Проф. Байко Димитров Байков, д н. Основи на екологията ІІ допълнено и преработено издание София Съдържание

Интегралното понятие екологична криза включва различни промени в екологичните системи в резултат на нарушаване на хомеостазата им под въздействието на стихийни природни явления (например земетресения, вулканични изригвания, наводнения, урагани, засушавания, горски пожари и др.) или под влияние на антропогенни фактори. Екосистемите, които са резултат от продължителна еволюция, притежават основното качество на биокибернетичните системи - механизми на саморегулация и самовъзстановяване, които позволяват в определени граници на отклонения от характерните параметри да се възстанови нарушеното равновесие и нормалното функциониране на системата. Както бе посочено в предшестващия раздел, съществуват промени, дефинирани като екологична катастрофа, които са мащабни в пространствено отношение и значителни по дълбочина, при които екосистемите престават да функционират или коренно се преустройват. Екологичната криза има обратим характер, тъй като включва промени, които рядко може да се задълбочат до необратимост, т. е. до екологична катастрофа, а в повечето случаи въздействията са с такива параметри, че еволюционно формираните биокибернетични механизми позволяват да се възстановят функциите и структурата на екосистемите.

Антропоцентричният подход в отношенията „общество - природа" е причина постиженията на науката и техниката, които някои наричат научнотехническа революция, да предизвикат мащабни и трудно предсказуеми в много случаи нарушения във функционирането и структурата на екосистемите и на биосферата. Постепенно тези промени стават толкова значими, че застрашават съществуването на биологичния вид Хомо сапиенс (разумен човек). Динамиката на неблагоприятните въздействия се променя както по мащаби, така и по дълбочина на промените. Незначителните неблагоприятни въздействия на антропогенните фактори, които бързо се преодоляват благодарение на възможностите на природните биокибернетични системи да се възстановяват, в много райони на планетата се задълбочават до значими промени, които се дефинират като екологична криза с тенденция тя да прерасне в екологична катастрофа.
Антропогенни екологични кризи. Те са резултат от дисхармонията във взаимоотношенията между човечеството и природата, предизвикана от несъответствието между развитието на производителните сили и производствените отношения в човешкото общество и еволюционно формираните хомеостатични механизми на екосистемите и на биосферата. При характеризирането на предизвиканата от ан­тропогенните фактори екологична криза следва да се има предвид обективният екологичен закон, известен като „правилото на бумеранга": влиянието на изме­нената от антропогенните фактори природа нанася удари върху общественото развитие подобно на бумеранг, довежда до кризи не само в отделни региони, но може да стане причина за деструкция на екосистемите и е реален риск за здравето на човека и неговото оцеляване като биологичен вид.

Съвременната екологична криза се характеризира с опасно по мащаби замърсяване на биосферата, нарушаване на енергетиката в много региони с тенденция да се наруши топлинният баланс на цялата биосфера и рязко нарушаване на екологичното равновесие. В случая особено значимо за функционирането на би­осферата е нарушаването на кръговрата на материята и по-специално замяната на цикличните процеси с линейни, което води до натрупване на огромни количества отпадъчни продукти, които в нормално функциониращите екосистеми се разграждат от биоредуцентите. Невъзможността на биоредуцентите да разградят натрупаните в големи количества природни отпадъчни продукти или такива, които са резултат от човешката дейност, е основание да се характеризира сегашното кризисно състояние, независимо от неговата комплексност, като криза на биореруцентите.

Независимо че липсва единна класификация на екологичните кризи, те схематично могат да бъдат разгледани като глобални, регионални и локални. Повишаването на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата предизвиква глобална екологична криза, повишаването на температурата в резултат на интензивно развитие на енергетиката в някои региони е причина за регионални екологични кризи, а концентрирането на опасни отпадъци на малка територия е основа за локална екологична криза.

Съществуват различия при оценката на екологичните кризи в зависимост от дълбочината на промените в екосистемите и биосферата. Относително по-малко неблагоприятни са последиците, когато промените засягат биоценозите. Тежки и трудно възстановими са последиците, когато е променен екотопът, тъй като се променя жизнената среда на съобществото от организми, формиращи биоценозата.

Подчертани са различията и по отношение продължителността на екологичните кризи - нашествието на скакалците е кратковременна криза, докато киселинните валежи предизвикват продължаващи дълго време промени както в екотопа, така и в биоценозата.

Екологичните кризи настъпват отвън и независимо от волята на човека, но пряко засягат неговото битие. Като изключим природните екологични кризи, останалите, които са преобладаващи както по мащаби, така и по последици, са предизвикани от дисхармонията във функционирането на системата „общество -природа".
Динамиката на антропогенните екологични кризи.
1. Зона на напрегната екологична обстановка, екологично проблемна зона -това е ареалът, в пределите на който антропогенните нарушения превишават възможностите за самовъзстановяване на природните екосистеми и съществува опасност от коренно, но все още обратимо изменение на природните системи. Здравословното състояние на населението, преценено по процент на заболелите възрастни и деца, както и болните с психични отклонения, е достоверно по-високо от нормата за същия регион преди екологичната криза. Важна особеност за този етап на екологичната криза е, че не се установява статистически достоверно намаляване на продължителността на живота и по-голям процент на по-ранно инвалидизиране на хората, професионално несвързани с източниците на въздействия. Рискът е 1 антропогенна или природна катастрофа за 100 години, а за хората е смърт на 1 човек на 1 млн. население (максимална величина). Възможно е формиране на неадекватно поведение на отделни прослойки от обществото - без да е налице опасност за здравето на хората, те да реагират с реакции, които се включват в сборното понятие дистрес. Препоръчва се и се прилага в този етап икономическо компенсиране на екологичния дискомфорт.

2. Зона на екологично бедствие - ареал, в който все по-трудно продуктивните екосистеми се сменят с по-непродуктивни (процес на опустиняване). Характерната за региона стопанска дейност става неоправдана както от екологично, така и от икономическо гледище. Показателите за здравословното състояние на населението, както и честотата и времето на инвалидизиране и продължителността на живота на хората статистически достоверно са с неблагоприятни показатели в сравнение с аналогични благополучни региони. Вероятността от природни или антропогенни катастрофи е 1 събитие на 50 - 100 години, а рискът за хората - гибел на не повече от 1 човек на 100000- население.

Икономическите компенсации не са в състояние да обезщетят потърпевшите - необходими са капитални вложения и нова екологична политика.

Една от причините за съвременната, предизвикана от човешката дейност екологична криза, е увеличаването на населението, което през последните десетилетия достига мащабите на демографски взрив.

Обективнодействащ е законът на демографското насищане (Реймерс, 1995), съгласно който в глобални или регионални мащаби населението трябва да съот­ветства на капацитета на средата, т. е. на комплекса от фактори, които са необ­ходими за задоволяване на потребностите на човека. Тъй като сега това понятие включва всички потребности на човека, следва да се отбележи, че проблемите са свързани по-малко с потребностите, респективно с въздействието на човека като биологичен вид, а се дължат предимно на обществото. Когато с тревога се обсъждат проблемите, произтичащи от демографския взрив, следва да се има предвид правилото за социално-екологично равновесие: обществото се развива дотогава и в такава степен, доколкото се запазва равновесието между антропопресията върху средата и възстановяването на тази среда. До 8000 г. пр. н. е. населението на Земята не е превишавало 10 млн. човека. В началото на Новата ера е 300 млн., а след 1500 години се удвоява и достига 600 млн. През УШ и ХГХ в. нарастването на числеността на населението е 0,5 % годишно, а от 1950 до 1984 г. достига 2 % прираст всяка година и през месец юли 1996 г. е 5,8 млрд. души. По данни на ООН през периода 1990 - 2000 г. нарастването на числеността на населението е 1,5 % годишно и през 2001-та година достигна 6,2 млрд. души, а през периода 2000 2010 г. при годишен прираст 1,3 % се очаква численост 7,03 млрд. души. Следва да се подчертае неравномерността в увеличаването населението на планетата: през периода 1990 - 2000 и 2000 - 2010 г. за Африка прирастът е съответно 2,7 и 2,5 % годишно, за Северна Америка - 1,3 и 1,1 %, за Южна Америка - 1,7 и 1,4 %, за Азия - 1,6 и 1,3 %, за Европа - 0,2 и 0 % и за Океания 1,5 и 1,3 %. Ако се приеме тезата на някои демографи, че максималната численост на населението не трябва да превишава 1,3 - 1,8 млрд. души, очевидно е, че нашият общ дом, планетата Земя, е извънредно пренаселен.

По-нататъшният анализ на демографските процеси показва, че през последните десетилетия в развитите в икономическо отношение страни (с национален продукт над 750 долара годишно) прирастът е 0,6 %, а в развиващите се страни - 2 %. На

въпроса защо се увеличава населението на планетата не може да се даде едноз­начен отговор. Постиженията на медицината и особено прилагането на профилак­тични програми в развиващите се страни са причина за намаляването на детската смъртност. Подобрява се храненето на бременните и новородените, което довежда до намаляването на детската смъртност. Причините за увеличаването на населе­нието на планетата са и икономически. В развиващите се страни е изгодно из­ползването на детския труд - поради ниската производителност на труда децата представляват капитал. Например в Уганда за отглеждане на 10 - 15 говеда или 100 овце са необходими минимум 6 помощника, а най-евтин е трудът на децата.

Взривообразното увеличаване на броя на хората е само едната страна на проблема за антропогенните екологични кризи.

Другата причина за съвременната екологична криза е свързана с битието на съвременния човек. Първобитният човек, за разлика от другите бозайници, се характеризирал с голяма подвижност, като изминавал два пъти по-големи разстояния от своите „събратя" по територия. През този период хората живеели в условията на енергиен дефицит. Преходът към пасищно животновъдство и примитивно земеделие, независимо че като цяло увеличил енергийните загуби, позволил да се намали територията, от която се получават хранителни ресурси с 2-3 математически по­рядъка. Това е причина да се ограничи подвижността на човека, а според Реймерс (1995) е станало предпоставка и за формиране на обществото с характерното за него разделяне на функциите и културна специализация. Тези промени са съпътствани със съответни изменения в природата. Изгарянето на растителността, в т. ч. и на горите, за да се създадат условия за земеделие и животновъдство, замяната на климаксните екосистеми с вторични биоценози, според Реймерс (1995) са съдбоносни за бъдещето на планетата.

Следващият етап от историческото развитие на човешкото общество се характеризира с рязко намаляване на площите за прехраната на един човек, което е възможно при удвояването на разхода на енергия и по-нататъшното сукцесионно „подмладяване" на екосистемите. Богатите на видове екосистеми отстъпват място на пасищните и земеделските монокултури, при което значително намалява стабилността на екологичните системи и в частност на агросистемите. Поради ограничеността на земните ресурси възможностите за по-нататъшно „подмладяване" на еволюционно формираните екосистеми бързо се изчерпват. Проблемът за прехраната и за съществуването на човека се решава чрез рязко увеличаване на разхода на енергия (от 5 до 50 пъти, средно 20 пъти). Енергийните дотации, както ги нарича Одум (1989), са свързани с използване на изкопаеми горива. Интензивната човешка дейност в литосферата е свързана с химизацията на селското сто­панство - получаване на огромни количества ресурси, които се използват като източник на минерални торове и на някои препарати за растителна защита.

Какви са последиците от агресията на човечеството върху природата? Мнозина си спомнят призива, същността на който дълги години бе „завоюване на природата". Може ли не от гледна точка на етиката, а от позициите на обективните екологичните закони човек да бъде „завоевател на природата"?! За отговора на този въпрос ще направим кратка ретроспекция, свързана не с биологичния вид Хомо сапиенс, а с този представител на обществото, който в продължение на десетки хиляди години все повече и повече увеличава потребностите си.

Промените в битието на човека, антропоцентричният подход на база на самочувствието, че е господар на природата, разточителното използване на енергия и на суровини предизвикват промени в природата, които са причина за проблеми в съществуването на човека. Тази постоянна обратна връзка е известна като посочения вече закон за бумеранга или закон за обратната връзка човек - биосфера на Дансеро (1957). В литературата тази взаимна зависимост е позната и като закон на Комонър (1974):” нищо не се дава даром”. Комонър отбелязва: „....глобалната екосистема представлява единно цяло, в рамките на което нищо не може да бъде спечелено или загубено и което не може да бъде обект на всеобщо благополучие: всичко, което е извлечено от нея с човешки труд, трябва да бъде върнато. Плащането на този дълг не може да бъде избегнато, може да бъде само отсрочено."

Фактът, че сме длъжници на своите потомци, произтича от Закона за незаменимостта на биосферата, който е формулиран от много автори - като се започне от Вернадски и се стигне до Горошков, който пише: „Няма никакви основания да се вярва, че е възможно формирането на изкуствени съобщества, които осигуряват стабилизация на жизнената среда с такава прецизност, каквато съществува в природните съобщества. По тази причина ограничаването на природната биота в граници, превишаващи определени норми, довежда до намаляване на устойчивостта на живата природа, която не може да бъде възстановена чрез създаването на пречиствателни съоръжения и преход към безотпадъчни технологии. Необходимо е да се запази естествената природа на голяма част от земната по­върхност, а не в генни банки и нищожни по своята площ резервати и зоопаркове."

Основание за тревога е несъответствието между човешката дейност и законите, по които функционират екосистемите и особено формулирания от Дансеро (1957) закон за необратимостта на взаимодействието човек - биосфера: възобновимите природни ресурси се превръщат в невъзобновими при значими промени в средата, при значителна преексплоатация, довеждаща до масово унищожаване или крайно изтощаване, т. е. промени, които превишават възможностите на при­родните системи за възстановяване. Реймерс (1995) посочва, че взаимоотношенията между обществото и природата вече са в такава фаза. Той пише: „Съвремен­ната цивилизация и култура не осигуряват стабилни условия за съществуване на Земята нито на живота, нито на човека като биологичен вид."

Тази констатация се основава на нарушаването на правилото за мащабите на преобразуване на природните системи: при експлоатация на природните системи не трябва да се превишават определени граници, които позволяват на системите да запазят еволюционно формираните приспособителни механизми за самовъзс-тановяване (самоорганизация и саморегулация).

Причина за екологичната криза е нарушаването и на други екологични прин­ципи и закони, в резултат на неразумната човешка дейност които ще бъдат раз­гледани в следващия раздел, но тук ще маркираме някои от тях.

Един от тях е принципът на естествеността или както популярно е известен принципът на стария автомобил: продължителното функциониране на техническите системи е винаги по-ниско ефективно в сравнение с целенасоченото използване на възможностите на природните системи. Еколого-социално-икономическата ефективност на техническите системи, в основата на които е „твърдото" управление на природните системи и процеси, във времето се намалява, а разходите за тяхното поддържане (материални, трудови, финансови) се увеличават. За разлика от тези създадени от човека екотехнически системи природните функционират по принципа на „вечния двигател" и това функциониране продължава, докато степента на тяхната експлоатация (изземване на ресурси, промени и др.) не превиши възможностите за тяхното самовъзстановяване. Възниква въпросът не е ли изключително висока цената, която ще плащат нашите потомци поради факта, че ние и нашите предшественици сме пренебрегнали факта, че високият коефициент на полезно действие е илюзорна представа, резултат от непознаване на основен екологичен закон? Примерите в това отношение са много. Автотрофните организми на биосферата използват 0,2 - 0,5 % от слънчевата енергия при фотосинтезата. Математически модели показват, че теоретично този процес може да достигне 10 - 12 %, но това досега не е постигнато. Съвременната АЕЦ има коефициент на полезно действие 30 - 32 % или около 100 пъти повече от зеления лист, който осъществява фотосинтезата. Така е днес, през следващите години или десетилетия. След това идва моментът на равносметката. Докато зеленият лист продължава да функционира и да се самовъзпроизвежда, чудото на човешкия гений - атомната електроцентрала (смята се, че само две са уникалните творения на човека, които не се срещат в природата - колелото и ядреният реактор) вече не само не носи ползи на човечеството с високата си производителност, но се проявява като застрашаващ екосистемите замърсител на средата (отделя радиоактивни отпадъци, необходимост да се подменят съоръженията и т. н.), за ликвидирането на който са необходими средства, които, ако се сравнят с получените облаги, се оказва, че реалният коефициент на полезно действие е много пъти по­нисък от този на зеления лист, на тази уникална реакция от химични превръщания, осъществявани с помощта на слънчевата енергия и известни като фотосин­теза.

Една от причините за локалните екологични кризи е, че при преустройството на природните екосистеми в антропогенни и тяхната експлоатация следва да се има предвид и законът за намаляващата ефективност на Тюрго - Малтус, съвременната трактовка на който е: повишените енергийни „дотации" в агроекологичните системи не довеждат до пропорциално увеличаване на получаваните добиви от селскостопанските култури. След продължителни спорове този закон доказа своята обективност и сега се приема като азбучна истина в агроекологията.

Например енергийните дотации и енергията в получената селскостопанска продукция в САЩ през 1910 е 1:1, а през 1970 г. се променя до 1:10. Причината за ниската енергийна ефективност е замяната на ръчния труд с механичен, а естественото плодородие с енергоемки технологии, което означава, че се променя съотношението в компонентите на екосистемите, като целенасоченото потискане на популациите от консументи (неприятели по селскостопанските култури), активиране продуктивността на биопродуцентите (чрез прилагане на минерални торове, растежни стимулатори и т. н.), т. е. химически препарати, за производс­твото, транспортирането и прилагането на които се изразходва значително количество енергия.

Особеностите във взаимоотношенията „общество - природа", които се характеризират с нарушаването на изброените и още много други екологични закони и правила, са причина за тревожни последици от неразумната човешка дейност, поради което с основание се твърди, че епохата на „независимост" на човека от природата, екстензивно-експанзивното развитие на човечеството, е приключил.

Има ли основание за такова категорично твърдение? Възможно ли е да се промени потребителският мироглед на нашия съвременник?

Етапът на екстензивен прогрес на обществото се характеризира с максимално бързо пространствено разпространение на хората, за които „покоряването на природата" е свещена задача. По същество това е сукцесионно подмладяване на екосистемите, при което намалява тяхната устойчивост, увеличава се потреблението на енергия, увеличава се числеността на работоспособното население и бързото движение на стоки. Единственият критерий за оценка на развитието на обществото е печалбата, обогатяването. Религията, обичаите и юридическите закони са формирали своеобразни и обслужващи посочените по-горе критерии правила за поведението на хората както в обществото, така и по отношение на жизнената им среда. Престижът на личността или на обществената формация се определя от спечелените пари, от религиозното и политическото могъщество, от степента на обществената агресивност.

Промените в потребностите на човека, които постепенно нарастват и са една от причините за съвременната екологична криза, са посочени в предшестващите раздели. От това несъответствие произтичат екологични кризи, които според много специалисти в обозримото бъдеще ще се превърнат в екологични катаст­рофи - отначало локални, а след това и глобални.

Слънцето е основният (за 99,99 % от енергията) външен източник на енергия за биосферата. Слънчевата радиация, която достига Земята, е 173 000.10¹² вата, и е равна на енергията, която би се получила от 170 млн. големи електроцентрали.

Преди да достигне Земята, около 30 % от слънчевата енергия бива абсорбирана от атмосферата и се отразява обратно в нея от облаците и замърсителите на атмосферата. Значителна част (около 47 %) се абсорбира от земната повърхност, която се загрява, при което се загрява и въздухът в приземния слой и част от нея напуска биосферата. Средната температура на Земята се определя от баланса между енергията, постъпваща от слънцето под формата на електромагнитни въл­ни в ултравиолетовата, видимата и инфрачервената област на спектъра и неви­димите инфрачервени лъчи, излъчвани от Земята обратно в Космоса. Слънчевите лъчи проникват относително лесно през атмосферата, докато редица компоненти на въздушната обвивка на планетата поглъщат част от инфрачервените лъчи, с което намаляват охлаждането на Земята и така се явяват регулатори на земната температура. Гоеюск (1979), създател на хипотезата Гея, доказва, че животът на Земята и формираната в резултат на жизнената дейност атмосфера с „уникално високо съдържание на кислород и ниско съдържание на въглероден двуокис" е причина за благоприятния за живите организми температурен режим на Земята (средна температура 13°С). Математическите модели показват, че температурата на Земята, лишена от живот, респективно от атмосфера, с посочените особености би била 250°С с възможни отклонения от 50°С. Поради факта, че атмосферата служи като покривало, което регулира потоците топлина към Космоса и от Кос­моса, образно оприличават атмосферните газове като огромен парник, който под­държа стабилна температура на земната повърхност. Газовете, които поглъщат инфрачервените лъчи и с това регулират земната температура, се наричат парни­кови газове, а ефектът на затопляне на Земята - „парников ефект".
Познати са около 30 парникови газа, повечето от които са с природен произход.

Водните пари имат най-значим парников ефект. От достигналата до Земята слънчева енергия 23 % се изразходва за изпарение на вода и движение на водните капки. Количеството на водните пари трудно се повлиява директно от човешката дейност, но те са свързани с останалите парникови газове, тъй като при повиша­ване на температурата се повишава изпарението на вода от водните басейни.

Въглеродният диоксид (СО2) е вторият по важност компонент на атмосферата, свързан с парниковия ефект. Част от въглеродния диоксид има природен произход, но проблем представлява този, който е резултат от човешката дейност. Вследствие на нормалните биологични процеси в биосферата годишно в атмосферата се отделят 110 000 млн. т СО2. Голяма част от него се поглъща от зелените растения при фотосинтезата, а друга част се абсорбира от водоемите и най-вече от световния океан.

Съдържанието на въглероден диоксид нараства от 200 ррм в края на ледниковия период до 300 ррм през етапа на затопляне между два ледникови периода. Количеството на СО2 започва да се увеличава преди 15 000 години, като през ХХ1 в. поради интензивната човешка дейност прогнозите са само за 40 години да достигне концентрация 600 ррм. В началото на 1992 г. тя е вече 355 ррм или с 30 % повече в сравнение с предшестващите 20 години.

Съществуват и парникови газове, които са резултат от човешката дейност и не съществуват в природата.

Върху парниковия ефект оказва влияние и концентрацията на стратосферен и тропосферен озон.

. Приема се, че през настоящото столетие количеството на тропосферния озон над Европа се е удвоило.

Последиците: Ал Гор е категоричен (1995) - през последните сто години глобалната температура на атмосферата се е повишила с почти един градус. Тенденциите са още по-тревожни. През 2000 и 2001 г средната температура на планетата се е повишила с 0,4°, а на срещата на ръководителите на колективите, изучаващи глобалните промени в климата бе съобщено, че температурата в България през следващите години ще ес повишава с 0,5° на година.

Сега е известно, че затоплянето е само върхя на айсберга носещ различни неблагоприятни последици за биосферата и за човешкото съществуване.

От топенето на ледовете и затоплянето на водата към средата на следващото столетие се очаква повишаване на морското равнище с 1,20 м. Плажовете на много места ще останат под водата и бреговете ще бъдат застрашени от нашествието на морето. Изключително чувствителните на неблагоприятни въздействия преовлажнени зони (блата и плитки езера) в близост до морето ще бъдат залети от морските води, при което ще загинат много видове растения и животни.

Очаква се трайно засушаване и гибелни последици за селскостопанските култури в много райони. Засушаването през 1988 г. е засегнало 40 % от обработваемите земи на САЩ. В западните щати бушували горски пожари, които нанесли огромни щети.

През 1988 г. учените изказват предположение, че ураганът Хилберт, пътят на който започва от Карибско море и Мексиканския залив, нанесъл огромни материални щети, е последица от глобалното затопляне, тъй като е известно, че ураганите са резултат от нагряването на океанските води. Щетите от урагана “Катрина” се изчисляват на 300 млрд долара.

През 2009 г бе посочено, че промените в температурата ще бъдат съпроводени и с внезапни промени на времето, толкова внезапни, че ще е трудно да се правят дългосрочни прогнози.

Неблагоприятни са последиците и от намаляване на преходните сезони /есен и полет/, което ще бъде съпроводено със силни стресове както за растения, така и за животни.

Слънцето е основен източник на енергия за биосферата, като в спектъра на слънчевите лъчи се включва и ултравиолетова радиация (УВР). УВР е нейонизираща електромагнитна радиация с дължина на вълната от 100 до 400 нм. УВ лъчите се делят на три групи:

• УВС (ЦУС) - 200 до 280 нм

• УВБ (ЦУВ) - 280 до 320 нм

• УВА (ЦУА) - 320 до 400 нм

Лъчи с дължина на вълната под 200 нм се поглъщат от въздух с дебелина няколко сантиметра. Тази спектрална част се нарича вакуумна УВ област.

От значение за запазването на живота на Земята е екранирането на УВР с дължина на вълната до 280 нм, които имат смъртоносно въздействие както за живеещите на сушата организми, така и за обитателите на световния океан. Земните организми са предпазени от тази опасна за съществуването им радиация от озоновия екран или озоновия щит - триатомни молекули кислород, 90 % от които се формира в стратосферата (на височина 20 - 60 км от земната повърхност) - своеобразен филтър, който не пропуска УВР с дължина на вълната под 280 нм.

Озонът има и друга важна роля във високата атмосфера. Поглъщайки ултра­виолетовите лъчи, той се нагрява от енергията, която те носят, и температурата на нивото, където се намира, се оказва значително по-висока, отколкото непос­редствено под него. Образуваният по този начин устойчив атмосферен слой се нарича стратосфера. Именно в този слой се наблюдават измененията, които будят тревога. В резултат на все по-пълното изясняване на химичните реакции, които създават и разрушават озона, става ясно, че сравнително малки количества от някои вещества, ако попаднат в стратосферата, могат да променят тези реакции, а оттам и количеството на озона в нея. Едно от веществата, което се оказва активен катализатор за превръщането на озона в кислород, е хлорът, а неговата концентрация в стратосферата непрекъснато се увеличава. Ал Гор (1995) пише, че „днес всеки жив човек с всяко вдишване поема 600 % повече хлорни йони, отколкото Мойсей или Мохамед. Също като киселина хлорът прегаря дупка в предпазния озонов щит над Антарктида и предизвиква изтъняване на озоновия слой над целия свят."

Озонът се създава непрекъснато през светлата част на денонощието в резултат от реакции, предизвикани от силното слънчево лъчение. От друга страна, част от него непрекъснато се разрушава вследствие на взаимодействието му с различни химични вещества, които са естествени примеси в стратосферата. При това, докато производството почти не се променя, разпадането расте с увеличаване на общото количество на озона. А това количество се увеличава дотогава, докато разпадането се увеличи с производството, т. е. докато се достигне до относително равновесие. Ако обаче в стратосферата се внесе някакво ново вещество, примерно хлор, който служи като катализатор при разрушаването на озона, но не и при образуването му, ще трябва да се установи ново равновесие, при което озонът ще бъде по-малко, отколкото преди. И ако този нов примес е много ефективен ка­тализатор, какъвто е хлорът, много малко количество от него е в състояние да предизвика съществени промени в озоновия слой. Внасянето на катализатори в стратосферата намалява общото количество на озона в нея.
Хлорофлуоровъглеводородите (или фреони) СРС съдържат въглерод, флуор и хлор, а понякога и водород. Две от тези вещества, СРО-11 и СРО-12, са се оказали удобни за редица цели и в момента в света са произведени над 20 млн. т от тях. Почти цялото произведено количество от тях все още е неразградено, като част от него вече представлява замърсител на атмосферата, а друга част е потенциален замърсител, тъй като все още се ползва за различни производствени цели. Онези молекули, които достигат до стратосферата, се оказват подложени на въздействието на интензивното ултравиолетово лъчение, в резултат на което се разцепват и се отделя хлор. След това хлорът влиза в ролята на катализатор в реакциите, които унищожават озона.

Установено е, че хлорът не е единственото вещество, което ускорява разрушаването на озона - по-ефективен от него е бромът, а той вече се открива във въздуха като съставна част в халоните.

Книгата на Роун „Озоновата криза - петнадесетгодишна еволюция на неочаквана глобална опасност" (1993) е хронология на този глобален проблем.

Сравнително доскоро съединенията ХфВ бяха смятани за идеални промишлени химически продукти, защото те са нетоксични, невъзпламеняеми и високо стабилни. От създаването им през 1928 г. те се използват като охлаждащи агенти в хладилници и климатични инсталации, пълнители на аерозолни пулверизатори, вещества за почистване на компютърни чипове и съставки за производство на пенокаучук и на полиестерни опаковъчни материали. Първите данни за вредното им въздействие върху природната среда се появяват в края на 60-те години, когато английският химик Джеймс Лъврок разработва устройство за откриване на съединенията ХфВ във въздуха. За голямото негово учудване едно от тези устройства, инсталирано на кораб, плаващ във водите на южното полукълбо, открива в атмосферата следи от ХфВ далеч от каквито и да било големи промишлени и населени центрове. Очевидно, попаднали веднъж в атмосферата, тези съединения не се разграждат. Те вероятно се разпространяват равномерно из цялата атмосфера, смесвайки се с други молекули на въздуха.

През 1985 г. неочакваното откритие на „дупка" в озоновия слой над Южния полюс отново поставя въпроса на дневен ред. Учените от състава на английската антарктическа експедиция отбелязват над 40 % намаляване на озоновия слой всеки септември и октомври, започвайки от 1977 г. Най-обезпокоителното е, че получените от спътника данни свидетелстват за ежегодно разширяване на „дупката", разпространяваща се вече до бреговете на Южна Америка."

Има данни за изтъняването на озоновия слой и в северното полукълбо. Публикувано е през 1988 г. изследване на над 100 учени от Съединените щати и някои експерти на ООН, в което са анализирани данните за озона, получени чрез спътникови и наземни измервателни инструменти. Доказва се, че атмосферният озон в района между 30 и 60 градуса с. ш. (ивица, в която се намират най-гъстонаселените области в Съединените щати, Канада, Европа, Русия, Китай и Япония) е намалял през последните 17 години с 1,7 до 3,0 %. Учените днес, общо взето, подкрепят теорията, че причинителите за това намаляване са промишлените химични вещества.

Тъй като съединенията ХфВ остават в атмосферата в продължение на десетилетия, разрушителното им въздействие върху озона ще продължи дълго след като Монреалският договор влезе в сила. Някои учени и еколози смятат, че световната общност трябва да приеме допълнение към договора, което да предвижда преразглеждането му в случай, ако бъде доказано, че той не е достатъчен за опазването на озоновия слой. Лий М. Томас, администратор на Агенцията за опазването на природната среда на САЩ, казва, че резултатите на едно ново изследване са обсъдени по време на проведената през 1990 г. конференция за състоянието на озоновия слой. „Но най-важната първа стъпка - подчертава Томас, е ратифицирането на Монреалския договор от необходимия брой държави, за да се превърне той в международно правен документ."

Многостранни са неблагоприятните последици на УВР върху биосферата.

Несъответствието между интензивността на природно-еволюционния процес, който протича бавно, и социално-икономическото развитие на човечеството, ко­ето е изключително бърз процес, може да стане причина при неуправлявани или некомпетентно управлявани взаимоотношения в системата „човек-природа", за локални и регионални екологични кризи, финалът на които е деградация на природните и антропогенни екосистеми и на биосферата. Например през последните две десетилетия икономиката бележи ръст в света с 5 - 6 % годишно, а неблагоприятното влияние на обществото върху природата се удвоява на всеки 13,5 години. За последните 35 години, през които числеността на населението се е увеличила 2 пъти, неблагоприятните изменения в природата са нараснали 6 пъти. Увеличаването на някои производства и по-конкретно на органичните ве­щества в химическите предприятия с 9 % годишно е предизвикало деградационни промени в околната среда, които са около 12 пъти по-значими от увеличаването на производството. Тревожни са данните и за дисонанса между степента на увеличаване на хранителните ресурси и неблагоприятните промени върху жизнената среда: за периода 1951-1966 г. е регистрирано нарастване на производството с 34 %, което е съпроводено с увеличаване на използваните фосфорни торове със 75 %, на азотни торове с 14 %, на пестициди с 300 %. За съжаление тази химизация не корелира с повишаването на плодородието на почвата. Данни за баланса на азота, получени с помощта на изотопа ¹⁵М показват, че при полеви условия рас­тенията усвояват 40 % от внесения азот и само в изключителни случаи 60 - 70 %, а останалото количество замърсява въздуха, водите и почвата. Превръщането на естествения биологичен цикъл на азота в агрогеохимичен, цели да се повиши продуктивността на селскостопанските култури, да допринесе за решаването на проблема за прехраната на населението. Натрупаният опит показва, че негативен елемент в реализацията на тази идея е повишаването на концентрацията на амонячен и нитратен азот до токсични равнища, които довеждат до специфични заболявания при хората, в т. ч. и ракови заболявания, и нарушаване на наследствения апарат, респективно появата на уродства. Съгласно препоръките на СЗО допустимото количество нитрати, внасяни в човешкия организъм за денонощие, е 500 мг. Известно е, че в нашата страна много обработваеми земи са с високо съдържание на азот, много от питейните води или водите за напояване съдържат нитрати, които многократно превишават пределнодопустимите.