Антропогенные воздействия на потоки энергии и круговорот вещества

Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается почти 300 млн. тонн веществ и материалов, сжигается около 30 млн. т топлива, используется 2 млрд. м3 воды и 65 млрд. м3 кислорода. Все это сопровождается расходованием природных ресурсов и загрязнением среды.

Значительные ресурсы и экологические проблемы связаны с технической энергетикой и промышленным производством, включая и промтехнологии в сельском хозяйстве. Так, сжигание 10 Гт ископаемого топлива, как и биологическое окисление более 5 Гт растительной биомассы при скармливании сельскохозяйственным животным, связано с потреблением 34 – 35 Гт кислорода и возвращением в атмосферу 39 – 40 Гт углекислого газа, 9 – 10 Гт влаги (не включая техногенного испарения свободной воды).

Более 100 Гт твердых и жидких отходов образуется за год добывающей и перерабатывающей промышленностью. Около 15% попадает со стоками в водоемы, остальное добавляется к отвалам, так называемой «пустой породы», свалкам, хранилищам и захоронениям промышленных отходов.

Главной причиной противоречий оказывается именно количественная экспансия человеческого общества — высший уровень и быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на природу, усиление его разрушающего воздействия. Все это имеет очень серьезные не только экологические, но и социально-биологические и экономические последствия.

Существенным отличием антропогенного массообмена от биотического круговорота веществ в природе является то, что первый не образует или почти не образует замкнутых циклов. Он существенно разомкнут как в качественном, так и количественном отношении. Может быть реально возобновлена только часть изъятых человеком из природы биологических ресурсов. Может быть утилизирована биотой или нейтрализована в результате биогеохимической миграции веществ только часть отходов производства. Темпы возобновления, утилизации и нейтрализации в современную эпоху отстают от темпов изъятия ресурсов и загрязнения среды.

В пределах крупных городов изменены все элементы окружающей среды. В связи с тем, что антропогенный обмен составляет существенную часть биосферного круговорота веществ, то своей разомкнутостью он нарушает необходимую высокую степень замкнутости глобального биотического круговорота, выработанную в длительной эволюции и являющуюся важнейшим условием стационарного состояния биосферы. Антропогенные воздействия оказывают влияние и на круговороты воды, кислорода, углерода, азота, фосфора, серы.