год , чрезмерный вылов рыбы является основной причиной массового исчезновения видов в океанах.

Эти вопросы сохранения являются частью охраны морской среды и рассматриваются в научных программах по рыболовству. Существует растущий разрыв между количеством рыбы, которую можно поймать, и желанием человечества ее поймать, и эта проблема усугубляется по мере роста населения мира .

Как и в случае с другими экологическими проблемами , может возникнуть конфликт между рыбаками, средства к существованию которых зависят от рыболовства, и учеными-рыболовами, которые понимают, что для того, чтобы будущие популяции рыб были устойчивыми , некоторые рыболовные промыслы должны быть сокращены или даже закрыты.

В ноябре 2006 года журнал Science опубликовал четырехлетнее исследование, в котором предсказывалось, что при преобладающих тенденциях в 2048 году в мире закончатся морепродукты, выловленные в дикой природе. Ученые заявили, что это снижение произошло в результате чрезмерного вылова рыбы , загрязнения и других факторов окружающей среды, которые сокращали популяцию рыбных промыслов одновременно с деградацией их экосистем. И снова этот анализ подвергся критике как фундаментально ошибочный, и многие чиновники управления рыболовством, представители отрасли и ученые оспаривают выводы, хотя дебаты продолжаются. Многие страны, такие как Тонга, США, Австралия и Новая Зеландия, а также международные органы управления предприняли шаги для надлежащего управления морскими ресурсами.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) опубликовала двухгодичный отчет «Состояние мирового рыболовства и аквакультуры» в 2018 году. отмечая, что производство рыболовства оставалось постоянным в течение последних двух десятилетий, но неустойчивый перелов увеличился до 33% мирового рыболовства. Они также отметили, что аквакультура, производство выращиваемой рыбы, увеличилась со 120 миллионов тонн в год в 1990 году до более 170 миллионов тонн в 2018 году.

Популяции океанических акул и скатов сократились на 71% с 1970 года, в основном из-за чрезмерного вылова рыбы. Более трех четвертей видов, входящих в эту группу, сейчас находятся под угрозой исчезновения.

Орошение

Основная статья: Воздействие орошения на окружающую среду

Воздействие орошения на окружающую среду включает изменения количества и качества почвы и воды в результате орошения и вытекающее из этого воздействие на природные и социальные условия в конце и ниже по течению ирригационной системы.

Воздействия обусловлены изменением гидрологических условий в результате установки и эксплуатации системы.

Ирригационная система часто забирает воду из реки и распределяет ее по орошаемой площади. По гидрологическим результатам установлено, что:

• реки ниже по течению расход снижается
• испарение в схеме увеличено
• пополнение подземных вод в схеме увеличено
• уровень грунтовых вод поднимается
• дренажный сток увеличивается.

Их можно назвать прямыми эффектами.

Воздействие на качество почвы и воды носит косвенный и сложный характер, а последующее воздействие на природные, экологические и социально-экономические условия является сложным. В некоторых, но не во всех случаях, это может привести к заболачиванию и засолению почвы . Однако орошение вместе с дренажем почвы также можно использовать для преодоления засоления почвы за счет выщелачивания излишков солей из зоны корней.

Орошение также может осуществляться с помощью (трубчатых) колодцев, извлекая грунтовые воды . В результате гидрологического исследования установлено, что уровень воды снижается. Последствиями могут быть добыча воды , проседание земли/почвы и, вдоль побережья, вторжение соленой воды .

Ирригационные проекты могут принести большую выгоду, но негативные побочные эффекты часто упускаются из виду.

Сельскохозяйственные ирригационные технологии, такие как мощные водяные насосы, плотины и трубопроводы, ответственны за крупномасштабное истощение ресурсов пресной воды, таких как водоносные горизонты, озера и реки. В результате такого массового отвода пресной воды озера, реки и ручьи пересыхают, что серьезно изменяет или подвергает стрессу окружающие экосистемы и способствует исчезновению многих водных видов.

Потеря сельскохозяйственных земель

Разрастание городов в Калифорнии

Эрозия почвы на Мадагаскаре

Дополнительная информация: потеря земель , деградация земель , расширение сельского хозяйства и опустынивание.

Лал и Стюарт оценили глобальные потери сельскохозяйственных земель в результате деградации и заброшенности в 12 миллионов гектаров в год. Напротив, по словам Шерра, ГЛАСОД (Глобальная оценка антропогенной деградации почв в рамках Программы ООН по окружающей среде) подсчитала, что с середины 1940-х годов из-за деградации почв теряется 6 миллионов гектаров сельскохозяйственных земель в год, и она отметила, что эта величина аналогична более ранним оценкам Дудаля и Розанова и др. Такие потери связаны не только с эрозией почвы , но и с засолением, потерей питательных и органических веществ, закислением, уплотнением, заболачиванием и проседанием почвы. Деградация земель, вызванная деятельностью человека, имеет тенденцию быть особенно серьезной в засушливых регионах. Сосредоточив внимание на свойствах почвы, Олдеман подсчитал, что около 19 миллионов квадратных километров суши в мире подверглись деградации; Дрегне и Чоу, которые учитывали деградацию растительного покрова, а также почвы, подсчитали, что в засушливых регионах мира деградировало около 36 миллионов квадратных километров. Несмотря на предполагаемые потери сельскохозяйственных земель, объем пахотных земель, используемых в растениеводстве, во всем мире увеличился примерно на 9% с 1961 по 2012 год и, по оценкам, в 2012 году составил 1,396 миллиарда гектаров.

Считается, что средние глобальные темпы эрозии почвы высоки, а темпы эрозии обычных пахотных земель обычно превышают оценки продуктивности почвы, обычно более чем на порядок. В США выборка для оценки эрозии, проводимая Службой охраны природных ресурсов США (NRCS), основана на статистических данных, и для оценки используются универсальное уравнение потери почвы и уравнение ветровой эрозии . В 2010 году среднегодовая потеря почвы в результате листовой, речной и ветровой эрозии на нефедеральных землях США оценивалась в 10,7 т/га на пахотных землях и 1,9 т/га на пастбищах; средняя скорость эрозии почвы на пахотных землях США снизилась примерно на 34% с 1982 года. Практика нулевой и минимальной обработки почвы становится все более распространенной на пахотных землях Северной Америки, используемых для производства зерновых, таких как пшеница и ячмень. На невозделываемых пахотных землях в последнее время средняя общая потеря почвы составила 2,2 т/га в год. Было высказано предположение, что, поскольку в сельском хозяйстве с нулевой обработкой почвы скорость эрозии намного ближе к темпам продуктивности почвы, по сравнению с сельским хозяйством с использованием традиционной обработки почвы оно может стать основой для устойчивого сельского хозяйства.

Деградация земель – это процесс, в котором на ценность биофизической среды влияет сочетание антропогенных процессов, воздействующих на землю. Это рассматривается как любое изменение или нарушение земель, которое считается вредным или нежелательным. Опасные природные явления исключены как причина; однако деятельность человека может косвенно влиять на такие явления, как наводнения и лесные пожары. Это считается важной темой 21 века из-за последствий деградации земель для агрономической продуктивности , окружающей среды и ее воздействия на продовольственную безопасность . По оценкам, до 40% сельскохозяйственных земель в мире серьезно деградированы.

Производство мяса

Основная статья: Воздействие производства мяса на окружающую среду

Во всем мире животноводство обеспечивает лишь 18% калорий, но использует 83% сельскохозяйственных земель и выбрасывает в атмосферу 58% выбросов парниковых газов , связанных с пищевыми продуктами .

Биомасса млекопитающих на Земле

  Домашний скот, в основном крупный рогатый скот и свиньи (60%)

  Люди (36%)

  Дикие млекопитающие (4%)

Деревенский пресс для производства пальмового масла « Малаксёр » в Бандунду , Демократическая Республика Конго.

Воздействие на окружающую среду, связанное с производством мяса, включает в себя использование ископаемой энергии , водных и земельных ресурсов, выбросы парниковых газов и, в некоторых случаях, вырубку тропических лесов, загрязнение воды и угрозу исчезновения видов, а также другие неблагоприятные последствия. Стейнфельд и др. По оценкам ФАО, 18% глобальных антропогенных выбросов ПГ (парниковых газов) (оцененных в эквиваленте углекислого газа за 100 лет) так или иначе связаны с животноводством. Данные ФАО показывают, что в 2011 году на мясо приходилось 26% мирового тоннажа продукции животноводства.

Во всем мире на кишечную ферментацию (в основном у жвачных животных) приходится около 27% антропогенных выбросов метана . метана Несмотря на 100-летний потенциал глобального потепления , который недавно оценивается в 28 без учета и 34 с учетом обратной связи климата и углерода, выбросы метана в настоящее время относительно мало способствуют глобальному потеплению. Хотя сокращение выбросов метана окажет быстрый эффект на потепление, ожидаемый эффект будет небольшим. Другие антропогенные выбросы ПГ, связанные с животноводством, включают углекислый газ от потребления ископаемого топлива (в основном для производства, сбора и транспортировки кормов), а также выбросы закиси азота, связанные с использованием азотных удобрений, выращиванием азотфиксирующих бобовых растений и уборкой навоза. Были определены методы управления, которые могут смягчить выбросы парниковых газов от производства животноводства и кормов.

Значительное потребление воды связано с производством мяса, в основном из-за того, что вода используется для выращивания растительности, обеспечивающей корм. Существует несколько опубликованных оценок использования воды, связанных с животноводством и производством мяса, но объем использования воды, относящийся к такому производству, оценивается редко. Например, использование «зеленой воды» — это эвапотранспирационное использование почвенной воды, которая поступает непосредственно за счет осадков; а «зеленая вода», по оценкам, составляет 94% « водного следа » мирового производства мясного скота. а на пастбищах до 99,5% воды, используемой при производстве говядины, приходится на «зеленую воду».

Ухудшение качества воды из-за навоза и других веществ, содержащихся в сточных водах и просачивающихся в воду, вызывает обеспокоенность, особенно там, где ведется интенсивное животноводство. В США при сравнении 32 отраслей было обнаружено, что животноводство имеет относительно хорошие показатели соблюдения экологических норм в соответствии с Законом о чистой воде и Законом о чистом воздухе. однако проблемы загрязнения в результате крупных животноводческих предприятий иногда могут быть серьезными в случае нарушений. Агентство по охране окружающей среды США, среди прочего, предложило различные меры, которые могут помочь уменьшить ущерб, наносимый домашним скотом качеству речной воды и прибрежной среде.

Изменения в практике животноводства влияют на воздействие производства мяса на окружающую среду, о чем свидетельствуют некоторые данные по говядине. По оценкам, в системе производства говядины в США методы, преобладающие в 2007 году, включали на 8,6% меньше использования ископаемого топлива, на 16% меньше выбросов парниковых газов (оцененных в эквиваленте углекислого газа за 100 лет), на 12% меньше использования забираемой воды и на 33% меньше землепользования, на единицу массы произведенной говядины, чем в 1977 году. С 1980 по 2012 год в США при увеличении численности населения на 38% поголовье мелкого рогатого скота сократилось на 42%, поголовье крупного рогатого скота уменьшилось на 17%, а выбросы метана от домашнего скота сократились на 18%; тем не менее, несмотря на сокращение поголовья крупного рогатого скота, производство говядины в США за этот период выросло.

Некоторые виды воздействия мясного скота можно считать экологически полезными . К ним относятся сокращение отходов за счет переработки несъедобных для человека остатков урожая в пищу, использование животноводства в качестве альтернативы гербицидам для борьбы с инвазивными и вредными сорняками и другие методы управления растительностью. использование навоза животных в качестве удобрения вместо тех синтетических удобрений, которые требуют значительного использования ископаемого топлива для производства, использования выпаса скота для улучшения среды обитания диких животных, и секвестрация углерода в ответ на практику выпаса скота, среди других. И наоборот, согласно некоторым исследованиям, опубликованным в рецензируемых журналах, растущий спрос на мясо способствует значительной утрате биоразнообразия , поскольку оно является важным фактором вырубки лесов и разрушения среды обитания. Более того, в докладе МПБЭУ о глобальной оценке биоразнообразия и экосистемных услуг за 2019 год предупреждается также , что постоянно растущее использование земель для производства мяса играет значительную роль в утрате биоразнообразия. за 2006 год Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН В докладе «Длинная тень домашнего скота » говорится, что около 26% земной поверхности планеты отведено под выпас скота.

Пальмовое масло

Основная статья: Социальное и экологическое воздействие пальмового масла

Пальмовое масло — это тип растительного масла, которое содержится в масличных пальмах, произрастающих в Западной и Центральной Африке. Пальмовое масло, первоначально использовавшееся в пищевых продуктах в развивающихся странах, теперь также используется в пищевых, косметических и других видах продукции и в других странах. Более трети потребляемого в мире растительного масла составляет пальмовое масло.

Потеря среды обитания

С 2001 года темпы потери древесного покрова в мире увеличились примерно вдвое, достигнув ежегодной потери, приближающейся к площади размером с Италию.

Потребление пальмового масла в пищевых, бытовых и косметических продуктах во всем мире означает, что на него существует высокий спрос. Для решения этой проблемы создаются плантации масличных пальм, что означает вырубку естественных лесов и расчистку пространства. Вырубка лесов произошла в Азии, Латинской Америке и Западной Африке, при этом Малайзия и Индонезия занимают 90% мировых запасов масличных пальм. Эти леса являются домом для множества видов животных, включая многих животных , находящихся под угрозой исчезновения, от птиц до носорогов и тигров. С 2000 года 47% вырубки лесов было произведено с целью выращивания плантаций масличных пальм, при этом ежегодно затрагивается около 877 000 акров земли.

Воздействие на биоразнообразие

Естественные леса чрезвычайно разнообразны , и широкий спектр организмов использует их в качестве среды обитания. А вот с плантациями масличных пальм ситуация противоположная. Исследования показали, что плантации масличных пальм содержат менее 1% разнообразия растений, наблюдаемого в естественных лесах, и на 47–90% меньше разнообразия млекопитающих. Это происходит не из-за самой масличной пальмы, а потому, что масличная пальма является единственной средой обитания на плантациях. Поэтому плантации известны как монокультуры , тогда как естественные леса содержат большое разнообразие флоры и фауны, что делает их очень биоразнообразными. Один из способов сделать пальмовое масло более устойчивым (хотя это все еще не лучший вариант) — это агролесомелиорация , при которой плантации состоят из нескольких видов растений, используемых в торговле, таких как кофе или какао . Хотя они более биоразнообразны, чем монокультурные плантации, они все же не так эффективны, как естественные леса. В дополнение к этому, агролесоводство не приносит столько экономической выгоды работникам, их семьям и прилегающим территориям.

Круглый стол по устойчивому пальмовому маслу (RSPO)

RSPO — это некоммерческая организация, которая разработала критерии, которым должны следовать ее члены (которых по состоянию на 2018 год насчитывается более 4000) для производства, получения и использования экологически чистого пальмового масла (Certified Sustainable Palm Oil; CSPO). В настоящее время 19% мирового пальмового масла сертифицировано RSPO как экологически безопасное.

Критерии CSPO гласят, что плантации масличных пальм не могут выращиваться вместо лесов или других территорий с исчезающими видами, хрупкими экосистемами или теми, которые удовлетворяют потребности местных сообществ. Он также призывает к сокращению использования пестицидов и пожаров, а также к ряду правил, обеспечивающих социальное благополучие рабочих и местных сообществ.

Воздействие на экосистему

См. Также: Влияние человека на морскую жизнь.

Деградация окружающей среды

Детская демонстрация действий по защите окружающей среды (2018 г.)

Основная статья: Ухудшение состояния окружающей среды

Человеческая деятельность вызывает деградацию окружающей среды , то есть ухудшение состояния окружающей среды из-за истощения таких ресурсов, как воздух, вода и почва; разрушение экосистем; разрушение среды обитания ; исчезновение ; дикой природы и загрязнение. Оно определяется как любое изменение или нарушение окружающей среды, которое воспринимается как вредное или нежелательное. Как показано уравнением I=PAT , воздействие на окружающую среду (I) или деградация вызваны сочетанием уже очень большого и растущего человеческого населения (P), постоянно увеличивающегося экономического роста или благосостояния на душу населения (A) и применения ресурсоистощающие и загрязняющие технологии (Т).

Согласно исследованию 2021 года, опубликованному в журнале Frontiers in Forests and Global Change , примерно 3% земной поверхности планеты экологически и фаунистически нетронуты, то есть территории со здоровыми популяциями местных видов животных и практически без человеческого следа. Многие из этих нетронутых экосистем находились в районах, населенных коренными народами.

Фрагментация среды обитания

Основная статья: Фрагментация среды обитания

Согласно исследованию, проведенному в журнале Nature в 2018 году , 87% океанов и 77% суши (исключая Антарктиду) были изменены антропогенной деятельностью, а 23% суши планеты остается дикой природой .

Фрагментация среды обитания – это сокращение больших участков среды обитания, ведущее к утрате среды обитания . Фрагментация и утрата среды обитания считаются основной причиной утраты биоразнообразия и деградации экосистемы во всем мире. Действия человека несут большую ответственность за фрагментацию и утрату среды обитания, поскольку эти действия изменяют взаимосвязь и качество среды обитания. Понимание последствий фрагментации среды обитания важно для сохранения биоразнообразия и улучшения функционирования экосистемы.

Размножение сельскохозяйственных растений и животных зависит от опыления. Овощи и фрукты являются важной пищей для человека и зависят от опыления. Всякий раз, когда происходит разрушение среды обитания, снижается опыление и урожайность. Многие растения также полагаются на животных, особенно тех, которые едят фрукты для распространения семян. Таким образом, разрушение среды обитания животных серьезно влияет на все виды растений, которые от них зависят.

Массовое вымирание

Основные статьи: Вымирание в голоцене , Дефаунация и потеря биоразнообразия.

Дополнительная информация: Экологический коллапс и экологическое вымирание.

Биоразнообразие обычно относится к разнообразию и изменчивости жизни на Земле и представлено количеством различных видов, существующих на планете. С момента своего появления Homo sapiens (человеческий вид) уничтожал целые виды либо напрямую (например, посредством охоты), либо косвенно (например, разрушая среду обитания ), вызывая исчезновение видов с угрожающей скоростью. Люди являются причиной нынешнего массового вымирания , называемого голоценовым вымиранием , в результате которого вымирания в 100–1000 раз превышают нормальный фоновый уровень. Хотя большинство экспертов согласны с тем, что люди ускорили темпы вымирания видов, некоторые ученые постулируют, что без людей биоразнообразие Земли будет расти в геометрической прогрессии, а не сокращаться. Голоценовое вымирание продолжается: потребление мяса , чрезмерный вылов рыбы , закисление океана и кризис амфибий являются несколькими более широкими примерами почти повсеместного, космополитического сокращения биоразнообразия. Человеческое перенаселение (и продолжающийся рост населения ) наряду с чрезмерным потреблением , особенно со стороны сверхбогатых слоев населения , считаются основными движущими силами этого быстрого спада. от 2017 года В Предупреждении человечеству мировых ученых говорится, что, среди прочего, это шестое событие вымирания, спровоцированное человечеством, может уничтожить многие современные формы жизни и подвергнуть их вымиранию к концу этого столетия. Научный обзор 2022 года, опубликованный в Biological Reviews, подтверждает, что кризис утраты биоразнообразия, вызванный деятельностью человека, который исследователи описывают как шестое массовое вымирание , в настоящее время продолжается.

В исследовании, опубликованном в июне 2020 года в PNAS, утверждается, что современный кризис вымирания «может представлять собой самую серьезную экологическую угрозу для существования цивилизации, поскольку он необратим» и что его ускорение «неизбежно из-за все еще быстрого роста численности населения и потребления тарифы».

Внимание политиков на высоком уровне к окружающей среде было сосредоточено в основном на изменении климата, поскольку энергетическая политика имеет решающее значение для экономического роста. Но биоразнообразие так же важно для будущего Земли, как и изменение климата.

— Роберт Уотсон , 2019.

Утрата биоразнообразия

Основная статья: Утрата биоразнообразия

Краткое изложение основных категорий изменений окружающей среды, связанных с биоразнообразием, выраженных в процентах антропогенных изменений (красный) по отношению к исходному состоянию (синий)

Подсчитано, что с 1970 по 2016 год 68% дикой природы в мире было уничтожено из-за деятельности человека. В Южной Америке, как полагают, потери составляют 70 процентов. Исследование, опубликованное в мае 2018 года в PNAS, показало, что 83% диких млекопитающих, 80% морских млекопитающих, 50% растений и 15% рыб исчезли с момента зарождения человеческой цивилизации. В настоящее время домашний скот составляет 60% биомассы всех млекопитающих на Земле, за ним следуют человек (36%) и дикие млекопитающие (4%). Согласно глобальной оценке биоразнообразия, проведенной МПБЭУ в 2019 году , человеческая цивилизация поставила один миллион видов растений и животных на грань исчезновения, причем многие из них, по прогнозам, исчезнут в течение следующих нескольких десятилетий.

Когда биоразнообразие растений сокращается, продуктивность оставшихся растений снижается. Утрата биоразнообразия угрожает продуктивности экосистем и таким услугам, как продукты питания, пресная вода, сырье и лекарственные ресурсы.

В отчете за 2019 год, в котором оценивалось в общей сложности 28 000 видов растений, был сделан вывод, что почти половине из них грозит исчезновение. Неспособность замечать и ценить растения считается «растительной слепотой», и это тревожная тенденция, поскольку она ставит под угрозу исчезновения больше растений, чем животных. Наше расширение сельского хозяйства привело к более высоким затратам на посадку биоразнообразия, поскольку половина пригодных для жизни земель на Земле используется для сельского хозяйства, и это является одной из основных причин кризиса вымирания растений.

Дефаунация – это исчезновение животных из экологических сообществ.

Инвазивные виды

Основная статья: Инвазивные виды

Инвазивные виды определяются Министерством сельского хозяйства США как неместные для конкретной экосистемы, присутствие которых может нанести вред здоровью людей или животных в указанной системе .

Интродукция чужеродных видов на новые территории привела к серьезным и необратимым изменениям в окружающей среде на больших территориях. Примеры включают интродукцию Caulerpa Taxifolia в Средиземноморье, интродукцию видов овса на луга Калифорнии, а также интродукцию бирючины, кудзу и вербейника пурпурного в Северную Америку. Крысы, кошки и козы радикально изменили биоразнообразие на многих островах. Кроме того, интродукции привели к генетическим изменениям в местной фауне, где имело место скрещивание буйволов с домашним скотом и волков с домашними собаками.

Инвазивные виды, интродуцированные человеком

Кошки

Домашние и дикие кошки во всем мире особенно печально известны тем, что уничтожают местных птиц и другие виды животных. Это особенно актуально для Австралии, где более двух третей вымирания млекопитающих приходится на домашних и диких кошек, а более 1,5 миллиардов смертей приходится на местных животных каждый год. Поскольку одомашненных кошек на улице кормят их владельцы, они могут продолжать охотиться, даже когда популяция добычи сокращается, и в противном случае они бы ушли в другое место. Это серьезная проблема для мест, где обитает очень разнообразное и плотное количество ящериц, птиц, змей и мышей. Бродячие кошки на открытом воздухе также могут быть причиной передачи вредных заболеваний, таких как бешенство и токсоплазмоз, местной популяции диких животных.

Бирманский питон

Другим примером разрушительного интродуцированного инвазивного вида является бирманский питон . Бирманский питон, происходящий из некоторых частей Юго-Восточной Азии, оказал наиболее заметное влияние на Эверглейдс Южной Флориды в Соединенных Штатах. После нарушения условий разведения в 1992 году из-за наводнения и того, что владельцы змей выпустили нежелательных питонов обратно в дикую природу, в последующие годы в теплом климате Флориды популяция бирманского питона резко выросла. Это воздействие наиболее ощутимо ощущалось в самых южных регионах Эверглейдс. Исследование, проведенное в 2012 году, сравнило численность популяций местных видов во Флориде с 1997 года и показало, что популяция енотов сократилась на 99,3%, опоссумов - на 98,9%, а популяции кроликов и лис фактически исчезли.

Гибридные хряки

В 1980-х годах канадские свиноводы ввели в свои программы разведения диких кабанов из Соединенного Королевства, что привело к созданию гибрида с большим количеством мяса. Однако, когда в 2001 году рынок свинины рухнул, многие из этих гибридов были выпущены в дикую природу. Эти гибриды, которых сейчас насчитывается около 62 000, процветают в канадских прериях благодаря своей адаптации к суровым зимам, у них густой мех, длинные ноги и достаточно острые клыки, чтобы рыть почву в поисках пищи. Они наносят значительный ущерб сельскому хозяйству и достигли такой степени, что даже значительные усилия по выбраковке оказываются недостаточными. Эта проблема обострилась до такой степени, что эти кабаны начинают мигрировать в северные штаты США, вызывая обеспокоенность по поводу потенциального ущерба урожаю и распространения таких заболеваний, как африканский свиной грипп, которые могут серьезно повлиять на свиноводческую отрасль.

Упадок коралловых рифов

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Проблемы охраны окружающей среды, связанные с коралловыми рифами» . [ редактировать ]

Остров с окаймляющим рифом у Япа , Микронезия . Коралловые рифы гибнут по всему миру.

Деятельность человека оказывает существенное воздействие на коралловые рифы, способствуя их всемирному исчезновению. Наносящая ущерб деятельность включает добычу кораллов, загрязнение (как органическое, так и неорганическое), чрезмерный вылов рыбы, взрывную ловлю, а также раскопки каналов и точек доступа к островам и заливам. Дополнительные угрозы включают болезни, разрушительные методы рыболовства и потепление океанов.[2] Кроме того, функция океана как поглотителя углекислого газа, изменения в атмосфере, ультрафиолетовое излучение, закисление океана, вирусные инфекции, последствия пыльных бурь, переносящих агенты на отдаленные рифы, загрязняющие вещества и цветение водорослей представляют собой некоторые из факторов, оказывающих влияние на кораллы. рифы. Важно отметить, что угроза, с которой сталкиваются коралловые рифы, выходит далеко за пределы прибрежных регионов. Последствия изменения климата, особенно глобальное потепление, вызывают повышение температуры океана, что вызывает обесцвечивание кораллов — потенциально смертельное явление для коралловых экосистем.

По оценкам ученых, в течение следующих 20 лет исчезнет от 70 до 90% всех коралловых рифов. Основными причинами являются потепление океанских вод, кислотность океана и загрязнение. В 2008 году всемирное исследование показало, что 19% существующей площади коралловых рифов уже потеряно. Только 46% рифов мира в настоящее время можно считать здоровыми. и около 60% рифов мира могут оказаться под угрозой из-за разрушительной деятельности человека. Угроза здоровью рифов особенно сильна в Юго-Восточной Азии , где 80% рифов находятся под угрозой исчезновения . Ожидается, что к 2030-м годам 90% рифов будут подвергаться риску как в результате деятельности человека, так и в результате изменения климата ; прогнозируется, что к 2050 году все коралловые рифы окажутся в опасности.

Загрязнение воды

См. Также: Деградация воды

Бытовые , промышленные и сельскохозяйственные сточные воды могут очищаться на очистных сооружениях перед сбросом в водные экосистемы. Очищенные сточные воды по-прежнему содержат ряд различных химических и биологических загрязнителей, которые могут влиять на окружающие экосистемы.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Загрязнение воды» . [ редактировать ]

Загрязнение воды (или водное загрязнение) — это загрязнение водных объектов , оказывающее негативное воздействие на их использование. Обычно это результат деятельности человека. Водные объекты включают озера , реки , океаны , водоносные горизонты , водохранилища и грунтовые воды . воды Загрязнение происходит в результате смешивания загрязняющих веществ с этими водоемами. Загрязнения могут поступать из одного из четырех основных источников. Это сброс сточных вод , промышленная деятельность, сельскохозяйственная деятельность и городские стоки, включая ливневые воды . Загрязнение воды может затронуть как поверхностные, так и подземные воды . Эта форма загрязнения может привести ко многим проблемам. Одним из них является деградация экосистем водных . Другая причина – распространение болезней, передающихся через воду , когда люди используют загрязненную воду для питья или орошения . Загрязнение воды также снижает экосистемные услуги , такие как питьевая вода, обеспечиваемая водными ресурсами .

Источниками загрязнения воды являются либо точечные , либо неточечные источники . Точечные источники имеют одну идентифицируемую причину, например, ливневую канализацию , станцию ​​очистки сточных вод или разлив нефти . Неточечные источники более рассеяны. Примером являются сельскохозяйственные стоки . Загрязнение является результатом кумулятивного эффекта с течением времени. Загрязнение может принимать различные формы. Одним из них являются токсичные вещества, такие как нефть, металлы, пластмассы, пестициды , стойкие органические загрязнители и промышленные отходы. Другой — стрессовые условия, такие как изменение pH , гипоксия или аноксия, повышение температуры, чрезмерная мутность или изменение солености . Другим примером является внедрение патогенных организмов . Загрязнения могут включать органические и неорганические вещества. Распространенной причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве теплоносителя на электростанциях и промышленных предприятиях.

Изменение климата

Основные причины и широкомасштабные последствия глобального потепления и, как следствие, изменения климата. Некоторые эффекты представляют собой обратные связи , которые усиливают изменение климата.

Основная статья: Изменение климата

Современное изменение климата является результатом увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере, что вызвано, прежде всего, сжиганием ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ), а также вырубкой лесов, изменением землепользования и производством цемента. Такое масштабное изменение глобального углеродного цикла стало возможным только благодаря наличию и внедрению передовых технологий, начиная от разведки, добычи, распределения, переработки и сжигания ископаемого топлива на электростанциях и автомобильных двигателях, а также передовых методов ведения сельского хозяйства.

Животноводство способствует изменению климата как за счет производства парниковых газов, так и за счет разрушения поглотителей углерода, таких как тропические леса. Согласно отчету ООН/ФАО за 2006 год, 18% всех выбросов парниковых газов в атмосферу приходится на животноводство. Разведение скота и земли, необходимые для его прокорма, привели к уничтожению миллионов акров тропических лесов, а по мере роста глобального спроса на мясо будет расти и спрос на землю. Девяносто один процент всех земель тропических лесов, вырубленных с 1970 года, теперь используется для животноводства.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Последствия изменения климата» . [ редактировать ]

Последствия изменения климата Земли хорошо документированы и усиливаются для природной среды и человеческого общества. Изменения в климатической системе включают общую тенденцию к потеплению , изменения в характере осадков и более экстремальные погодные условия . Изменение климата оказывает воздействие на природную среду, вызывая такие последствия, как усиление лесных пожаров , таяние вечной мерзлоты и опустынивание . Эти изменения влияют на экосистемы и общества и могут стать необратимыми, как только переломные моменты будут преодолены . Климатические активисты участвуют в ряде мероприятий по всему миру, направленных на смягчение этих проблем или предотвращение их возникновения.

Последствия изменения климата различаются по времени и месту. До сих пор Арктика нагревалась быстрее, чем большинство других регионов, из-за последствий изменения климата . Температура приземного воздуха над сушей также выросла примерно в два раза по сравнению с океаном, что вызвало интенсивные волны тепла . Эти температуры стабилизировались бы, если бы выбросы парниковых газов были взяты под контроль . Ледяные щиты и океаны поглощают большую часть избыточного тепла в атмосфере, задерживая эффекты, но заставляя их ускоряться, а затем продолжаться после стабилизации температуры поверхности. В результате повышение уровня моря представляет собой особую долгосрочную проблему. Последствия потепления океана также включают морские волны тепла , стратификацию океана , потерю кислорода и изменения океанских течений . Океан также окисляется , поглощая углекислый газ из атмосферы.

Экосистемы, которым больше всего угрожает изменение климата, находятся в горах , коралловых рифах и Арктике . Избыточное тепло вызывает изменения окружающей среды в тех местах, которые превышают способность животных адаптироваться. Виды спасаются от жары, мигрируя к полюсам и, когда это возможно, на возвышенности. Повышение уровня моря угрожает прибрежным угодьям наводнениями водно- болотным . Снижение влажности почвы в определенных местах может вызвать опустынивание и нанести ущерб таким экосистемам, как тропические леса Амазонки . При потеплении на 2 °C (3,6 °F) около 10% видов на суше окажутся под угрозой исчезновения.

Воздействие через атмосферу

Кислотные отложения

Основная статья: Кислотное осаждение

Предполагаемое изменение pH морской воды , вызванное антропогенным воздействием на CO
₂ уровня между 1700-ми и 1990-ми годами из Проекта анализа глобальных океанических данных (GLODAP) и Атласа Мирового океана.

Загрязнения воздуха, выбрасываемые в результате сжигания ископаемого топлива, обычно возвращаются на землю в виде кислотных дождей. Кислотные дожди — это форма осадков с высоким содержанием серной и азотной кислот , которые также могут возникать в виде тумана или снега. Кислотные дожди оказывают многочисленные экологические воздействия на ручьи, озера, водно-болотные угодья и другую водную среду. Он наносит вред лесам, лишает почву необходимых питательных веществ и выделяет в почву алюминий , что создает трудности с поглощением воды для местной растительной жизни.

Исследователи обнаружили, что водоросли , морская трава и другая водная растительность поглощают углекислый газ и, следовательно, снижают кислотность океана . Поэтому ученые утверждают, что выращивание этих растений может помочь смягчить разрушительное воздействие закисления на морскую жизнь.

Разрушение озона

Этот раздел представляет собой отрывок из истории истощения озонового слоя . [ редактировать ]

Распределение атмосферного озона по парциальному давлению в зависимости от высоты.

Истощение озонового слоя состоит из двух взаимосвязанных событий, наблюдаемых с конца 1970-х годов: устойчивого снижения примерно на четыре процента общего количества озона в атмосфере Земли и гораздо большего весеннего уменьшения стратосферного озона ( озонового слоя ) вокруг полярных регионов Земли. Последнее явление называется озоновой дырой . весной происходят также явления истощения полярного тропосферного озона Помимо этих стратосферных событий, .

Основными причинами разрушения озона и озоновой дыры являются промышленные химикаты, особенно промышленные галогенуглеродные хладагенты , растворители , пропелленты и пенообразователи ( хлорфторуглероды ( ХФУ), ГХФУ, галоны ), называемые озоноразрушающими веществами (ОРВ). Эти соединения переносятся в стратосферу путем турбулентного перемешивания после выброса с поверхности, смешиваясь гораздо быстрее, чем молекулы могут осесть. стратосферу, они высвобождают атомы галогенной Попадая в группы посредством фотодиссоциации , которая катализирует распад озона (О ₃ ) на кислород (О ₂ ). Было замечено, что оба типа разрушения озона увеличиваются по мере увеличения выбросов галогенуглеродов.

Истощение озонового слоя и озоновая дыра вызвали во всем мире обеспокоенность по поводу увеличения риска рака и других негативных последствий. Озоновый слой предотвращает прохождение вредных длин волн ультрафиолетового (UVB) света через атмосферу Земли . Эти длины волн вызывают рак кожи , солнечные ожоги , необратимую слепоту и катаракту . По прогнозам, они резко возрастут в результате истончения озона, а также нанесения вреда растениям и животным. Эти опасения привели к принятию Монреальского протокола в 1987 году, который запрещает производство ХФУ, галонов и других озоноразрушающих химикатов. В настоящее время, ученые планируют разработать новые хладагенты для замены старых.

Запрет вступил в силу в 1989 году. Уровень озона стабилизировался к середине 1990-х годов и начал восстанавливаться в 2000-х годах, когда смещение реактивного течения в южном полушарии к южному полюсу прекратилось и, возможно, даже обратилось вспять. По прогнозам, восстановление продолжится в течение следующего столетия, и ожидается, что озоновая дыра достигнет уровня, существовавшего до 1980 года, примерно к 2075 году. В 2019 году НАСА сообщило, что озоновая дыра стала самой маленькой с момента ее первого открытия в 1982 году.

Монреальский протокол считается самым успешным международным экологическим соглашением на сегодняшний день. После запрета на химические вещества, разрушающие озоновый слой, ООН прогнозирует, что в соответствии с действующими правилами озоновый слой полностью восстановится к 2045 году, на тридцать лет раньше, чем прогнозировалось ранее.

Нарушение азотистого цикла

Основная статья: Влияние человека на круговорот азота

Особую озабоченность вызывает N ₂ O, средний срок жизни которого в атмосфере составляет 114–120 лет. и в 300 раз более эффективен, чем CO ₂ в качестве парникового газа . NOx _, образующийся в результате промышленных процессов, автомобилей и сельскохозяйственных удобрений, и NH3 _, выбрасываемый из почв (т.е. как дополнительный побочный продукт нитрификации) а животноводческая деятельность переносится в подветренные экосистемы, что влияет на круговорот азота и потери питательных веществ. шесть основных последствий выбросов NO _x и NH _{3 :} Было выявлено

1. decreased atmospheric visibility due to ammonium aerosols (fine particulate matter [PM])
2. elevated ozone concentrations
3. ozone and PM affects human health (e.g. respiratory diseases, cancer)
4. increases in radiative forcing and global warming
5. decreased agricultural productivity due to ozone deposition
6. ecosystem acidification and eutrophication.

Technology impacts

See also: Technology and society § Environment

The applications of technology often result in unavoidable and unexpected environmental impacts, which according to the I = PAT equation is measured as resource use or pollution generated per unit GDP. Environmental impacts caused by the application of technology are often perceived as unavoidable for several reasons. First, given that the purpose of many technologies is to exploit, control, or otherwise "improve" upon nature for the perceived benefit of humanity while at the same time, the myriad of processes in nature have been optimized and are continually adjusted by evolution, any disturbance of these natural processes by technology is likely to result in negative environmental consequences. Second, the conservation of mass principle and the first law of thermodynamics (i.e., conservation of energy) dictate that whenever material resources or energy are moved around or manipulated by technology, environmental consequences are inescapable. Third, according to the second law of thermodynamics, order can be increased within a system (such as the human economy) only by increasing disorder or entropy outside the system (i.e., the environment). Thus, technologies can create "order" in the human economy (i.e., order as manifested in buildings, factories, transportation networks, communication systems, etc.) only at the expense of increasing "disorder" in the environment. According to several studies, increased entropy is likely to correlate to negative environmental impacts.

Mining industry

Acid mine drainage in the Rio Tinto River

Main article: Environmental impact of mining

The environmental impact of mining includes erosion, formation of sinkholes, loss of biodiversity, and contamination of soil, groundwater and surface water by chemicals from mining processes. In some cases, additional forest logging is done in the vicinity of mines to increase the available room for the storage of the created debris and soil.

Even though plants need some heavy metals for their growth, excess of these metals is usually toxic to them. Plants that are polluted with heavy metals usually depict reduced growth, yield and performance. Pollution by heavy metals decreases the soil organic matter composition resulting in a decline in soil nutrients which then leads to a decline in the growth of plants or even death.

Besides creating environmental damage, the contamination resulting from leakage of chemicals also affect the health of the local population. Mining companies in some countries are required to follow environmental and rehabilitation codes, ensuring the area mined is returned to close to its original state. Some mining methods may have significant environmental and public health effects. Heavy metals usually exhibit toxic effects towards the soil biota, and this is through the affection of the microbial processes and decreases the number as well as activity of soil microorganisms. Low concentration of heavy metals also has high chances of inhibiting the plant's physiological metabolism.

Energy industry

Greenhouse gas emissions per energy source.

Main article: Environmental impact of the energy industry

The environmental impact of energy harvesting and consumption is diverse. In recent years there has been a trend towards the increased commercialization of various renewable energy sources.

In the real world, consumption of fossil fuel resources leads to global warming and climate change. However, little change is being made in many parts of the world. If the peak oil theory proves true, more explorations of viable alternative energy sources, could be more friendly to the environment.

Rapidly advancing technologies can achieve a transition of energy generation, water and waste management, and food production towards better environmental and energy usage practices using methods of systems ecology and industrial ecology.

Biodiesel

Main article: Environmental impact of biodiesel

The environmental impact of biodiesel includes energy use, greenhouse gas emissions and some other kinds of pollution. A joint life cycle analysis by the US Department of Agriculture and the US Department of Energy found that substituting 100% biodiesel for petroleum diesel in buses reduced life cycle consumption of petroleum by 95%. Biodiesel reduced net emissions of carbon dioxide by 78.45%, compared with petroleum diesel. In urban buses, biodiesel reduced particulate emissions 32 percent, carbon monoxide emissions 35 percent, and emissions of sulfur oxides 8%, relative to life cycle emissions associated with use of petroleum diesel. Life cycle emissions of hydrocarbons were 35% higher and emission of various nitrogen oxides (NOx) were 13.5% higher with biodiesel. Life cycle analyses by the Argonne National Laboratory have indicated reduced fossil energy use and reduced greenhouse gas emissions with biodiesel, compared with petroleum diesel use. Biodiesel derived from various vegetable oils (e.g. canola or soybean oil), is readily biodegradable in the environment compared with petroleum diesel.

Coal mining and burning

Main article: Environmental impact of coal mining and burning

Smog in Beijing, China

The environmental impact of coal mining and -burning is diverse. Legislation passed by the US Congress in 1990 required the United States Environmental Protection Agency (EPA) to issue a plan to alleviate toxic air pollution from coal-fired power plants. After delay and litigation, the EPA now has a court-imposed deadline of 16 March 2011, to issue its report. Surface coal mining has the greatest impact on the environment due to its unique extraction process requiring drilling and blasting, which releases macro amounts of airborne particles into the air. This airborne particulate matter releases harmful toxins into the atmosphere such as ammonia, carbon monoxide, and nitrogen oxides. These toxins then lead to many detrimental health effects such as respiratory illnesses and cardiovascular disease. Although coal is the most widely utilized source of energy around the world, the burning of coal emits poisonous toxins into the air, leading to various health ailments of the skin, blood and lung diseases, and various forms of cancer, while also contributing to global warming by the emission of these toxins into the environment. The technology for mining activity has advanced over the years, leading to an increase in mine waste leading to more pollution problems, according to the Safe Drinking Water Foundation Studies that have been conducted in various countries like India, have proven that coal mining has a detrimental effect on other biotic and abiotic factors including vegetation and soil, leading to a decrease in plant populations in mining sites

Electricity generation

This section is an excerpt from Environmental impact of electricity generation.[edit]

Electric power systems consist of generation plants of different energy sources, transmission networks, and distribution lines. Each of these components can have environmental impacts at multiple stages of their development and use including in their construction, during the generation of electricity, and in their decommissioning and disposal. These impacts can be split into operational impacts (fuel sourcing, global atmospheric and localized pollution) and construction impacts (manufacturing, installation, decommissioning, and disposal). All forms of electricity generation have some form of environmental impact, but coal-fired power is the dirtiest. This page is organized by energy source and includes impacts such as water usage, emissions, local pollution, and wildlife displacement.

Nuclear power

Main article: Environmental impact of nuclear power

Anti-nuclear protest near nuclear waste disposal centre at Gorleben in northern Germany

The environmental impact of nuclear power results from the nuclear fuel cycle processes including mining, processing, transporting and storing fuel and radioactive fuel waste. Released radioisotopes pose a health danger to human populations, animals and plants as radioactive particles enter organisms through various transmission routes.

Radiation is a carcinogen and causes numerous effects on living organisms and systems. The environmental impacts of nuclear power plant disasters such as the Chernobyl disaster, the Fukushima Daiichi nuclear disaster and the Three Mile Island accident, among others, persist indefinitely, though several other factors contributed to these events including improper management of fail safe systems and natural disasters putting uncommon stress on the generators. The radioactive decay rate of particles varies greatly, dependent upon the nuclear properties of a particular isotope. Radioactive Plutonium-244 has a half-life of 80.8 million years, which indicates the time duration required for half of a given sample to decay, though very little plutonium-244 is produced in the nuclear fuel cycle and lower half-life materials have lower activity thus giving off less dangerous radiation.

Oil shale industry

Main article: Environmental impact of the oil shale industry

Kiviõli Oil Shale Processing & Chemicals Plant in ida-Virumaa, Estonia

The environmental impact of the oil shale industry includes the consideration of issues such as land use, waste management, water and air pollution caused by the extraction and processing of oil shale. Surface mining of oil shale deposits causes the usual environmental impacts of open-pit mining. In addition, the combustion and thermal processing generate waste material, which must be disposed of, and harmful atmospheric emissions, including carbon dioxide, a major greenhouse gas. Experimental in-situ conversion processes and carbon capture and storage technologies may reduce some of these concerns in future, but may raise others, such as the pollution of groundwater.

Petroleum

Main article: Environmental impact of petroleum

The environmental impact of petroleum is often negative because it is toxic to almost all forms of life. Petroleum, a common word for oil or natural gas, is closely linked to virtually all aspects of present society, especially for transportation and heating for both homes and for commercial activities.

Reservoirs

Main article: Environmental impact of reservoirs

The Wachusett Dam in Clinton, Massachusetts

The environmental impact of reservoirs is coming under ever increasing scrutiny as the world demand for water and energy increases and the number and size of reservoirs increases.

Dams and the reservoirs can be used to supply drinking water, generate hydroelectric power, increasing the water supply for irrigation, provide recreational opportunities and flood control. However, adverse environmental and sociological impacts have also been identified during and after many reservoir constructions. Although the impact varies greatly between different dams and reservoirs, common criticisms include preventing sea-run fish from reaching their historical mating grounds, less access to water downstream, and a smaller catch for fishing communities in the area. Advances in technology have provided solutions to many negative impacts of dams but these advances are often not viewed as worth investing in if not required by law or under the threat of fines. Whether reservoir projects are ultimately beneficial or detrimental—to both the environment and surrounding human populations— has been debated since the 1960s and probably long before that. In 1960 the construction of Llyn Celyn and the flooding of Capel Celyn provoked political uproar which continues to this day. More recently, the construction of Three Gorges Dam and other similar projects throughout Asia, Africa and Latin America have generated considerable environmental and political debate.

Wind power

This section is an excerpt from Environmental impact of wind power.[edit]

Livestock grazing near a wind turbine.

The environmental impact of electricity generation from wind power is minor when compared to that of fossil fuel power. Wind turbines have some of the lowest global warming potential per unit of electricity generated: far less greenhouse gas is emitted than for the average unit of electricity, so wind power helps limit climate change. Wind power consumes no fuel, and emits no air pollution, unlike fossil fuel power sources. The energy consumed to manufacture and transport the materials used to build a wind power plant is equal to the new energy produced by the plant within a few months.

Onshore (on-land) wind farms can have a significant visual impact and impact on the landscape. Due to a very low surface power density and spacing requirements, wind farms typically need to be spread over more land than other power stations. Their network of turbines, access roads, transmission lines, and substations can result in "energy sprawl"; although land between the turbines and roads can still be used for agriculture.

Conflicts arise especially in scenic and culturally-important landscapes. Siting restrictions (such as setbacks) may be implemented to limit the impact. The land between the turbines and access roads can still be used for farming and grazing. They can lead to "industrialization of the countryside". Some wind farms are opposed for potentially spoiling protected scenic areas, archaeological landscapes and heritage sites. A report by the Mountaineering Council of Scotland concluded that wind farms harmed tourism in areas known for natural landscapes and panoramic views.

Habitat loss and fragmentation are the greatest potential impacts on wildlife of onshore wind farms, but they are small and can be mitigated if proper monitoring and mitigation strategies are implemented. The worldwide ecological impact is minimal. Thousands of birds and bats, including rare species, have been killed by wind turbine blades, as around other manmade structures, though wind turbines are responsible for far fewer bird deaths than fossil-fuel infrastructure. This can be mitigated with proper wildlife monitoring.

Many wind turbine blades are made of fiberglass and some only had a lifetime of 10 to 20 years. Previously, there was no market for recycling these old blades, and they were commonly disposed of in landfills. Because blades are hollow, they take up a large volume compared to their mass. Since 2019, some landfill operators have begun requiring blades to be crushed before being landfilled. Blades manufactured in the 2020s are more likely to be designed to be completely recyclable.

Wind turbines also generate noise. At a distance of 300 metres (980 ft) this may be around 45 dB, which is slightly louder than a refrigerator. At 1.5 km (1 mi) distance they become inaudible. There are anecdotal reports of negative health effects on people who live very close to wind turbines. Peer-reviewed research has generally not supported these claims. Pile-driving to construct non-floating wind farms is noisy underwater, but in operation offshore wind is much quieter than ships.

Manufacturing

Waste generation, measured in kilograms per person per day

Cleaning agents

Main article: Environmental impact of cleaning agents

The environmental impact of cleaning agents is diverse. In recent years, measures have been taken to reduce these effects.

Nanotechnology

Main article: Environmental impact of nanotechnology

Nanotechnology's environmental impact can be split into two aspects: the potential for nanotechnological innovations to help improve the environment, and the possibly novel type of pollution that nanotechnological materials might cause if released into the environment. As nanotechnology is an emerging field, there is great debate regarding to what extent industrial and commercial use of nanomaterials will affect organisms and ecosystems.

Paint

Main article: Environmental impact of paint

The environmental impact of paint is diverse. Traditional painting materials and processes can have harmful effects on the environment, including those from the use of lead and other additives. Measures can be taken to reduce environmental impact, including accurately estimating paint quantities so that wastage is minimized, use of paints, coatings, painting accessories and techniques that are environmentally preferred. The United States Environmental Protection Agency guidelines and Green Star ratings are some of the standards that can be applied.

Paper

This section is an excerpt from Environmental impact of paper.[edit]

A pulp and paper mill in New Brunswick, Canada. Although pulp and paper manufacturing requires large amounts of energy, a portion of it comes from burning wood residue.

The environmental impact of paper are significant, which has led to changes in industry and behaviour at both business and personal levels. With the use of modern technology such as the printing press and the highly mechanized harvesting of wood, disposable paper became a relatively cheap commodity, which led to a high level of consumption and waste. The rise in global environmental issues such as air and water pollution, climate change, overflowing landfills and clearcutting have all lead to increased government regulations. There is now a trend towards sustainability in the pulp and paper industry as it moves to reduce clear cutting, water use, greenhouse gas emissions, fossil fuel consumption and clean up its influence on local water supplies and air pollution.

According to a Canadian citizens' organization, "People need paper products and we need sustainable, environmentally safe production."

Environmental product declarations or product scorecards are available to collect and evaluate the environmental and social performance of paper products, such as the Paper Calculator, Environmental Paper Assessment Tool (EPAT), or Paper Profile.

Both the U.S. and Canada generate interactive maps of environmental indicators which show pollution emissions of individual facilities.

Plastics

Further information: Plastic § Environmental effects

Great Pacific garbage patch

Some scientists suggest that by 2050 there could be more plastic than fish in the oceans. A December 2020 study published in Nature found that human-made materials, or anthropogenic mass, exceeds all living biomass on earth, with plastic alone outweighing the mass of all terrestrial and marine animals combined.

Pesticides

Main article: Environmental impact of pesticides

The environmental impact of pesticides is often greater than what is intended by those who use them. Over 98% of sprayed insecticides and 95% of herbicides reach a destination other than their target species, including nontarget species, air, water, bottom sediments, and food. Pesticide contaminates land and water when it escapes from production sites and storage tanks, when it runs off from fields, when it is discarded, when it is sprayed aerially, and when it is sprayed into water to kill algae.

The amount of pesticide that migrates from the intended application area is influenced by the particular chemical's properties: its propensity for binding to soil, its vapor pressure, its water solubility, and its resistance to being broken down over time. Factors in the soil, such as its texture, its ability to retain water, and the amount of organic matter contained in it, also affect the amount of pesticide that will leave the area. Some pesticides contribute to global warming and the depletion of the ozone layer.

Pharmaceuticals and personal care

This section is an excerpt from Environmental impact of pharmaceuticals and personal care products.[edit]

The environmental effect of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) is being investigated since at least the 1990s. PPCPs include substances used by individuals for personal health or cosmetic reasons and the products used by agribusiness to boost growth or health of livestock. More than twenty million tons of PPCPs are produced every year. The European Union has declared pharmaceutical residues with the potential of contamination of water and soil to be "priority substances".^[3]

PPCPs have been detected in water bodies throughout the world. More research is needed to evaluate the risks of toxicity, persistence, and bioaccumulation, but the current state of research shows that personal care products impact the environment and other species, such as coral reefs and fish. PPCPs encompass environmental persistent pharmaceutical pollutants (EPPPs) and are one type of persistent organic pollutants. They are not removed in conventional sewage treatment plants but require a fourth treatment stage which not many plants have.

In 2022, the most comprehensive study of pharmaceutical pollution of the world's rivers found that it threatens "environmental and/or human health in more than a quarter of the studied locations". It investigated 1,052 sampling sites along 258 rivers in 104 countries, representing the river pollution of 470 million people. It found that "the most contaminated sites were in low- to middle-income countries and were associated with areas with poor wastewater and waste management infrastructure and pharmaceutical manufacturing" and lists the most frequently detected and concentrated pharmaceuticals.

Transport

Main article: Environmental impact of transport

Interstate 10 and Interstate 45 near downtown Houston, Texas in the United States

The environmental impact of transport is significant because it is a major user of energy, and burns most of the world's petroleum. This creates air pollution, including nitrous oxides and particulates, and is a significant contributor to global warming through emission of carbon dioxide, for which transport is the fastest-growing emission sector. By subsector, road transport is the largest contributor to global warming.

Environmental regulations in developed countries have reduced the individual vehicles emission; however, this has been offset by an increase in the number of vehicles, and more use of each vehicle. Some pathways to reduce the carbon emissions of road vehicles considerably have been studied. Energy use and emissions vary largely between modes, causing environmentalists to call for a transition from air and road to rail and human-powered transport, and increase transport electrification and energy efficiency.

Other environmental impacts of transport systems include traffic congestion and automobile-oriented urban sprawl, which can consume natural habitat and agricultural lands. By reducing transportation emissions globally, it is predicted that there will be significant positive effects on Earth's air quality, acid rain, smog and climate change.

The health impact of transport emissions is also of concern. A recent survey of the studies on the effect of traffic emissions on pregnancy outcomes has linked exposure to emissions to adverse effects on gestational duration and possibly also intrauterine growth.

Aviation

Main article: Environmental impact of aviation

The environmental impact of aviation occurs because aircraft engines emit noise, particulates, and gases which contribute to climate change and global dimming. Despite emission reductions from aircraft engines and more fuel-efficient and less polluting turbofan and turboprop engines, the rapid growth of air travel in recent years contributes to an increase in total pollution attributable to aviation. In the EU, greenhouse gas emissions from aviation increased by 87% between 1990 and 2006. Among other factors leading to this phenomenon are the increasing number of hypermobile travellers and social factors that are making air travel commonplace, such as frequent flyer programs.

There is an ongoing debate about possible taxation of air travel and the inclusion of aviation in an emissions trading scheme, with a view to ensuring that the total external costs of aviation are taken into account.

Roads

Main article: Environmental impact of roads

The environmental impact of roads includes the local effects of highways (public roads) such as on noise pollution, light pollution, water pollution, habitat destruction/disturbance and local air quality; and the wider effects including climate change from vehicle emissions. The design, construction and management of roads, parking and other related facilities as well as the design and regulation of vehicles can change the impacts to varying degrees.

Shipping

Main article: Environmental impact of shipping

The environmental impact of shipping includes greenhouse gas emissions and oil pollution. In 2007, carbon dioxide emissions from shipping were estimated at 4 to 5% of the global total, and estimated by the International Maritime Organization (IMO) to rise by up to 72% by 2020 if no action is taken. There is also a potential for introducing invasive species into new areas through shipping, usually by attaching themselves to the ship's hull.

The First Intersessional Meeting of the IMO Working Group on Greenhouse Gas Emissions from Ships took place in Oslo, Norway on 23–27 June 2008. It was tasked with developing the technical basis for the reduction mechanisms that may form part of a future IMO regime to control greenhouse gas emissions from international shipping, and a draft of the actual reduction mechanisms themselves, for further consideration by IMO's Marine Environment Protection Committee (MEPC).

Military

An Agent Orange spray run by aircraft, part of Operation Ranch Hand, during the Vietnam War

See also: Environmental impact of war

General military spending and military activities have marked environmental effects. The United States military is considered one of the worst polluters in the world, responsible for over 39,000 sites contaminated with hazardous materials. Several studies have also found a strong positive correlation between higher military spending and higher carbon emissions where increased military spending has a larger effect on increasing carbon emissions in the Global North than in the Global South. Military activities also affect land use and are extremely resource-intensive.

The military does not solely have negative effects on the environment. There are several examples of militaries aiding in land management, conservation, and greening of an area. Additionally, certain military technologies have proven extremely helpful for conservationists and environmental scientists.

As well as the cost to human life and society, there is a significant environmental impact of war. Scorched earth methods during, or after war have been in use for much of recorded history but with modern technology war can cause a far greater devastation on the environment. Unexploded ordnance can render land unusable for further use or make access across it dangerous or fatal.

Light pollution

A composite image of artificial light emissions from Earth at night

Main article: Ecological light pollution

Artificial light at night is one of the most obvious physical changes that humans have made to the biosphere, and is the easiest form of pollution to observe from space. The main environmental impacts of artificial light are due to light's use as an information source (rather than an energy source). The hunting efficiency of visual predators generally increases under artificial light, changing predator prey interactions. Artificial light also affects dispersal, orientation, migration, and hormone levels, resulting in disrupted circadian rhythms.

Fast fashion

Main article: Environmental impact of fashion

Fast fashion has become one of the most successful industries in many capitalist societies with the increase in globalisation. Fast fashion is the cheap mass production of clothing, which is then sold on at very low prices to consumers. Today, the industry is worth £2 trillion.

Environmental impacts

In terms of carbon dioxide emissions, the fast fashion industry contributes between 4–5 billion tonnes per year, equating to 8–10% of total global emissions. Carbon dioxide is a greenhouse gas, meaning it causes heat to get trapped in the atmosphere, rather than being released into space, raising the Earth's temperature – known as global warming.

Alongside greenhouse gas emissions the industry is also responsible for almost 35% of microplastic pollution in the oceans. Scientists have estimated that there are approximately 12–125 trillion tonnes of microplastic particles in the Earth's oceans. These particles are ingested by marine organisms, including fish later eaten by humans. The study states that many of the fibres found are likely to have come from clothing and other textiles, either from washing, or degradation.

Textile waste is a huge issue for the environment, with around 2.1 billion tonnes of unsold or faulty clothing being disposed per year. Much of this is taken to landfill, but the majority of materials used to make clothes are not biodegradable, resulting in them breaking down and contaminating soil and water.

Fashion, much like most other industries such as agriculture, requires a large volume of water for production. The rate and quantity at which clothing is produced in fast fashion means the industry uses 79 trillion litres of water every year. Water consumption has proven to be very detrimental to the environment and its ecosystems, leading to water depletion and water scarcity. Not only do these affect marine organisms, but also human's food sources, such as crops. The industry is culpable for roughly one-fifth of all industrial water pollution.

Society and culture

Warnings by the scientific community

There are many publications from the scientific community to warn everyone about growing threats to sustainability, in particular threats to "environmental sustainability". The World Scientists' Warning to Humanity in 1992 begins with: "Human beings and the natural world are on a collision course". About 1,700 of the world's leading scientists, including most Nobel Prize laureates in the sciences, signed this warning letter. The letter mentions severe damage to the atmosphere, oceans, ecosystems, soil productivity, and more. It said that if humanity wants to prevent the damage, steps need to be taken: better use of resources, abandonment of fossil fuels, stabilization of human population, elimination of poverty and more. More warning letters were signed in 2017 and 2019 by thousands of scientists from over 150 countries which called again to reduce overconsumption (including eating less meat), reducing fossil fuels use and other resources and so forth.

See also

• Barriers to pro-environmental behaviour
• Effects of climate change on the water cycle
• Environmental impact of meat production
• Environmental impact of fishing
• Environmental impact of automobiles
• Environmental impact of concrete
• Environmental impact of hydraulic fracturing
• Environmental impact of iron ore mining
• Environmental impact of the coal industry
• Environmental issues
• Human overpopulation
• Overconsumption
• Planetary boundaries
• Sustainability

References

Библиография

• Чапин, Ф. Стюарт; Мэтсон, Памела А.; Витоусек, Питер (2 сентября 2011 г.). Принципы экологии наземных экосистем . Springer Science+Business Media . ISBN  978-1-4419-9504-9 . Архивировано из оригинала 16 октября 2022 года . Проверено 4 октября 2022 г. - через Google Книги .
• Хоксворт, Дэвид Л.; Булл, Алан Т. (2008). Биоразнообразие и охрана в Европе . Спрингер. п. 3390. ИСБН  978-1402068645 .
• Оппенлендер, Ричард (2013). Выбор продуктов питания и устойчивое развитие . Миннеаполис, Миннесота: Langdon Street Press. ISBN  978-1-62652-435-4 .
• Сахни, С.; Бентон, MJ; Ферри, Пенсильвания (2010). «Связи между глобальным таксономическим разнообразием, экологическим разнообразием и распространением позвоночных на суше» . Письма по биологии . 6 (4): 544–547. дои : 10.1098/rsbl.2009.1024 . ПМК   2936204 . ПМИД   20106856 .
• Штеффен, Уилл; Сандерсон, Регина Анджелина; Тайсон, Питер Д.; Ягер, Джилл; Мэтсон, Памела А.; Мур III, Берриен; Олдфилд, Фрэнк; Ричардсон, Кэтрин; Шельнхубер, Ханс-Иоахим (27 января 2006 г.). Глобальные изменения и система Земли: планета под давлением . Springer Science+Business Media . ISBN  978-3-540-26607-5 . Архивировано из оригинала 9 мая 2021 года . Проверено 4 октября 2022 г. - через Google Книги .

Внешние ссылки

• Специальный отчет по науке о климате - Программа исследования глобальных изменений США
• «Шестое вымирание» на YouTube ( PBS Digital Studios , 17 ноября 2014 г.)
• Деятельность человека, наносящая вред окружающей среде (энергетическая физика). Архивировано 24 января 2021 года в Wayback Machine.
• www.worldometers.info
• Уравнение: Влияние человека на изменение климата (2017 г.) и Йельский университет
• Окружающая среда в условиях многочисленных кризисов – доклад . Би-би-си. 12 февраля 2019 г.
• Объяснение шестого массового вымирания . Неделя . 17 февраля 2019 г.
• «Катастрофа биоразнообразия»: как мир может выглядеть в 2050 году – если мы не будем действовать сейчас . Хранитель . 29 ноября 2023 г.