Отходы, «экологический след человечества

8. ОТХОДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СЛЕД
From our planet point of view
there’s no throwing garbage out.
Because there is no “out”.
1
Конец 20 в. – начало 21 в.
Основная масса отходов, и в первую очередь - твердых, формируется в
процессе добычи минерального сырья, которая постоянно растет.
К началу XIX века такого сырья извлекалось и перемещалось около
300 Гт в год, ( сюда входят отходы, образующиеся в ходе вскрышных
работ, при строительстве, а также в сельском хозяйстве вследствие
эрозии обрабатываемых земель [Арский и др., 1997]).
В конце 20 века в мире в среднем на одного человека извлекалось и
перемещалось в год сырого вещества (row material) 50т ( 300 Гт/6 млрд) с
затратами 3 кВт мощности и 800т воды
Из них:
48т - оказывались отходами (из которых опасных 0,1 т, причем в
развитых странах > 0,5т)
2т - конечный продукт (1т - на прямое потребление + 1т – сразу
выбрасывается в отходы), в конечном счете эти 2т станут отходами.
2
Оценка, полученная для городского населения стран
Балтийского региона
(29 городов с населением не менее 250 тыс. в каждом)
The 29 largest cities of Baltic Europe appropriate for their resource consumption and waste
assimilation an area of forest, agricultural, marine, and wetland ecosystems that is at least
565 – 1 130 times larger than the area of the cities themselves.
Ecosystem Appropriation by Cities (Folke C. et al., 1997)
0,1 га – естественные экосистемы уничтожены полностью: жилище, улицы и
площади, предприятия торговли, питания, административные и культурные
сооружения
0,55 - 0,69 га – площадь, необходимая для обеспечения горожанина
продовольствием, древесиной, природными волокнами и т. д.
4 - 10 га – территория, испытывающая антропогенный пресс за счет удаления
отходов и выбросов СО2
7:1 до 15:1 – отношение возмущенной территории к площади источника возмущения
Данилов-Данильян В.И. Перед главным вызовом цивилизации 2005
Замечания
1. 3 кВт/чел× 7109чел = 21 ТВт
2. 4га/чел×3,5 109чел = 140 млн кв км  350 млн кв км (пл суши ~150 млн кв км)
3. Развитые страны: 250 т сырья/чел год, 16 кВт/чел
4. Опасные отходы. Пример распространения ДДТ (Нобелевская премия, Мюллер 1948 г.)
3
Данилов-Данильян В.И.
The location of the 29 largest cities In the Baltic Sea drainage basin and their 'hidden demand' for ecosystem
support. The area of hidden demand Is Illustrated by the circles around each city. The figure does not Imply
that the cities appropriate the actual area of the circles, only that they demand this area. Due to trade
4
appropriation may take place elsewhere on Earth.
(Folke C. et al., 1997)
«Экологический след» Ecological Footprint EF
William Rees Our Ecological Footprint (co-authored with then PhD
student Mathis Wackernagel), was published in 1996
«Экологический след» выражает потребление человечеством продукции и услуг
экосистем через площадь биологически продуктивных территорий и акваторий,
которая необходима для воспроизводства возобновляемых ресурсов,
потребляемых человеком, и поглощения антропогенных выбросов CO2.
EF представляет собой инструмент, позволяющий сопоставлять потребности
человечества в ресурсах биосферы и способность биосферы к их
воспроизводству, которая определяется понятием «биоемкость». Единицей
измерения как биоемкости, так и «экологического следа» служит «глобальный
гектар» (гга) — условная единица, представляющая собой среднемировую
биологическую продуктивность 1 га. Поскольку мировая торговля носит
глобальный характер, «экологический след» отдельного человека или страны
может включать участки территории или акватории во всем мире.
В 2007 году экологический след был 2,7 гга на душу населения, в то время как
биоемкость составляла 1,8 гга на душу населения (отношение = 1,5)
В 2010 году экологический след человечества составил 2,6 гга на душу населения.
при этом общая биоемкость Земли составляла 1,7 гга на душу населения
(отношение = 1,53).
This human demand-to-planet ratio has increased 2.5 times since 1961.
5
Составляющие экологического следа
При расчете «экологического следа» учитывается три вида площадей (территорий).
1) Площадь территорий и акваторий, необходимых для производства возобновляемых
ресурсов, используемых человеком (сюда относят пастбища, леса, пашни и
рыбопромысловые зоны).
2) Площадь территорий, занятых инфраструктурой (включает транспортную инфраструктуру,
жилую застройку, промышленные сооружения и водохранилища ГЭС и др.).
3) Площадь территории суши, необходимой для компенсации производимых человеком
выбросов парниковых газов (парниковые газы пересчитывают в эквивалент СО2). Таким
образом, углеродный след представляет собой оценку площади лесов со среднемировыми
характеристиками, необходимой для поглощения той части выбросов СО2 от сжигания
ископаемого топлива, которая не была поглощена океанами (остается в атмосфере).
6
Overall perturbation of the global carbon cycle caused by anthropogenic activities,
averaged globally for the decade 2005–2014
The arrows represent emission from fossil fuels and industry (EFF), emissions from
deforestation and other land-use change (ELUC), the growth of carbon in the
atmosphere (GATM) and the uptake of carbon by the “sinks” in the ocean (SOCEAN) and
land (SLAND) reservoirs. All fluxes are in units of GtC yr-1, with uncertainties reported as
1 (68% confidence ). EFF + ELUC = GATM + SOCEAN +SLAND .
Le Quéré et al.: Global Carbon Budget 2015
Humanity's (Ecological Footprint)/(Biocapacity) ratio, 1961- 2007
1,6
1,4
Earth Policy Institute - www.earth-policy.org
Number of Earths
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1960
1970
1980
1990
2000
2010
Source: Global Footprint Network
Humanity’s Ecological Footprint exceeded the Earth’s biocapacity
by more than 50 per cent in 2008
Every year, the National Footprint Accounts use sixty-seven million data
points to document the Footprint and biocapacity of more than 230
countries and territories, as well as global trends. Since calculations are based
on a consistent United Nations data set, they can reach back as far as 1961.
8
В настоящее время для воспроизводства природных ресурсов и поддержания
“экосистемных услуг”, используемых человечеством ежегодно, необходим
потенциал не менее полутора планет Земля. Такая ситуация «перерасхода»
возможна потому, что в течение некоторого времени можно вырубать деревья
быстрее, чем они растут, вылавливать больше рыбы, чем могут воспроизводить
океаны, и выбрасывать в атмосферу больше углекислого газа, чем может
поглощаться лесами и океанами (т.е. если общее потребление человечества не
ограничивать способностью к воспроизводству ресурсов). Неизбежным и
очевидным следствием этого является возмущение природных экосистем, вплоть
до их разрушения, что приводит к росту концентрации углекислого газа в
атмосфере : в 1961 году углеродный след составлял 36% общего экологического
следа, к 2010 году его доля достигла 53%.
9
All Ecological Footprint and biocapacity data is for 2011
10
The Mediterranean Region
is a particularly salient example of the biocapacity dilemma
World
trend
Trends in the per capita Ecological Footprint (red) and biocapacity (green) of the world
(solid lines) and Mediterranean region (dashed lines).
The average Ecological Footprint of a resident of the Mediterranean region increased 37% ,
from 2.4 to 3.3 global hectares per capita, during the period 1961–2007. In the same
period, population has doubled, causing the total regional Ecological Footprint to increase
2.6 times. Moreover, the biocapacity available in the region decreased 38 per cent, from
2.1 to 1.3 global hectares per capita.
11
Отходы и океан
12
Карта течений мирового океана
The world's five major ocean gyres attract garbage - but where does it all come from?
(NOAA)
13
Формирование “мусорного пятна” в Тихом океане
14
Мировой океан катастрофически загрязнен
In 1997, Charles Moore — surfer,
scientific researcher, and sea captain —
was the first to cross upon an enormous
stretch of floating plastic debris now
called the “Pacific garbage patch.” The
patch, also described as the “Pacific
trash vortex,” is an area in the NorthCentral Pacific where tiny bits of trash,
together weighing as much as 100
million tons, have been trapped by the
currents of the North Pacific Gyre.
Институт 5 Gyres в Лос-Анджелесе 10 декабря 2014 г. представил отчет
об оценке загрязнения океана пластиковым мусором. В настоящее время
в водах мирового океана плавает около 269 тысяч тонн пластикового
мусора. Эта цифра получена на основании данных 24 морских экспедиций,
проводившихся по всему миру на протяжении последних шести лет.
В мировом океане плавает более 5 триллионов кусков пластикового
мусора —по 700 предметов на каждого ныне живущего на Земле.
5 Gyres was founded by Anna Cummins and Marcus Eriksen in 2008 15
Часто в порядке вещей считается выбрасывать мусор
прямо в ближайший водоем…
16
Свалка в океане не похожа на обычный остров, по своей консистенции она напоминает «суп» —
фрагменты пластика плавают в воде на глубине от одного до сотни метров. Кроме того, более 70
процентов всего попадающего сюда пластика опускается в придонные слои, так что мы даже в точности
не представляем себе, сколько его там может скопиться. Поскольку пластик прозрачен и залегает прямо
под поверхностью воды, то со спутника «полиэтиленовое море» увидеть нельзя. Мусор можно
заметить только с носа корабля или погрузившись в воду с аквалангом. Но морские суда бывают в этом
районе нечасто, ведь еще со времен парусного флота все капитаны кораблей прокладывали маршруты
в стороне от этого участка Тихого океана, известного тем, что здесь никогда не бывает ветра. Вдобавок
Северо-Тихоокеанский водоворот — это нейтральные воды, и весь мусор, что здесь
плавает — ничейный.
17
18
The rankings in this chart reflect the largest total amounts of plastic waste flowing
into the oceans annually, not the highest per capita amounts. For example,
Bangladesh ranks 10th overall, with 867,879 tons, but 187th per capita, at 346
pounds per person. Denmark ranks 143rd overall with 1,974 tons, but 19th per
capita, at 1,883 pounds per person.
19
Sea shame:
155 mln tons of plastic trash in world oceans by 2025
• "In 2025, the annual input would be about twice the 2010 input, or
10 bags full of plastic per foot of coastline. So the cumulative input
by 2025 would equal 155 million metric tons."
• The researchers combined data on solid waste from 192 different
coastal countries with factors such as population density and
economic status. They identified the major sources of ocean-bound
plastic and listed the 20 countries that contribute the most.
• It turned out that China was responsible for the most ocean plastic
pollution per year with an estimated 2.4 million tons, about 30 %
of the global total, followed by
Indonesia, the Philippines, Vietnam, Sri Lanka, Thailand, Egypt,
Malaysia, Nigeria and Bangladesh.
The US was the only rich industrialized nation in the top 20, and
ranking No. 20.
• Coastal EU nations combined would rank 18th.
• A study that came out last year stated that at least 88 percent of
the surface of the world’s open oceans is polluted by plastic
debris. The results were based on over 3,000 total ocean samples
collected around the world by Spain’s Malaspina science expedition
in 2010.
20
21
22
THE ANATOMY OF OCEAN CURRENTS
Fast-moving ocean currents form due to winds, differences in water temperatures,
salinity gradients across the globe, and the forces caused by the spinning Earth. Currents
stir ocean waters, but they also serve as barriers that minimize mixing between different
ocean regions, much like the blast of fast-moving air at the entrance of an airconditioned store keeps the cold inside air from mixing with the warm outside air.
This map shows how researchers from UNSW divided the entire ocean into seven regions
whose waters mix very little. The map could yield insights into the formation of giant
ocean garbage patches, as well as ocean ecology.
According to the new model, parts of the Pacific and Indian oceans are actually most
closely coupled to the south Atlantic, while another sliver of the Indian Ocean really
belongs in the south Pacific.
23