Введение

Понятие и основные виды антропогенных воздействий

Общее понятие экологического кризиса

История антропогенных экологических кризисов

Пути выхода из глобального экологического кризиса

Заключение

Используемая литература и источники

Введение

С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества – как органического, живого, так и минерального, костного.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом.

Понятие и основные виды антропогенного воздействия

Антропогенный период, т.е. период, в котором возник человек, является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете. А если вспомнить о непродолжительности времени существования человека по сравнению с жизнью планеты, то значение его деятельности предстанет еще яснее.

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.

Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.

К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее в течение миллиардов лет.

Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д.

К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

Рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

Рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания

территорий;

Деградация основных компонентов биосферы, снижение способности

природы к самоподдержанию;

Возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

Сокращение биологического разнообразия;

Возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и

техногенных катастроф;

Недостаточный уровень координации действий мирового сообщества

в области решения экологических проблем.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды.

Антропогенные воздействия можно разделить на разрушительные, стабилизирующие и конструктивные.

Разрушительное (деструктивное) - приводит к утрате, часто невосполнимой, богатств и качеств природной среды. Это охота, вырубка и выжигание лесов человеком – Сахара вместо леса.

Стабилизирующее - это воздействие целенаправленное. Ему предшествует осознание экологической угрозы конкретному ландшафту - полю, лесу, пляжу, зеленому наряду городов. Действия направляются на замедление деструкции (разрушения). Например, вытаптывание пригородных лесопарков, уничтожение подроста цветущих растений можно ослабить, разбивая дорожки, образуя места для короткого отдыха. В сельскохозяйственных зонах проводят почвозащитные мероприятия. На городских улицах высаживают и высеивают растения, устойчивые к действию транспортных и промышленных выбросов.

Конструктивное (например, рекультивация) – действие целенаправленное, его результатом должно стать восстановление нарушенного ландшафта, например лесовосстановительные работы либо воссоздание искусственного ландшафта на месте безвозвратно утраченного. Примером может служить очень трудная, но необходимая работа по восстановлению редких видов животных и растений, по облагораживанию зоны горных выработок, свалок, превращению карьеров и терриконов в зеленые зоны.

Известный эколог Б.Коммонер (1974) выделил пять, по его

мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

Упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

Концентрация рассеяной энергии в виде теплового загрязнения;

Рост ядовитых отходов от химических производств;

Введение в экосистему новых видов;

Появление генетических изменений в организмах растений и

животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит

целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно во имя достжения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер после действия. Например, к этой категор воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного

воздействия человека на биосферу является загрязнение. Загрязнение называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасно для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.) теплоэнергетика, транснорм, сельскохозяйственное производство и др. технологии.

Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такие проекты преобразования природной среды, о которых еще сравнительно недавно не смел и мечтать.

Общее понятие экологического кризиса

Экологический кризис - особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Основные причины кризиса:

Биотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов (например, увеличение температуры или уменьшение количества дождей).

Биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (или популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или из-за перенаселения.

Под экологическим кризисом в настоящее время понимают критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных – отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Понятие глобального экологического кризиса сформировалось в 60 – 70 годы ХХ века.

Революционные изменения в биосферных процессах, которые начались в XX веке, привели к бурному развитию энергетики, машиностроения, химии, транспорта, к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Кризис может быть глобальным и локальным.

Становление и развитие человеческого общества сопровождались локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно, как тень, сопровождали негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам.

Но ранее имели место локальные и региональные кризисы, поскольку само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер, и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху.

Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным. Решение этой проблемы можно достигнуть только минимизацией загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым экосистемы будут в состоянии справиться самостоятельно.

В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

Сейчас уже очевидно для всех, что экологический кризис - понятие общеглобальное и общечеловеческое, касающееся каждого из населяющих Землю людей.

Последовательное решение насущных экологических проблем должно привести к снижению негативного воздействия общества на отдельные экосистемы и природу в целом, включая человека.

История антропогенных экологических кризисов

Свидетелями первых великих кризисов - возможно, самых катастрофических - были только микроскопические бактерии, единственные обитатели океанов в первые два миллиарда лет существования нашей планеты. Одни микробные биоты погибали, другие - более совершенные - развивались из их остатков. Около 650 миллионов лет назад в океане впервые зародился комплекс крупных многоклеточных организмов - Эдиакарская фауна. Это были странные мягкотелые существа, непохожие ни на кого из современных обитателей моря. 570 миллионов лет назад, на рубеже протерозойской и палеозойской эр, эта фауна была сметена очередным великим кризисом.

Вскоре сформировалась новая фауна - кембрийская, в которой впервые основную роль стали играть животные с твердым минеральным скелетом. Появились первые рифостроящие животные - загадочные археоциаты. После короткого расцвета археоциаты бесследно исчезли. Только в следующем, ордовикском периоде начали появляться новые рифостроители - первые настоящие кораллы и мшанки.

Еще один великий кризис наступил в конце ордовика; затем еще два подряд - в позднем девоне. Каждый раз при этом вымирали самые характерные, массовые, господствующие представители подводного мира, в том числе рифостроители.

Крупнейшая катастрофа произошла в конце пермского периода, на рубеже палеозойской и мезозойской эр. На суше тогда произошли сравнительно небольшие перемены, но в океане погибло почти все живое.

Всю следующую - раннетриасовую - эпоху моря оставались практически безжизненными. В раннетриасовых отложениях до сих пор не обнаружено ни одного коралла, а такие важные группы морских обитателей, как морские ежи, мшанки и морские лилии представлены мелкими единичными находками.

Только в середине триасового периода подводный мир начал понемногу восстанавливаться.

Экологические кризисы случались как до появления человечества, так и во время его существования.

Первобытные люди жили племенами, занимались собирательством плодов, ягод, орехов, семян и другой растительной пищи. С изобретением орудий труда и оружия они стали охотниками и начали употреблять мясную пищу. Можно считать, что это был первый в истории планеты экологический кризис, поскольку началось антропогенное воздействие на природу - вмешательство человека в естественные трофические цепи. Иногда его называют кризисом консументов. Однако биосфера выдержала: людей было еще мало, а освободившиеся экологические ниши заняли другие виды.

Следующим шагом антропогенного воздействия было одомашнивание некоторых видов животных и выделение пастушеских племен. Это было первое историческое разделение труда, которое давало людям возможность более стабильно, по сравнению с охотой, обеспечивать себя пищей. Но одновременно преодоление этой ступени эволюции человека было и следующим экологическим кризисом, поскольку одомашненные животные вырывались из трофических цепей, их специально охраняли, чтобы они давали больший, чем в естественных условиях, приплод.

Около 15 тыс. лет назад возникло земледелие, люди перешли к оседлому образу жизни, появились собственность и государство. Очень быстро люди сообразили, что наиболее удобным способом очистки земель от леса для распашки было выжигание деревьев и прочей растительности. К тому же зола является хорошим удобрением. Начался интенсивный процесс обезлесения планеты, который продолжается и поныне. Это был уже более крупный экологический кризис - кризис продуцентов. Стабильность обеспечения людей пищей возросла, что позволило человеку преодолеть действие ряда лимитирующих факторов и выиграть в конкурентной борьбе с другими видами.

Примерно в III веке до н.э. в древнем Риме возникло поливное земледелие, изменившее гидробаланс естественных водных источников. Это был очередной экологический кризис. Но биосфера снова выстояла: людей на Земле все же было сравнительно мало, а площадь поверхности суши и число пресноводных источников было еще довольно велико.

В ХVII в. началась промышленная революция, появились машины и механизмы, которые облегчили физический труд человека, однако это привело к быстро возрастающему загрязнению биосферы отходами производства. Однако биосфера все еще имела достаточный потенциал (его называют ассимиляционным), чтобы противостоять антропогенным воздействиям.

Но вот пришел ХХ век, символом которого стала НТР (научно-техническая революция); вместе с этой революцией ушедший век принес и небывалый ранее глобальный экологический кризис.

Экологический кризис ХХ в. характеризует колоссальный масштаб антропогенного воздействия на природу, при котором ассимиляционного потенциала биосферы уже не хватает для его преодоления. Нынешние экологические проблемы имеют не национальное, а планетарное значение.

Во второй половине ХХ в. человечество, которое до сих пор воспринимало природу только как источник ресурсов для своей хозяйственной деятельности, постепенно начало осознавать, что дальше так продолжаться не может и надо что-то предпринимать для сохранения биосферы.

Пути выхода из глобального экологического кризиса

Анализ экологического и социально-экономической обстановки позволяет выделить 5 основных направлений выхода из глобального экологического кризиса.

Экология технологий;

Развитие и совершенствование экономики механизма

охраны окружающей среды;

Административно-правовое направление;

Эколого-просветительное;

Международно-правовое;

Все компоненты биосферы охранять надо не по отдельности, а в целом как единую природную систему. Согласно Федерального закона об «охране окружающей среды» (2002г.) основными принципами охраны окружающей среды является:

Соблюдение прав человека на благоприятную окружающую среду;

Рациональное и не расточительное природопользование;

Сохранение биологического разнообразия;

Платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде;

Обязательное проведение государственной экологической экспертизы;

Приоритет сохранения естественных экосистем природных ландшафтов и комплексов;

Соблюдение прав каждого на достоверную информацию о состоянии окружающей среды;

Важнейшим природоохранным принципом является научно – обоснованное сочетание экономических, экологических и социальных интересов (1992г.)

Заключение

В заключении можно отметить, что в процессе исторического развития человечества менялось, его отношение к природе. По мере развития производительных сил шло все большее наступление на природу, ее покорение. По своему характеру такое отношение можно назвать практически-утилитарным, потребительским. Это отношение в современных условиях проявляется в наибольшей степени. Поэтому дальнейшее развитие и социального прогресса настоятельно требует гармонизации отношений общества и природы за счет уменьшения потребительского и возрастания рационального, усиления этического, эстетического, гуманистического к ней отношения. А это возможно благодаря тому, что, выделившись из природы, человек начинает к ней относиться также и этически, и эстетически, т.е. любит природу, наслаждается и восхищается красотой и гармонией природных явлений.

Поэтому воспитание чувства природы, является важнейшей задачей не только философии, но и педагогики, решать которую следует уже с начальной школы, ведь приобретенные в детстве приоритеты в будущем проявят себя в качестве норм поведения и деятельности. А значит, появляется больше уверенности в том, что человечество сможет достичь гармонии с природой.

И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире взаимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда.

Используемая литература и источники

А.А. Мухутдинов, Н.И. Борознов. "Основы и менеджмент промышл. экологии" “Магариф”, Казань,1998

Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. С.-Пб., 2000

интернет – сайт: mylearn.ru

интернет – сайт: www.ecology-portal.ru

www.komtek-eco.ru

Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Концептуальная экология. М., Экология, 1994

воздействия на окружающую среду и их последствия проанализированы на примере опытного участка...

Развитие продуктивных сил и антропогенное влияние на окружающую среду

Реферат >> Экология

2 Развитие производительных сил и антропогенное воздействие на окружающую среду В конце ХХ ст. сохранение среды обитания людей стало...

Объективная оценка последствий антропогенной деятельности возможна лишь при рассмотрении природной среды как сложной системы , развивающейся по свои законам, которые должны учитывать человеком в его деятельности.

Системный взгляд на природную среду отражается в понятии биосфера (которым обозначается область существования жизни на Земле).

По определению В.И. Вернадского биосфера включает в себя компоненты неживой природы:

· Литосферу (верхний слой земной коры)

· Атмосферу (ее нижний слой)

· Гидросферу (водную оболочку)

А так же важнейший элемент – совокупность живых организмов («живое вещество» - по Вернадскому) – мощный фактор воздействия на неживую природу и ее преобразования

Биосфера – динамическая система , в которой происходит непрерывное перемещение вещества. В то же время она обладает определенной устойчивостью - способна к саморегулированию и сохранению своей структуры при изменении внешних условий.

Для биосферы характерным является не просто поступательное перемещение вещества, а круговорот веществ , т.е. циклический процесс обмена веществом между различными компонентами биосферы в результате совокупности химических и биохимических превращений.

Круговорот совершают все химические элементы. Эти процессы не изолированы друг от друга, частично перекрываются и согласованы (сбалансированы) меду собой. Существование множества согласованных циклических процессов обмена химическими элементами между различными компонентами биосферы и обуславливает ее устойчивость к воздействиям внешних возбуждающих факторов, е числу которых относится и человеческая деятельность.

Можно выделить 2 основных аспекта (вида) антропогенного воздействия на окружающую среду, сопровождающаяся негативными последствиями.

1. Поступление в окружающую среду химических веществ, чуждых природе, несвойственных живым организмам (является результатом органического синтеза - ксенобиотиков).

Последствия поступления в ОС синтезированных человеком веществ может быть разнообразным. Ряд веществ – ксенобиотиков – несут прямую угрозу живым организмам, в первую очередь высшим, поскольку являются сильными ядами для них (пестициды, ПХБ). Другие вещества (химически не опасные для живого) в ОС так же могут привести к пагубны последствиям – прекрасная иллюстрация ФХУ, которые первоначально казались абсолютно безвредными для ОС, но в конечном итоге привели к такой ситуации (нарушение озонового слоя), что жизнь на Земле в определенной мере оказалась под угрозой. Отсюда задача науки ХОС – оценка поведения этих веществ в ОС, влияние их на природные процессы.

2. Изменения в природных круговоротах в результате добавления или удаления присутствующих в них химических веществ в ходе человеческой деятельности, что влияет на устойчивость биосферы.

Природные круговороты претерпевают неестественные изменения. Но естественные изменения в природной среде происходят так медленно, что для всего живого сохранятся возможность приспособится генетически к этим изменениям. Человек ускоряет движение лишних веществ, так что возможно нарушение цикличности. В результате в одних местах возможен избыток, в других недостаток того или иного вещества. При антропогенном вмешательстве для такого приспособления времени и шансов мало и последствия могут быть весьма существенными.

Хозяйственная деятельность затрагивает не один какой либо природный круговорот, а все без исключения. Отсюда следует, что одной из важных задач науки ХОС является тщательный анализ природных круговоротов отдельных химических элементов с целью выявления антропогенных нарушений в них и оценки последствий этих нарушений.

Учитывая это, рассмотрим круговороты основных биогенных элементов (составляющих основу живых организмов) С, О, N, P, S в биосфере и попытаемся оценить изменения в этих эволюционно сложившихся круговоротах, вызванных человеком и возможные последствия этих изменений.

КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В ПРИРОДЕ

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ

В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Круговорот углерода

Углерод составляет основу всех жизненных процессов в организмах он же в огромных масштабах вовлекается в хозяйственную деятельность. Таким образом круговорот С – весьма удобный объект для анализ проблем, вызванных антропогенным воздействием на круговорот веществ в природе.

Резервуарами углерода, участвующего в круговороте, являются все геосферы – атмосфера, гидросфера, литосфера. Масса углерода в этих резервуарах соотносится примерно как 1:50:1300.

В атмосфер е практически весь углерод содержится в форме СО 2 . В гидросфере (главным образом в океанах – основном резервуаре гидросферы) углерод присутствует в преимуществен но в неорганической форме - в виде НСО 3 - - (на долю органического углерода приходится около 2% от общей массы).

Наибольшее количество углерода в целом (и СО 2) сосредоточено в литосфере . Однако углерод литосферы медленно вовлекается в естественные биохимические процессы, таки образом биохимический цикл углерода преимущественно охватывает атмосферу и гидросферу.

Самый важный компонент природного цикла углерода – газообразный СО 2 , таким образом рассматривая цикл углерода, естественно рассматривают прежде всего СО 2 и процессы с его участием.

Круговорот С в биосфере (биогеохимический цикл) можно представить схемой (рис 1 раздатка):

СО 2 , находящийся в атмосфере, является основным источником наращивания биомассы (при действии организмов - продуцентов). В процессе фотосинтеза СО 2 превращается в углеводы, которые затем в процессах биосинтеза превращаются в белки и т.п. (благодаря организмам-консументам, синтезирующим разнообразные вещества).

Часть С в виде СО 2 в процессе дыхания живых организмов возвращается в атмосферу. При микробиологическом разложении органических веществ погибших организмов СО 2 также возвращается в цикл и он (цикл) таким образом замыкается.

Очень важную роль в круговороте углерода играет газообмен между атмосферой и гидросферой (водами мирового океана). Растворенный в воде СО 2 частично потребляется фитопланктоном, расходуясь на фотосинтез, и затем высвобождается в результате деятельности деструкторов, т.е. включается в круговорот. Океаническая вода содержит значительные количества ионов Са 2+ и Mg 2+ . При растворении СО 2 в морской воде образуется карбонатная система, которая описывается равновесием:

Это равновесие зависит от парциального давления СО 2 в атмосфере и от температуры. Концентрация СО 2 в поверхностных слоях воды является равновесной в его одержанием в атмосфере при заданных условиях (). При повышении концентрации СО 2 в атмосфере повышается его содержание в морской воде и происходит сдвиг равновесия в сторону образования бикарбонатов. При снижении концентрации СО 2 в атмосфере возможна дегазация вод океана, сопровождающаяся выделением СО 2 . Таки образом мировой океан играет роль своеобразного буфера, сглаживающего колебания содержания СО 2 в атмосфере.

Биосферный цикл углерода замкнут не полностью, т.е. не весь углерод, вовлекаемый в фотосинтез, возвращается в цикл. Часть углерода выводится из биосферы в своеобразные биологические тупики:

1. осаждается в виде карбонатов (в водной среде) из которых формируются осадочные породы;

2. накапливаются в виде гумуса в почве и торфа, формирующихся из остатков погибших растений и животных организмов, или в виде донных отложений (органический углерод гумуса в силу особенности строения не может быть использован живыми организмами – геополимеры гумуса устойчивы к микробиологическому разложению);

3. накапливаются в виде органического углерода ископаемых топлив, формирующихся в определенных условиях.

Естественными процессами, обусловливающими пополнение цикла углерода углекислым газом является вулканическая деятельность, лесные пожары, дегазация мантии Земли. Наряду с ними к дополнительному внесению СО 2 в цикл является и хозяйственная деятельность. Именно это является главным фактором вмешательства хозяйственной деятельности в естественный круговорот углерода.

Деятельность человека сопровождается интенсивным возвращением в круговорот С запасов углерода, находящихся в природных залежах. (т.е. временно выключенных из круговорота)

· прежде всего в результате сжигания органического топлива, что приводит к поступлению в атмосферу колоссальных количеств CO 2

· значительный аналогичный вклад вносит металлургия, производство строительных материалов (цемента: )

· дополнительное количество СО 2 поступает в атмосферу, например при выпадении кислотных дождей в районах с карбонатными породами, при сельскохозяйственных мероприятиях по известкованию почв.

По некоторым оценкам ежегодное поступление СО 2 в атмосферу в результате хозяйственной деятельности примерно в 100 раз превышает его поступление вследствие геологических процессов и составляет до 10% биогенного потока СО 2 в атмосферу.

Есть ряд природных факторов, способствующих связыванию СО 2 и препятствующих накоплению СО 2 в цикле.

· Рост биомассы

· Образование гумуса в почвах

· Усиление процесса выветривания минералов ведущих к образованию карбонатов

· и главный фактор – поглощение избыточного СО 2 мировым океаном.

Однако антропогенное давление на ОС в настоящее время таково, что баланс СО 2 нарушен, его содержание непрерывно увеличивается - прирост за последние 100 лет около 15% и темпы растут.

В тоже время накопление СО 2 в атмосфере способно существенно повлиять на климат, т.е. масштабы и тепы использования ископаемого топлива несут серьезную угрозу глобальных изменений климата, последствия которых трудно оценить, но по общему мнению – они отрицательны для развития цивилизации.

Круговорот кислорода. Фотосинтез.

В процессах составляющих основу круговорота О 2 участвует кислород, присутствующий в атмосфере.

В атмосфере содержится 1,2*10 15 тонн О 2 . Главный источник кислорода – фотосинтез, который дает около 2,5*10 11 тонн/год. Другой источник – фотодиссоциация молекул Н 2 О дает примерно 2*10 6 тонн О 2 в год, т.е. на несколько порядков меньше.

Свободный кислород будучи окислителем участвует в геохимических процессах окисляя восстановленные формы элементов

Окисление органических веществ(СН 4), N 2 в сумме не более 1% от общего расхода.

Основная масса О 2 используется для обеспечения:

1. жизнедеятельности (дыхание)

2. микробиологической деструкции органических веществ

3. очень небольшую долю составляет расход О 2 в производственных процессах (сжигание топлива, технологические процессы).

Таким образом образование и потребление О 2 происходит практически в замкнутом цикле фотосинтеза и деструкции органического вещества в биосфере и цикл О 2 можно представить простой схемой (рис 2 раздатка).

Фотохимические процессы составляют основу круговорота О 2 и его соединений (Н 2 О, СО 2). Они протекают в фотосинтезирующих организмах – растениях. Фотосинтезирующие организмы составляют около 90% биомассы всех живых организмов на Земле, общая же биомасса животных примерно 0,1% биомассы растений, таки образом вклад животных в биологический круговорот О 2 пренебрежимо мал в сравнении с вкладом автотрофных растений и микроорганизмов.

Источником фотосинтетического О 2 являются континентальная и морская растительность. Причем почти половину его общего количества (по разны источникам от 30 до 50%) образуется за счет фитопланктона (микроскопических водорослей), содержащегося в верхних слоях вод морей и океанов, хотя биомасса фитопланктона существенно меньше биомассы континентальной растительности.

Фотосинтез – процесс образования глюкозы из двух простых соединений Н 2 О и СО 2 , протекающий при освещении под действием катализатора, которым является хлорофилл, содержащийся в клетках листьев зеленых растений или водорослей. Суммарная химическая реакция процесса фотосинтеза выражается уравнением:

Глюкоза служит исходным материалом для формирования растений

По-существу, фотосинтез, - процесс преобразования энергии солнечного излучения в химическую энергию (протекающей с достаточно высокой эффективностью ~ 5 %)

Фундаментальный процесс запасания солнечной энергии в виде химической при фотосинтезе – окисление воды до О 2

Эта реакция – 1-ый этап фотосинтеза, требующий освещения.

Второй процесс (темновая) стадия синтеза органического вещества – восстановление СО 2 до уровня глюкозы

Суммарная реакция:

Где под подразумевается 1/6 часть глюкозы.

Фотосинтез протекает во фрагментах клетки, которые называются хлоропласты – в их структурах содержаться фотосинтетические пигменты, основным из которых является хлорофилл.

Хлорофилл представляет собой порфириновую систему, основой которой является пиррольный цикл.

Механизм фотосинтеза имеет сложную природу и еще до конца не ясен. В общем виде механизм выглядит следующим образом:

При поглощении солнечного излучения (хлорофилл поглощает главным образом синий – 450 нм и красный 650 нм свет) молекулы Chl переходят в возбужденное состояние:

Энергия возбуждения по цепи сопряжения передается в реакционный центр хлоропласта (включающий до 300 молекул пигмента). В реакционных центрах образуются катион-радикалы димера хлоропласта (Chl 2 +), лоторые окисляют воду в 4-х электронном процессе (реакция 1) (). Т.е. энергия активированных молекул хлорофилла расходуется на окисление воды до О 2 и восстановление СО 2 .

Важную роль при это играет, как полагают, Mn, который является непосредственным окислителем.

Формальная схема фотокаталитического окисления воды выглядит следующим образом:

Первоначально Mn окисляется катион-радикалом димера Chl 2 + , затем Mn 4+ непосредственно окисляет воду.

Скорость фотосинтеза (R) зависит от интенсивности света. Влияние этого фактора отражает следующая зависимость:

В темноте скорость фотосинтеза = 0, затем по мере увеличения интенсивности R возрастает линейно и затем форм зависимости меняется и при некоторой интенсивности R достигает максимального значения (R max), величина которого зависит от соотношения парциальных давлений и в атмосфере. В ясный день интенсивность света может достигать 3,3дж/см 2 мин, что обеспечивает максимальную скорость фотосинтеза (R max). В пасмурный день освещенность может снижаться примерно в 5 раз, а скорость фотосинтеза лишь наполовину.

Как видно из представленной зависимости, чтобы вызвать существенное изменение скорости фотосинтеза и соответственно снижение количества поступающего в атмосферу кислорода, нужно очень существенное уменьшение интенсивности света. Такой случай по естественным причинам маловероятен (разве что какая либо гипотетическая катастрофа типа падения на Землю гигантского астероида, взрыв которого в плотных слоях атмосферы) мог бы вызвать образование мощных пылевых облаков над всей территорией Земли. Аналогичные катастрофические последствия могла бы вызвать глобальная ядерная война.

Существенную угрозу для фотосинтеза представляет розливы нефти и нефтепродуктов в мировом океане. Как отмечалось, очень важную роль в снабжении атмосферы кислородом играет фитопланктон. При разливах нефтепродуктов образуется такая углеводородная пленка на поверхности воды, препятствующая газообмену с атмосферой и естественно нарушающая процесс фотосинтеза. На баланс О 2 в атмосфере в определенной степени может влиять сельскохозяйственная деятельность, а именно распашка земель, занимаемых лесами, т.е. уменьшение площадей, занимаемой фотосинтезирующей наземной растительностью (и аналогичные по последствия действия).

Однако в настоящее время нет непосредственных признаков нарушения цикла кислорода. Запасы кислорода достаточно велики: на 1 м 2 земной поверхности приходится около 60000 моль О 2, расход на дыхание всего 8 моль/1 м 2 поверхности в год. Если мы сожжем все известные запасы ископаемого топлива, то используем всего лишь 3% имеющегося О 2. Проблемы могут возникнуть из-за тех последствий антропогенной деятельности, которая сопровождается уничтожение лесов, разрушение почвенного покрова, гибели фитопланктона из-за загрязнения океанических вод нефтепродуктами.

Круговорот азота

Азот в той или иной форме присутствует во всей биосфере. Это важнейший биогенный элемент, входящий в состав биомолекул живых организмов – белков (где его доля до 16-18%), нуклеиновых кислот, хлорофилла, гемоглобина. Азот – основной компонент биосферы (его содержание ~ 79 %) В гидросфере содержание азота во всех химических формах в среднем 5*10 -5 моль/л.

Газообразный N 2 служит основным резервом для круговорота азота. При этом в глобальном биогеохимическом цикле азота ведущая роль принадлежит массообмену между атмосферой и почвой, где азот связан с живым органическим веществом, органическим остатком или гумусом. Большинство биологических форм не усваивает молекулярный азот, для того чтобы свободный азот атмосферы мог быть использован в биологических процессах, он должен быть превращен в органические (карбамид, аминокислоты, белки) или неорганические соединения (NH 3 , аммонийные соли, нитраты), т.е. химически связан в какие то соединения. Это химическое связывание (фиксация) возможно физико-химическим способом (1) либо биологически путем (2) причем биологический способ играет главную роль в вовлечении свободного азота в круговорот.

1) небиологическая фиксация N 2 (N N) в естественных условиях происходит:

а) в основном при электрических разрядах в атмосфере. Электрический разряд инициирует распад молекулы N 2 на атомы (это происходит в само канале молнии где температура достигает тысячи градусов)

и ряд последующих процессов, приводящих к образованию оксидов азота.

технические процессы:

б) Образование оксидов азота из азота воздуха происходит так же в технологических процессах при высоких температурах (в двигателях внутреннего сгорания, при сжигании топлива)

в) еще один химический способ связывания азота – целенаправленный технический процесс производства NH 3 при взаимодействии N 2 и H 2, широко используемый в промышленности азотных удобрений

2) Биологический путь фиксации молекулярного азота – химическое связывание так называемыми клубеньковыми бактериями, свободно обитающими либо симбиотически связанными с некоторыми видами растений, обитающими в корнях некоторых наземных растений семейства бобовых (клевер, горох, люцерна и т.д.), а в гидросфере – сине-зелеными водорослями (известно что растения семейства бобовых значительно обогащают почву легкоусваиваимыми соединениями азота – клевер например дает до 150 кг связанного азота в год)

Фиксация азота клубеньковыми бактериями – восстановительный ферментативный процесс, катализатором которого служит фермент нитрогеназа , содержащийся в клетках бактерий. Нитрогеназа – сложный белковый комплекс из 2-х белков (ММ=230 тыс. и 60 тыс.) в состав которого входят атомы Мо и Fe

Фиксация осуществляется по схеме:

Переносчикам электронов в окислительно-восстановительном процессе являются атомы Мо и Fe, легко меняющие степени окисления.

В результате фиксации растения получают азот в доступной для них форме. Другой вид автотрофных бактерий (автотрофы – синтезирующие их простых неорганических соединений сложные органические ) способен окислять азот в аммиаке – осуществлять процесс нитрификации (образование нитритов и нитратов) - то происходит довольно быстро в почвах и водных экосистемах

Процесс при участии бактерий – нитрозомоназ и нитробактер

Бактерии азобактер

Связанный азот в аммонийной и или нитратной форме усваивается растениями и используется в синтезе азотсодержащих органических соединений - аминокислот (структурные единицы белков) и белков растений (причем аммонийный азот является предпочтительной формой доступного азота)

Растительные белки служат пищей для животных, в организме которых они превращаются в живые белки, либо выводятся из организма.

После гибели организма бактерии (микроорганизмы) других типом

В могут расщеплять белки до аминокислот и преобразовывать азот, входящий в состав аминокислот, в NH3 в результате процесса аммонификации - составная часть цикла.

Пример – микробиологическое разрушение глицина

При этом NH 3 (а в кислой среде ион NH 4+) возвращается в цикл, помогая восстановлению равновесия (в балансе азота)

Кроме того в природе постоянно протекают процессы денитрификации – преобразование NO 2- или NO 3- в газообразный азот (преимущественно) или N2O, выделяющийся по схеме.

Эти процессы под действие динитрифицирущих бактерий и распространены в почвах и водных системах с низким содержанием кислорода, т.е. в анаэробном окружении.

- в этих условиях безазотные органические вещества окисляются за счет нитратов и нитритов. Последние восстанавливаются до газообразного азота

Процессы денитрификации являются важными составными частями круговорота азота – они завершают круговорот возвращая в него фиксированный ранее азот. Таким образом при нормальных условиях полное количествоо фиксированного азота, возвращенного в окружающею среду равно полному количеству газообразного азота, возвращенного в окружающую среду

Схема цикла азота в биосфере может быть представлена следующей схемой:

Естественный круговорот азота характеризуется очень малой скоростью и сильно подвергается антропогенному воздействию. Оно состоит в значительном (во включении в цикл больших количеств) пополнении цикла азота прежде всего неорганических соединений азота в нитратной и аммонийной формах за счет использования азотных минеральных удобрений – искусственно синтезированных или извлеченных из природных залежей (азот, который выключен из круговорота)

Для обеспечения урожайности сельскохозяйственных культур ежегодно в почву в мире вносится около 35 млн. т. азота с минеральными удобрениями. В силу высокой подвижности (и слабой удерживаемости почвой) азот в нитратной форме легко вымывается из почв и выносится в водоемы.

Значительное количество азота поступает в окружающую среду (в почву, воду) с коммунально-бытовыми, производственными отходами, отходами животноводства

При сложившейся антропогенной нагрузке на азотный цикл деятельность денитрифицирующих бактерий отстает от темпов поступления азота в окружающую среду и в результате наблюдается накопление нитратов и промежуточных продуктов в окружающей среде, сопровождающееся загрязнением питьевой воды, почв, эвтрофикацией водоемов.

Круговорот Фосфора

Наличие фосфора (вместе с азотом) удовлетворяет основные потребности живых организмов в питательных веществах.

Круговорот фосфора проще чем азота и охватывает только литосферу и гидросферу. Газообразные соединения фосфора практически полностью отсутствуют в круговороте. Основным резервуаром фосфора являются горные породы и отложения, образовавшиеся в прошлые геологические эпохи. При этом водная систем является конечным пунктом его движения, которое таким образом в течение небольших отрезков времени – десятков-сотен лет – является односторонним с суши в воду и далее в донные отложения. Т.е. создается впечатление отсутствия цикличности в перемещении фосфора, она проявляется в масштабах геологического времени – миллионов лет

Естественное включение фосфора в круговорот происходит в результате выветривания иди другого нарушения фосфотических пород с последующи растворение соединений фосфора почвенной влагой которая доносит фосфор до корней растений. Антропогенный путь включения фосфора в цикл – внесение фосфатных минеральных удобрений. При этом основной способ получения соединений фосфора промышленным способом – апатит , фосфорит - (+ вторичное фосфорсодержащее сырье, шлаки, другие отходы)

Фосфор играет исключительно важную роль в биологических системах. Он в виде остатка фосфорной кислоты входит в состав молекул нуклеиновых кислот РНК и ДНК, ответственных за биосистему белков и передачу наследственной информации.

Скелет молекулы нуклеиновой кислоты – полиэфирная (точнее нуклеотидная) цепь, в которой сложноэфирная связь образуется между фосфорной кислотой и молекулой углевода (сахаром). В общем виде структура нуклеиновой кислоты выглядит след образом

В РНК – углеводный фрагмент Д-рибоза (пяти атомарный углевод) в фуранозной (циклической) форме:

Фосфор входит в состав АТФ (аденозинтрифосфосфата) и АДФ [аденозиндифосфата], который выполняет многие важные функции и биологических системах

АТФ активирует биохимические реакции (осуществляя фосфорилирование на промежуточных стадиях биохимсинтеза); при помощи АТФ запасается необходимая для биохимпроцессов, протекающих в организме, энергия.

Выделение энергии происходит при гидролизе АТФ, сопровождающаяся разрывом связи Р-О-Р концевой фосфатной группы

При этом освобождается энергия ~12 ккал/моль

В силу важнейшей роли фосфора в биологических процессах его нехватка с окружающей среде может быть фактором, лимитирующим процессы жизнедеятельности (это, кстати, имеет место во многих почвах, так как фосфаты встречаются в определенных типах пород) подобное явление имеет место в океанах – в мировом океане растворено определенное количество фосфора, главным образом – в глубинных слоях, куда не проникает свет и где фосфор не может ассимилироваться (усваиваться) водорослями, таким образом центральная роль океанов малопродуктивна, но в зонах где воды обогащены фосфором и есть свет биопродуктивность высока.

Упрощенная схема круговорота фосфора

В конце жизненного цикла фосфор в виде неорганического фосфата возвращается в систему замыкая круговорот.

Выводится из круговорота фосфор в основном путем осаждения в форме нерастворимых фосфатов железа в водной среде, накапливаясь в глубоководных донных осадках.

Вмешательство человека в круговорот фосфора проявляется в основном в увеличении избытка фосфат-ионов в водных системах при поступлении в них смытых с полей фосфорных удобрений, неочищенных коммунально-бытовых сточных вод, в состав которых входят фосфорсодержащие моющие вещества (полифосфаты – компоненты многих ПАВ). Избыток же фосфора в воде, ак и избыток азота способствует эвтрофикации водоемов.

Круговорот серы

Круговорот серы в окружающей среде сложен и до конца не прояснен. В природе сера встречается в виде самородной серы, но в основном в виде сульфидных и сульфатных минералов (FeS 2 , CuFeS 2 , CaSO 4 *2H 2 O и др.) т.е. преимущественно в СО -2 и +6. И в виде такого же типа минеральных примесей в твердых горючих ископаемых (уголь, горючие сланцы), в виде сульфатных солей и кроме того в виде Н 2 S – сопутствующего компонента природного газа некоторых месторождений. В природных круговорот включается сера из природных источников и в результате деятельности человека.

Из природных источников сера попадает в атмосферу в виде:

· H 2 S (извержение вулканов, разложение органического вещества в болотах);

· SO 2 (извержение вулканов)

· Аэрозольных частиц сульфатных солей (испарение брызг морской воды)

· (СH 3) 2 S - продуцирование микроорганизмами (микроводоросли и высшие растения)

H 2 S быстро окисляется в атмосфере до SO 2 (среднее время жизни H 2 S в атмосфере 2 сут.) тоже самое происходит и с диметилсульфидом.

Примерно 1/3 всех соединений серы и 99% SO 2, поступающих в окружающую среду, имеют антропогенное происхождение (сжигание серосодержащего топлива, цветная металлургия, производство серной кислоты)

SO 2 в среднем живет в атмосфере около 4 суток. он окисляется до SO 3 и взаимодействуя с водой образует H 2 SO 4 , является причиной выпадения кислотных дождей

H 2 SO 4 источник образования сульфатов, сульфаты поступают в почву или выносятся накапливаясь в конечном итоге в морских водах.

Сера является жизненно важным элементом. Она входит в состав 2-х аминокислот (метионина - незаменимая и цистеина ), т.е. включена в структуру некоторых белков.

Биосферный круговорот серы базируется на 2-х типах процессов

Основной тип процессов в биосфере, затрагивающих соединения серы – окислительные

(фотохимические процессы)

Химические и фотохимические процессы при доступе воздуха

В аэробных условиях сульфидные минералы достаточно легко окислятся до сульфатов и H 2 SO 4 кислородом воздуха

Восстановительные процессы, в которых участвуют соединения серы это в основном биохимические процессы.

В частности сера сульфатов, задерживающихся в почве, извлекается растениями и в результате биохимических превращений включается в состав белков (в тиольной группе, для большой группы микроорганизмов заменяет O 2 в качестве акцептора электронов при окислении органических соединений)

растительный белок → животный белок → микробиологические разложение в анаэробных условиях → H 2 S (H 2 S вновь включается в круговорот)

Таким образом основной биогенный компонент (продукт биохимических реакций) - H 2 S. Наряду с ним в атмосферу выделяется (СH 3) 2 S – образующийся в анаэробных условиях в результате жизнедеятельности ряда микроорганизмов в почве и некоторых высших растений, а так же морских микроорганизмов (продуцируется ими)

В упрощенном виде цикл серы в окружающей среде можно представить схемой

Особенность круговорота серы состоит в том, что восстановительные процессы не компенсируют окислительные , поскольку сульфидные соединения при контакте с воздухом и водой постоянно окисляются в сульфаты.

Точно так же и в антропогенных процессах природные сульфиды переводятся в сульфаты. Т.е. цикл превращений серы не просто круговорот, а кроме того - поступательный процесс, развивающийся в направлении перехода серы от одних устойчивых форм в другие (и.е. от более устойчивых в прежних исторических условиях сульфидов к более устойчивым в современных устойчивых сульфатам). При этом в современных период этот переход дополнительно ускорятся антропогенной деятельностью, приводящей к образованию и накоплению в биосфере продуктов окислительных процессов SO 2 (и H 2 SO 4), нарушающих жизнедеятельность лесных и водных экосистем.

В качестве итога к рассмотренным круговоротам веществ можно отметить следующее

Природные круговороты биогенных веществ имеют достаточно высокую степень замкнутости. Протоки биогенных элементов внутри круговоротов существенно превышают по величине потоки вещества в биосфере из внешних источников. Это очень важно, поскольку именно этот факт определяет устойчивость биосферы.

Дело в том что при замкнутости потока вещества из вне в биосфере могут сформироваться «ущербные экосистемы», включающие ограниченное число видов живых организмов (по существу потребители), н образующие экологические сообщества. Т.н. отдельные экосистемы буду деградировать и не будут стремится к развитию и поддержания разнообразия внутри них («работать не надо, всех долой, а что случись…»)

Это естественно несет опасность для разнообразия и устойчивости биосферы в целом, поскольку устойчивость прямо связана с разнообразием – как уже отмечалось, биосфера сложная система, а есть общее правило, которому подчиняются сложные системы, чем выше их внутреннее разнообразие, тем они устойчивее, тем в более сложджных условиях они способны существовать.

На разнообразие в биосфере (как условие поддержания ее устойчивости) оказывает влияние так же величина запасов в биосфере биогенных веществ в органической и неорганической фрмах, которые в принципе д.б. ограниченны и совпадать по порядку величины для того чтобы потоки веществ в процессах синтеза и разложения биосферой были уравновешены.

Основная опасность вмешательства человека в круговороты как раз и состоит в нарушении установившегося соотношения между величинами потоков веществ внутри круговоротов и внешних потоков.

Переходим к вопросам поведения химических веществ в окружающей среде

Закономерности распространения химических веществ в природные среде

Закономерности распространения химических веществ – одни из ключевых вопросов науки «ХОС» поскольку перемещение химических веществ от источника выброса и переход из одной среды в другую (миграция) главный фактор, обуславливающий химической загрязнение ОС (изменение ее состава и свойств). Химические загрязнения определяются так же и трансформацией веществ их первоначального состояния в другие формы под воздействием различных причин, но все же главный фактор – миграция.

Пути распространения веществ в окружающей среде в общем виде можно представить схемой:

От источника выброса химические вещества поступает в одну из сред, либо непосредственно в растительные организмы (ядохимикаты), из которых по пищевой цепи передается в животные организмы. Возможны также взаимные переходы химических веществ между каждой из сред.

Попадая в окружающую среду (в какую то часть) вещества могут мигрировать в пределах одной среды (геосферы) и также перемещаться через межфазные границы и переходить в другую среду.

Что влияет на процессы миграции в каждом случае и каковы эти процессы?

I. В пределах одной среды

- в водной среде – вещество может перемещаться будучи:

· в растворимом состоянии

· адсорбированном на поверхности взвешенных частиц.

Это перемещение (направление, скорость и т.п.) очевидно будет определятся гидрологическими параметрами.

- в атмосфере вещества могут находится в виде паров или сорбированном на частицах пыли.

Перемещение веществ в атмосфере определяется в таком случае метеорологическими параметрами (атмосферными течениями, зависящими от метеоусловий – распределение температуры, давлением в атмосфере, влажностью и т.п.)

- в почве - миграция несколько отличается от водной и воздушной сред – она осуществляется главным образом в результате диффузии в водной фазе почвы: с другой стороны частицы почвы сами могут перемещаться в атмосфере или воде, перенося сорбированные вещества - в этом случае перенос определяется теми же факторами, которые определяют движение воздуха или воды.

Кроме того играет роль конвективный массоперенос

Характер миграции (скорость, направление перемещения) ожжет измениться в результате трансформации вещества - перехода в другие химические формы под действием внешних условий. Например, в водной среде, почве большое влияние на поведение веществ оказывают кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия, влияющие на растворимость вещества. Но если не принимать во внимание возможную трансформацию, то можно сделать вывод, что миграция конкретного в пределах одной среды определяется главным образом характеристиками переноса и физико-химическими условиями в данной среде. Влияние характеристик переносимого вещества при это незначительно.

II. Перемещение между сферами (через межфазные границы)

В этом случае основное значение имеют физико-химические свойства вещества (прежде всего те, которые определяют установление межфазного равновесия).

Коротко о процессах, определяющих межфазные переходы и основных факторах, которые имеют значение при определении возможности перемещения вещества через различные поверхности раздела фаз.

1. вода ↔ почва – перемещение через эту границу раздела играет важную роль, например, в процессе загрязнения вод в результате применения химических препаратов на сельскохозяйственных землях (которые затем вымываются из почвы дождями), а так же в процессе загрязнения почв, контактирующих с загрязненными водами.

Для всех переходов химических веществ через границу вода почва основную роль играет адсорбционно-десорбционные процессы (протекающие по различным механизмам – физическая адсорбция, хемосорбция). Таким образом этот переход по существу процесс адсорбции-десорбции. Это равновесные процессы ________ которых зависит от:

· растворимости вещества в воде;

· от свойств вещества, определяющих адсорбцию на твердой поверхности

2. вода ↔ воздух

Переход вещества из водного раствора в воздух – испарение – осуществляется в результате диффузии. Обратный процесс называется сухое осаждение в воду. Оба этих процесса относятся к динамическим (а не равновесным), имеют одинаковые закономерности, но противоположно направленные. На границе раздела фаз вода-воздух имеют значение прежде всего:

давление насыщенных паров вещества

· растворимость его в воде

3. почва ↔ воздух.

Переход из почвы в атмосферу – испарение из почвы, обратный переход – сухое осаждение в почву.

Миграционные процессы между этими средами наиболее сложны в силу сложности строения почвы. Почва – многофазная система, включая твердую фазу, жидкую и газообразную фазу. В свою очередь твердая фаза так же по химическому составу неоднородна и состоит из органических и минеральных составляющих. Таки образо здесь большое значение имеют обменные процессы ж/ТВ фаза, ж/газ, тв. фаза/газ.

Очевидно перенос вещества между средами почва ↔ воздух зависит:

· от свойств вещества, определяющих адсорбцию на часицах почвы

· давление насыщенных паров

· присутствие воды в почве, которая влияет на перемещение вещества на границе раздела фаз

4. физическая система ↔ биологическая система

граница раздела между этими системами существенно отличается от рассматриваемых систем. Здесь вещество, проникая в организм, проходит через биологическую (клеточную) мембрану, структура которой играет главную роль в переносе.

Геохимические барьеры

Миграция вещества в окружающей среде может привести в конечном итоге к его рассеянию или накоплению. Накопление вещества происходит в так называемых геохимических барьерах.

Геохимические барьеры – участки (части) биосферы, где происходит резкое замедление скорости миграции и, соответственно, накопление вещества, удерживание токсичных химических веществ в геохимических барьерах очищает потоки вещества и ограничивает сферу загрязнения.

Геохимические барьеры биосферы разделяет на 2 основных типа:

· Природные

· техногеные

Те и другие разделяются на участках изменения геохимической обстановки. В случае природных барьеров смена геохимической обстановки обусловлена природными особенностями конкретного участка биосферы, где формируется барьер. Техногенный барьер возникает при смене геохимической обстановки в результате антропогенной деятельности.

Оба типа барьеров разделяют на 3 класса:

· биогеохимические

· механические

· физико-химические.

Биогеохимические – возникают при интенсивном закреплении химических веществ живыми организмами. Примером биогеохимического барьера может быть накопление в высоких концентрациях сельскохозяйственными культурами веществ, используемых при отработке сельскохозяйственных земель. Обычно такое накопление происходит при внесении чрезмерных доз удобрений или ядохимикатов (средств защиты растений).

Механические барьеры – участки с резким уменьшением интенсивности механического перемещения химических веществ. Они возникают при изменении скорости воздушных или водных потоков, например, при изменении направления русла реки, при наличии плотины на реке.

Механический барьер может возникнуть вследствие фильтрационного эффекта – таким барьером могут быть пористые породы. Механическим барьером для дисперсных частиц в приземном слое атмосферы являются лесополосы, на которых откладывается, большое количество пыли, выдуваемой из почв при обработке сельскохозяйственных земель.

Физико-химические барьеры – возникают при изменении физико-химических условий среды, в которой перемещается вещество. В них подвижность веществ уменьшается за счет, например, адсорбция, изменение степени окисления, образование гидроксидов (или др. нерастворимых форм) и т.п.

Распространенным типом физико-химических барьеров является щелочные барьеры в роли которых выступают карбонатные породы, концентрирующие многие элементы. Примером техногенного физико-химического барьера могу служить часто встречающие сероводородные барьеры. Они формируются в водных объектах при наличии сульфат-ионов в воде и поступление значительного количества органических веществ, например, со сточными водами населенных пунктов. Органические вещества, разлагаясь, поглощают растворенный в воде свободный кислород, так что формируются анаэробные условия и в роли окислителя выступает ион SO 4 2- При этом сульфатная сера (S 6+) восстанавливается до сульфидной, а сульфид-ион связывает многие элементы (сульфиды большинства металлов нерастворимы). Это ведет к остановке миграции элементов в водной среде и их накопление в таком сероводородном барьере.

Геохимические барьеры не остаются неизменными. По мере накопления на барьерах различных веществ возможно разрушение исходных и образование новых барьеров. Например, карбонатные породы литосферы могут являться барьером для миграции Са 2+ - в них Са закрепляется, образуется нерастворимый кальцит СаСО 3 Но далее кальцит выступает как щелочной карбонатный барьер для многих элементов: Pb, Zn, Cd и др.

Геохимические барьеры обладают определенной емкостью по отношению к отдельным веществам, например емкость щелочного барьера в почвах определяется количеством карбонатов, способных нейтрализовать кислые техногенные потоки. Емкость сорбционного барьера зависит от свойств и мощности сорбирующего слоя. Емкость восстановительного и окислительного барьеров зависят от окислительно-восстановительных свойств среды (которые в значительной мере определяются микробиологической активностью).

Химической загрязнение окружающей среды главным образом определяется возможностью перемещения (миграции) химических веществ от источника выброса на значительные расстояния. Вещества могут распространятся в пределах одной среды, куда они поступают, но могут переходить и в другие среды, распространяясь в них. Перемещение веществ в окружающей среде происходит главным образом в результате процессов испарения, адсорбции, диффузии. При этом миграционная способность веществ зависит от ряда физико-химических свойств.

Приведем общую характеристику некоторых из этих свойств, определяющих перемещение веществ в окружающей среде и процессов миграции.

Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность предприятия черной и цветной металлургии тепловые электростанции промышленность строительных материалов. В России к опасным отходам относят около 10 от всей массы твердых отходов. Огромное количество небольших захоронений радиоактивных отходов иногда забытых рассеяно по всему миру. Очевидно что проблема радиоактивных отходов со временем будет еще более острой и актуальной.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Лекция №10

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА. ОСОБОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

1. Антропогенные воздействия на биотические сообщества
   1. Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества
   2. Антропогенные воздействия на животный мир
   3. Защита биотических сообществ

2. Особые виды воздействия на биосферу

1. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА

Нормальное состояние и функционирование биосферы, а следовательно, и стабильность окружающей природной среды невозможны без обеспечения благоприятной среды обитания для всех биотических сообществ во всем их многообразии. Утрата же биоразнообразия ставит под угрозу не только благополучие человека, но и само его существование. Антропогенные воздействия на главнейшие компоненты биотических сообществ рассмотрим в следующем порядке: растительный мир (леса и другие сообщества), животный мир.

1.1. Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества

Значение леса в природе и жизни человека

Леса — важная составная часть окружающей природной среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом (рис. 1). Россия богата лесом: более 1,2 млрд га, или 75% от площади земельных угодий, занимают леса.

Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде. По мнению специалистов, значение средозащитной функции леса, т. е. сохранность генофонда флоры и фауны, на порядок выше их экономического значения как источника сырья и продуктов.

Влияние лесов на окружающую природную среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса: -

— являются основным поставщиком кислорода на планете;

— непосредственно влияют на водный режим как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;

— снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

— смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

— поглощают и преобразовывают часть атмосферных химических загрязнений;

— защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов;

— создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

Вместе с тем леса являются источником получения древесины и многих других видов ценного сырья. Из древесины производят более 30 тыс. изделий и продуктов, и потребление ее не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. По расчетам специалистов, только в странах Западной Европы дефицит древесины к 2005 г. составит 220 млн м 3 .

Рис. 1. Значение леса в природе и жизни человека

По своему значению, местоположению и выполняемым функциям все леса подразделяют на три группы:

первая группа — леса, выполняющие защитные экологические функции (водоохранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные). Эти леса строго охраняются, особенно лесопарки, городские леса, особо ценные лесные массивы, национальные природные парки. В лесах этой группы допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки деревьев;

вторая группа — леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и эксплуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;

третья группа — эксплуатационные леса. Распространены они в многолесных районах и являются основным поставщиком древесины. Заготовка древесины должна осуществляться без изменения естественных биотопов и нарушения естественного экологического равновесия.

Воздействие человека на леса

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся: 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма.

Косвенное воздействие — это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).

В XVII в. на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км 2 , к 1970 г. их осталось не более 1,5 млн км 2 . В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы сотни лет.

Аналогичная ситуация наблюдается и в других странах. В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса — древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно с огромной скоростью I 7 млн га в год. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. Их выжигают ради расчистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник древесного топлива, выкорчевывают при неправильном ведении системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектростанций, и т. д.

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей.

Пагубно на состояние лесов влияет выпадение кислотных дождей, образующихся в результате поступления от антропогенных источников оксидов серы и азота. В последние годы значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение.

Помимо лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнут при воздействии загрязняющими веществами, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

Экологические последствия воздействия человека на растительный мир

Масштабное антропогенное воздействие на биотические сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям как на экосистемно-биосферном, так и на популяционно-видо-вом уровнях.

На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т. д.

Сведение крупных лесных массивов, особенно влажных тропических — этих, своеобразных испарителей влаги, по мнению многих исследователей, неблагоприятно отражается не только на региональном, но и на биосферном уровне. Уничтожение древесно-кустарниковой растительности и травянистого покрова на пастбищах в засушливых регионах ведет к их опустыниванию .

Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов — изменение альбедо земной поверхности . Альбедо (лат. albedo — белизна) — это величина, характеризующая способность поверхности отражать падающие на нее лучи. Альбедо земной поверхности — один из важных факторов, определяющих климат как в целом в мире, так и отдельных его регионов. Установлено, что серьезные изменения климата на планете могут быть вызваны изменением альбедо поверхности Земли всего лишь на несколько процентов. В настоящее время с помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (так же как и теплового баланса) всей поверхности Земли. Ученые полагают, что это вызвано, прежде всего, уничтожением лесной растительности и развитием антропогенного опустынивания на значительной части нашей планеты.

Огромный вред состоянию естественных лесных экосистем наносят упомянутые выше лесные пожары, надолго, если не навсегда, замедляя процесс восстановления леса на сгоревших площадях. Лесные пожары ухудшают состав леса, уменьшают прирост деревьев, нарушают связи корней с почвой, усиливают буреломы, уничтожают кормовую базу диких животных, гнездовья птиц. В сильном пламени почва сжигается до такой степени, что в ней полностью нарушается влагообмен и способность к удержанию питательных веществ. Выжженная дотла территория нередко быстро заселяется различными насекомыми, что не всегда безопасно для людей из-за возможных вспышек инфекционных заболеваний.

Кроме описанных выше прямых воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеют и косвенные, например загрязнение их промышленными выбросами.

Различные токсиканты, и в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, а также на кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на важные ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, высокие дозы SO 2 или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания.

Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившие-ся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза.

На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. В общей сложности во всем мире нуждаются в охране 25—30 тыс. видов растений, или 10% мировой флоры. Доля вымерших видов во всех странах составляет более 0,5 % общего числа видов флоры мира, а в таких регионах, как Гавайские острова, более 11%.

Сокращение числа видов сосудистых растений, к изменению видового состава экосистем. Это приводит к разрыву эволюционно сложившихся пищевых сетей и к дестабилизации экологической системы, что проявляется в ее разрушении и обедненности. Напомним, что сокращение площадей, покрытых зеленой растительностью, или ее разреживание крайне нежелательны по двум причинам: во-первых, нарушается глобальный круговорот углерода в биосфере и, во-вторых, снижается интенсивность поглощения солнечной энергии биосферой в процессе фотосинтеза.

1.2. Антропогенные воздействия на животный мир

Значение животного мира в биосфере

Животный мир — это совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы.

Рис. 2. Значение животного мира в природе и жизни человека

Главнейшая экологическая функция животных — участие в биотическом круговороте веществ и энергии. Устойчивость экосистемы обеспечивается в первую очередь животными, как наиболее мобильным элементом.

Необходимо сознавать, что животный мир — не только важный компонент естественной экологической системы и одновременно ценнейший биологический ресурс. Очень важно и то, что все виды животных образуют генетический фонд планеты, все они нужны и полезны.

Воздействие человека на животных и причины их вымирания

В связи с постоянным истреблением животных человеком, мы наблюдаем упрощение как отдельных экосистем, так и биосферы в целом. Пока нет ответа на главный вопрос: каков возможный предел этого упрощения, за которым неизбежно должно последовать разрушение «систем жизнеобеспечения» биосферы.

Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных следующие:

— нарушение среды обитания;

— чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;

— интродукция (акклиматизация) чуждых видов;

— прямое уничтожение с целью защиты продукции;

— случайное (непреднамеренное) уничтожение;

— загрязнение среды.

Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, распашки степей и залежных земель, осушения болот, зарегулирования стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий коренным образом меняет условия размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании.

Например, в г. Норильске прокладка газопровода без учета миграции оленей в тундре привела к тому, что животные стали сбиваться перед трубой в огромные стада, и ничто не могло их заставить свернуть с векового пути. В результате погибли многие тысячи животных.

Важным фактором, вызывающим снижение численности животных, является чрезмерное добывание. Например, запасы осетровых в Каспийском и Азовском морях подорваны настолько, что, по-видимому, придется вводить запрет на их промышленный лов. Основной причиной этого является браконьерство, которое повсеместно приняло масштабы, сопоставимые с промыслом.

Третьей по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов животных является интродукция (акклиматизация) чуждых видов. Широко известны в нашей стране примеры негативного влияния американской норки на местный вид — европейскую норку, канадского бобра — на европейского, ондатры на выхухоль, и т. д.

Другие причины снижения численности и исчезновения животных — прямое их уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (гибель хищных птиц, сусликов, ластоногих, койотов и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение (на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т. д.); загрязнение среды (пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами).

1.3. Защита биотических сообществ

Защита растительного мира

Для сохранения численности и популяционно-видового состава растений осуществляется комплекс природоохранных мер, в число которых входят:

— борьба с лесными пожарами;

— защита растений от вредителей и болезней;

— полезащитное лесоразведение;

— повышение эффективности использования лесных ресурсов;

— охрана отдельных видов растений и растительных сообществ.

Борьба с лесными пожарами . Для этих целей используют самолеты, вертолеты, мощные пожарные автоцистерны, опрыскиватели, вездеходы, бульдозеры и т. д. В борьбе с лесными пожарами большую роль играют и другие меры защиты, в частности создание противопожарных барьеров-разрывов, специальных полос и др. Главные усилия следует направлять на профилактику пожаров: проведение разъяснительной работы среди населения.

Полезащитное лесоразведение . Искусственно выращенные лесные полосы, сформированные из быстрорастущих биологически устойчивых пород для поддержания биологического равновесия, создают по границам полей и севооборотов, снаружи и внутри садов, на пастбищах и т. д. Лесонасаждения положительно влияют на окружающую природную среду и способствуют защите сельскохозяйственных полей, пастбищных трав, плодовых деревьев, кустарников, виноградников от вымерзания, вредного действия ветров, пыльных бурь, засух и суховеев.

Повышение эффективности использования лесных ресурсов . В комплекс мероприятий данного назначения входят перебазирование лесозаготовок и лесоперерабатывающих предприятий в многолесные районы, ликвидация перерубов в малолесных районах, сокращение потерь древесины првг сплаве и перевозках и др. Для сохранения численности и по-пуляционно-видового состава лесов необходимо также проведение в достаточных объемах лесовоестановительных работ с целью восстановления лесов до стадии климакса, улучшение их состава, дальнейшее развитие сети лее-ных питомников и разработка методов выращивания леса на специальных плантациях.

Охрана отдельных видов растений и растительных сообществ . Обычно выделяют два аспекта, связанных с охраной растительного мира: 1) охрана редких и исчезающих видов флоры и 2) охрана основных растительных сообществ. К редким относят растительные виды, имеющие ограниченный ареал и низкую численность. Правительственными постановлениями взяты под защиту десятки редких видов растений. В местах их произрастания строго запрещается сбор, выпас скота, сенокошение и другие формы уничтожения растений и их сообществ.

Очень важной задачей является сохранение в качестве генофонда видового разнообразия растений. В случае, когда исчерпаны все резервы сохранения видов растений, создают специальные хранилища — генетические банки, где генофонд видов сохраняется в виде семян.

Охрана животного мира

Охрана и эксплуатация охотничьих животных, морских зверей и промысловых рыб должна предусматривать разумную добычу, но не их истребление. Помимо организованного промысла и охоты на охотничьих угодьях, которые занимают в России огромные площади, проводят биотехнические мероприятия. Их назначение: сохранение и увеличение емкости охотничьих угодий, а также увеличение численности и обогащение видов промысловых животных. Широко используется также акклиматизация животных, т. е. вселение их в новые места обитания с целью обогащения экосистем новыми полезными видами. Наряду с акклиматизацией диких животных практикуется л реакклиматизация, т. е. расселение животных в прежнее места обитания, где ранее они находились, но были истреблены.

Одним из механизмов регулирования процесса использования животных и растительных ресурсов является создание «Красной книги», содержащей сведения о редких, исчезающих или находящихся под угрозой исчезновения видов растений, животных и других организмов с целью введения режима их особой охраны и воспроизводства. Существует несколько вариантов Красных книг: международная, федеральная и республиканская (областная).

По степени угрозы для существования все животные и растения разбиты на 5 групп: исчезнувшие, под угрозой исчезновения, сокращающийся в численности, редкий, восстановленные виды. Ежегодно в Международную Красную книгу вносятся изменения и новые виды, нуждающиеся в особой заботе.

Следующий инструмент регулирования – создание особо охраняемых природных территорий, участков суши или водной поверхности, которые в силу своего природоохранного и иного значения, полностью или частично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны.

Различают следующие основные категории указанных территорий:

а) государственные природные заповедники, в том числе биосферные - участки территории, которые полностью изъяты из обычного хозяйственного использования с целью сохранения в естественном состоянии природного комплекса

б) национальные парки - это относительно большие природные территории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных целей: экологической (поддержание экологического баланса и сохранение природных экосистем), рекреационной (регулируемый туризм и отдых людей) и научный (разработка и внедрение методов сохранения природного комплекса в условиях массового допуска посетителей);

в) природные парки— территории, отличающиеся особой экологической и эстетической ценностью, с относительно мягким охранным режимом и используемые преимущественно для организованного отдыха населения;

г) государственные природные заказники - территории, созданные на определенный срок (в ряде случаев постоянно) для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса. В заказниках сохраняют и восстанавливают плотности популяций одного или нескольких видов животных или растений, а также природные ландшафты, водные объекты и др.

д) памятники природы - уникальные, невоспроизводимые природные объекты, имеющие научную, экологическую, культурную и эстетическую ценность (пещеры, небольшие урочища, вековые деревья, скалы, водопады и др.).

е) дендрологические парки и ботанические сады— природоохранные учреждения, в задачу которых входит создание коллекции деревьев и кустарников с целью сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и культурно-просветительных целях. В дендрологических парках и ботанических садах осуществляются также работы по интродукции и акклиматизации новых для данного региона растений.

2. ОСОБЫЕ ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ

2.1. Виды воздействия особых факторов на окружающую среду

К числу особых видов антропогенного воздействия на биосферу относят:

1) загрязнение среды опасными отходами;

2) шумовое воздействие;

3) биологическое загрязнение;

4) воздействие электромагнитных полей и излучений и некоторые другие виды воздействий.

Загрязнение среды отходами производства и потребления

Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления и в первую очередь опасными отходами. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах, терриконах, несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Все отходы подразделяют на бытовые и промышленные (производственные).

Твердые бытовые отходы (ТБО) — совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Промышленные (производственные) отходы (ОП) — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Промышленные отходы, так же как и бытовые, из-за недостатка полигонов захоронения в основном вывозятся на несанкционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется только 1/5 часть.

Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность, предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, промышленность строительных материалов.

Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды. В России к опасным отходам относят около 10% от всей массы твердых отходов. Среди них металлические и гальванические шламы, отходы стекловолокна, асбестовые отходы и пыль, остатки от переработки кислых смол, дегтя и гудронов, отработанные радиотехнические изделия и т. д. Наибольшую угрозу для человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие химические вещества I и П класса токсичности. В первую очередь — это отходы, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бенз(а)пирен и некоторые другие вещества.

Радиоактивные отходы (РАО) — твердые, жидкие или газообразные продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.

Радиоактивные элементы, например стронций-90, передвигаясь по пищевым (трофическим) цепям, вызывают стойкие нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма. Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность в течение 10—100 млн лет.

Огромное количество небольших захоронений радиоактивных отходов (иногда забытых) рассеяно по всему миру. Так, только в США их выявлено несколько десятков тысяч, из которых многие являются активными источниками радиоактивного излучения.

Очевидно, что проблема радиоактивных отходов со временем будет еще более острой и актуальной. В ближайшие 10 лет потребуется демонтаж большого количества АЭС в силу их устареванию. При их демонтаже потребуется обезвредить огромное количество низкоактивных отходов и обеспечить захоронение более 100 тыс. т высокоактивных. Актуальны и проблемы, связанные со списанием кораблей ВМФ с ядерными силовыми установками.

Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками и как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной и электротехнической промышленности. Установлено, что диоксины образуются также при обезвреживании воды хлорированием, в местах хлорного производства, в особенности при производстве пестицидов.

Диоксины — синтетические органические вещества из класса хлоруглеводородов. Диоксины 2, 3, 7, 8, — ТХДД и диоксиноподобные соединения (более 200) — самые токсичные из полученных человеком веществ. Они обладают мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием; подавляют иммунную систему («диоксиновый СПИД») и в случае получения человеком через продукты питания или в виде аэрозолей достаточно высоких доз вызывают «синдром изнурения» — постепенное истощение и смерть без явно выраженных патологических симптомов. Биологическое действие диоксинов проявляется уже в исключительно низких дозах.

Впервые в мире диоксиновая проблема возникла в США в 30—40 гг. В России производство этих веществ началось вблизи г. Куйбышева и в г. Уфе в 70-е гг., где выпускался гербицид и другие диоксинсодержащие консерванты древесины. Первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение окружающей среды зарегистрировано в 1991 г. в районе г. Уфы. Содержание диоксинов в водах р. Уфа более чем в 50 тыс. раз превысило их предельно допустимые концентрации (Голубчиков, 1994). Причина загрязнения воды — поступление фильтрата из уфимской городской свалки промышленных и бытовых от ходов, где по оценочным данным было законсервировано более 40 кг диоксинов. Как следствие, содержание диоксинов в крови, жировой ткани и грудном молоке многих жителей Уфы и Стерлитамака увеличилось в 4—10 раз по сравнению с допустимым уровнем.

Серьезную экологическую опасность для человека и биоты представляют также отходы, содержащие пестициды, бенз(а)пи-рен и другие токсиканты. Кроме того, следует учитывать, что за последние десятилетия человек, качественно изменив химическую обстановку на планете, включил в круговорот совершенно новые, весьма токсичные вещества, экологические последствия от использования которых еще не изучены.

Шумовое воздействие

Шумовое воздействие — одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. В урбанизированных зонах развитых стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.

В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц — инфразвуком, от 20 000 до 1 10 9 — ультразвуком и свыше 1 10 9 — гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16—20 000 Гц.

Единица измерения громкости звука, равная 0,1 логарифма отношения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом (дБ). Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д. Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110—120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ — разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Основные источники антропогенного шума — транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает автотранспорт (80% от общего шума).

Многочисленные эксперименты и практика подтверждают, что антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно сказывается на организме человека и сокращает продолжительность его жизни, ибо привыкнуть к шуму физически невозможно. Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется.

Неблагоприятно влияет на питание тканей внутренних органов и на психическую сферу человека и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц (инфразвуки). Так, например, исследования, проведенные датскими учеными, показали, что инфразвуки вызывают у людей состояние, аналогичное морской болезни, особенно при частоте менее 12 Гц.

Шумовое антропогенное воздействие небезразлично и для животных. В литературе имеются данные о том, что интенсивное звуковое воздействие ведет к снижению удоев, яйценоскости кур, потере ориентирования у пчел и к гибели их личинок, преждевременной линьке у птиц, преждевременным родам у зверей, и т. д. В США установлено, что беспорядочный шум мощностью 100 дБ приводит к запаздыванию прорастания семян и к другим нежелательным эффектам.

Биологическое загрязнение

Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека.

Основными источниками биологического воздействия являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды.

Полученные в последние годы данные позволяют говорить об актуальности и многогранности проблемы биобезопасности. Так, новая экологическая опасность создается в связи с развитием биотехнологии и генной инженерии. При несоблюдении санитарных норм возможно попадение из лаборатории или завода в окружающую природную среду микроорганизмов и биологических веществ, оказывающих весьма вредное воздействие на биотические сообщества, здоровье человека и его генофонд.

Помимо генно-инженерных аспектов, среди актуальных вопросов биобезопасности, имеющих важное значение для сохранения биоразнообразия, выделяют также:

— перенос генетическе информации от домашних форм к диким видам-

— генетический обмен между дикими видами и подвидами, в том числе риск генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов;

— генетические и экологические последствия преднамеренной и непреднамеренной интродукции животных и растений.

Воздействие электромагнитных полей и излучений

На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия. Основные источники этого воздействия — электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения. Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при напряженности поля, равной 1000 В/м. У человека нарушаются эндокринная система, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн, заметно повышается заболевание катарактой глаз.

В целом можно отметить, что неионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи, радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных.

2.2 Защита окружающей природной среды от особых видов воздействий

Защита от отходов производства и потребления

В данном разделе используются следующие основные понятия:

утилизация (от лат. utilis — полезный) отходов — извлечение и хозяйственное использование различных полезных компонентов;

захоронение отходов — размещения на специальных площадках постоянного хранения.

Детоксикация (обезвреживание) отходов — освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализированных установках.

В настоящее время и по масштабам накопления и по степени негативного воздействия на окружающую среду экологической проблемой века становятся опасные отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация — одна из главнейших задач инженерной защиты окружающей природной среды.

Важнейшей проблемой является защита среды обитания и от обычных, т. е. нетоксичных отходов. На урбанизированных территориях размещение отходов уже сейчас выходит на первое место по своей значимости среди экологических проблем. Рассмотрим, как в настоящее время осуществляют защиту окружающей среды от твердых бытовых и промышленных, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов.

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

— строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

— сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;

— компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

— ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.);

— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

— пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

По оценке ряда специалистов, на нынешней стадии развития производства, которое в целом характеризуется преобладанием ресурсопотребляющих технологий и огромным накоплением отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в основном методом прямого сжигания). Срок полного обезвреживания отходов — 50—100 лет.

Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты — например в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твердых бытовых отходов (ТБО) — сжигание их на мусоросжигательных заводах. На сегодняшний день в России работает небольшое число таких заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). На этих заводах спекание отходов происходит при t = 800—850 °С. Вторая стадия газовой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы. На ряде зарубежных мусоросжигательных заводов реализуется более экологичная двухстадийная очистка отходящих газов, в их составе регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксин и дибензофураны (на отечественных заводах — четыре компонента). Режим сжигания предусматривает разложение отходов, в том числе образующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900— 1000 °С.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700 °С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу — это доменная печь.

К новейшим отечественным разработкам относится технология комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Технология предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов — стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др., для последующего их использования или ликвидации).

Термообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000 0 С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения, предусматривается двухстадийная современная газоочистка.

Мусороперерабатывающий завод нового типа, работающий по данной комбинированной технологии, дает всего 15% отходов.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране и за рубежом основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимерными вяжущими и т. д.

В случае особо токсичных промышленных отходов их захоронение производят на специальных полигонах (рис. 20.19; по С. В. Белову и др., 1991) в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

Очень сложной и пока еще не решенной проблемой является обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксин-содержащих отходов. Общепризнано, что избавление человечества от этих отходов — одна из самых острых экологических проблем.

Наиболее разработаными методами утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т. е. отходов, не связанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирование, остекловывание, битуминирование, сжигание в керамических камерах и последующее перемещение продуктов переработки в специальные хранилища («могильники»). На специальных комбинатах и пунктах захоронения радиоактивные отходы сжигают до минимальных размеров в прессовочной камере. Полученные брикеты помещают в пластиковые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хранилища («могильники»), врытые в землю на 5—10 м. По другой технологии — их сжигают, превращают в пепел (золу), упаковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Для утилизации жидких радиоактивных отходов используют методы остекловывания, битуминирования и др. При остекловывании при температуре 1250—1600 °С образуются гранулированные стекла, которые также заковывают в цемент и в бочки, а затем отправляют в хранилища. Однако, по мнению многих специалистов, долговечность бочек-контейнеров сомнительна.

Тем не менее практически все существующие способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов не решают проблему кардинально и, как отмечает А. Я. Яблоков (1995), не видно приемлемых путей их решения.

Активная борьба с другими весьма опасными диоксинсодержащими отходами ведется в нашей стране: разработаны и внедрены (на водопроводах Уфы и Москвы) технологии очистки воды от диоксинов сорбцией на гранулированных активных углях (ГАУ). Проблема борьбы с диоксинами осложняется отсутствием в достаточном количестве современной аналитической аппаратуры, малым числом специальных лабораторий, недостаточной обученностью персонала, высокой стоимостью приборов зарубежных фирм и т. д.

Защита от шумового воздействия

Как и все другие виды антропогенных воздействий, проблема загрязнения среды шумом имеет международный характер.

Защита от шумового воздействия — очень сложная проблема и для ее решения необходим комплекс мер: законодательных, технико-технологических, градостроительных, архитектурно-планировочных, организационных и др.

Для защиты населения от вредного влияния шума нормативно-законодательными актами регламентируется его интенсивность, время действия и другие параметры.

Технико-технологические меры сводятся к шумозащите, под которой понимают комплексные технические меры по снижению шума на производстве (установка звукоизолирующих кожухов станков, звукопоглощение и др.), на транспорте (глушители выбросов, замена колодочных тормозов на дисковые, шу-мопоглощающий асфальт и др.).

На градостроительном уровне защита от шумового воздействия может быть достигнута следующими мероприятиями:

— зонированием с выносом источников шумов за пределы застройки;

— организацией транспортной сети, исключающей прохождение шумных магистралей через районы жилой застройки;

— удаление источников шума и устройством защитных зон вокруг и вдоль источников шумового воздействия и организация зеленых насаждений;

— прокладкой магистралей в туннелях, устройством шумозащитных насыпей и других поглощающих шум препятствий на путях распространения шума (экраны, выемки, ковальеры);

Архитектурно-планировочные меры предусматривают создание шумозащитных зданий, т. е. таких зданий, которые обеспечивают помещениям нормальный акустический режим с помощью конструктивных, инженерных и других мер (герметизация окон, двойные двери с тамбуром, облицовка стен звукопоглощающими материалами и др.).

Определенный вклад в защиту среды от шумового воздействия вносит запрещение звуковых сигналов автотранспорта, авиаполетов над городом, ограничение (или запрещение) взлетов и посадок самолетов в ночное время и другие организационные меры .

Защита от электромагнитных полей и излучений

Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия электромагнитных полей от линий электропередач (ЛЭП) — создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в зависимости от напряжения ЛЭП. Данная мера требует отчуждения больших территорий и исключения их из пользования в некоторых видах хозяйственной деятельности.

Уровень напряженности электромагнитных полей снижают также с помощью устройства различных экранов, в том числе из зеленых насаждений, выбора геометрических параметров ЛЭП, заземления тросов и других мероприятий. В стадии разработки находятся проекты замены воздушных линий ЛЭП на кабельные и подземной прокладки высоковольтных линий.

Для защиты населения от неионизирующих электромагнитных излучений, создаваемых радиотелевизионными средствами связи и радиолокаторами, также используется метод защиты расстоянием. С этой целью устраивают санитарно-защитную зону, размеры которой должны обеспечить предельно допустимый уровень напряженности поля в населенных местах. Коротковолновые радиостанции большой мощности (свыше 100 кВт) размещают вдали от жилой застройки, вне пределов населенного пункта.

Защита от биологического воздействия

Предупреждение, своевременное выявление, локализация и устранение биологического загрязнения достигается комплексными мерами, связанными с противоэпидемической защитой населения. В число мер входят санитарная охрана территории, введение в необходимых случаях карантина, постоянный эпиднадзор за циркуляцией вирусов, эколого-эпидемиологические наблюдения, слежение и контроль за очагами опасных вирусных инфекций.

С позиции биобезопасности существенно важно также предварительное обоснование и прогнозирование возможных последствий, в частности, интродукции и акклиматизации новых для данной территории видов растений и животных.

Запрещается применение и разведение биологических объектов, не свойственных природе соответствующего региона, а также полученных искусственным путем, без разработки мер предотвращения их неконтролируемого размножения. В организационном плане требуются срочные меры по организации в России вирусологической службы.

Важное значение для обеспечения биобезопасности и сохранения биоразнообразия имеют также профилактические меры по недопущению переноса генетической информации от домашних форм к диким видам и сокращению риска генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
11286.		ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	34.92 KB
	Местными программами действий по охране природной среды предусматриваются меры по достижению реальных позитивных конфигураций охраны естественной среды и усовершенствования общественно-финансового состояния людей путем осуществления мер по сохранению состояния находящейся вокруг среды
19940.		Воздействие металлургических предприятий на окружающую среду	225.32 KB
	Предприятия черной металлургии «специализируются», прежде всего, на оксиде углерода, которого выбрасывают в воздух по 1,5 млн. тонн в год. Производители цветных металлов больше «предпочитают» диоксид серы, которым обогащают атмосферный воздух на 2,5 млн. тонн ежегодно. Всего металлургические предприятия выбрасывают в атмосферу 5,5 млн. тонн загрязняющих веществ. Все это в итоге выпадает на головы жителей крупных металлургических центров. Существуют регионы, для которых присутствие металлургического комбината становится главной
7645.		ТОКСИЧНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ И МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	74.61 KB
	Токсическими компонентами отработавших газов являются: окись углерода; окись и двуокись азота; сернистый газ и сероводород; кислородосодержащие вещества в основном альдегиды; углеводороды бензапирен является наиболее токсичным углеводородом превосходящим даже СО; соединения свинца и т. Кроме токсических составляющих отработавших газов в атмосферу в двигателях с искровым зажиганием выбрасываются картерные газы пары бензина из бака и карбюратора. Таблица Удельное содержание вредных веществ в отработавших газах Вещества г кВтч...
1129.		ВЛИЯНИЕ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	24.24 KB
	Определить функцию ошибки среднеквадратичное отклонение меру ошибки регрессионной модели. Построить линейную регрессионную модель и меру ошибки регрессионной модели. Искомое уравнение линейной регрессии имеет вид: Ошибка ei для каждой экспериментальной точки определяется как расстояние по вертикали от этой точки до линии регрессии ei Функция ошибки: Обычно мерой ошибки регрессионной модели служит среднее квадратичное отклонение: Для нормально распределенных процессов приблизительно 80 точек находится в пределах...
8876.		Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу	191.31 KB
	Антропогенные воздействия на гидросферу Загрязнение гидросферы Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы когда в мире еще в большей степени возрастаем воздействие человека на гидросферу это выражается в проявлении такого страшного зла каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.
18270.		Влияние автомобильного транспорта на городскую окружающую среду	754.33 KB
	В этой связи выгодное географическое расположение Казахстана целесообразно использовать для прохождения грузопотоков между Европой и Азией что содействует увеличению доходов в бюджеты транспортных компаний и госбюджет Казахстана. К концу века возникла повсеместно проявила себя и накрепко обосновалась новая угроза жизненно важным интересам личности общества государства - реальная экологическая опасность для жизнедеятельности связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации. Для сравнения: окружность Земли по экватору...
20361.		ВЛИЯНИЕ ПЕРВОМАЙСКОГО ЦЕМЕНТНОГО ЗАВОДА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	241.04 KB
	В настоящее время в отвалах полигона размещают следующие производственные отходы: пыль уловленная электрофильтрами вращающихся печей строительные отходы древесные опилки опочный камень. Размеры кусковой породы на входе в дробилку составляют 950 мм на выходе до 150 мм пыль выделяемая в процессе дробления улавливается 2-х ступенчатой системой очистки. Вся уловленная пыль мергеля от щековой молотковой дробилок и узлом перегрузки дробленого сырья в замкнутом цикле без промежуточной стадии хранения возвращается...
3885.			21.72 KB
	Самое отрицательное воздействие производства на окружающую природную среду - это ее загрязнение, во многих районах мира достигающее критического значения для устойчивости экосистем и здоровья людей уровня.
17505.		Влияние БАЭС на окружающую среду и биологическая реабилитация водохранилища	14.94 MB
	Исследованы экологические отчеты специалистов БАЭС за несколько последних лет, а также информация подготовленная сотрудниками Воронежской ООО НПО «Альгобиотехнология» при проведении биологической реабилитации Белоярского водохранилища, документация, заявленная при проведении госзакупок на обслуживание плотины БАЭС.
625.		Понятие вибрации. Воздействие вибрации на организм человека. Способы защиты от вредного воздействия вибрации	10.15 KB
	Понятие вибрации. Воздействие вибрации на организм человека. Способы защиты от вредного воздействия вибрации. По способу передачи на человека вибрации подразделяются на общую передающуюся через опорные поверхности на тело человека и локальную передающуюся через руки человека.

Национальный горный университет

Реферат
по дисциплине
«Экология и охрана окружающей среды»

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ на окружающую среду

Днепропетровск
2010

П Л А Н

Введение. Актуальность проблемы.
Виды антропогенного воздействия
Антропогенное загрязнение атмосферы
Антропогенное загрязнение воды
Антропогенное загрязнение почвы
Радиационное загрязнение среды
Шумовое загрязнение среды
Биологическое загрязнение среды
Методы борьбы с антропогенным воздействием на окружающую среду

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние цивилизации характеризуется быстрыми и неблагоприятными изменениями окружающей среды, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Эти изменения однозначно связаны с увеличением антропогенного давления на биосферу. Главным проявлением этого давления является разрушение человеком естественных экосистем в ходе хозяйственной деятельности, объем которой пропорционален экспоненциально растущей численности населения Земли.
Несмотря на однозначную связь между разрушением естественных природных систем и деградацией приемлемой для человека окружающей среды, никаких существенных изменений в стратегии взаимодействия человека и природы не происходит. Можно было бы ожидать, что сигнал о необходимости таких изменений поступит от научной мировой общественности, поскольку именно последняя владеет огромной фактической информацией об особенностях функционирования живых систем и их мощного стабилизирующего воздействия на окружающую среду. Примерами могут служить регуляция режима осадков на суше лесными экосистемами, регуляция концентрации атмосферного углерода экосистемами океана посредством биотического насоса, поддержание глобальной биотой устойчивости приемлемой для жизни среднеглобальной температуры Земли и проч. Однако ученые, готовые предупредить человечество об опасности разрушения (освоения) естественных экосистем и необходимости немедленных мер по сокращению антропогенного воздействия на такие системы, составляют очень небольшую часть научной общественности.
Разрушая естественные сообщества и изменяя генетическую информацию видов в своих целях, человек разрушает биотическое управление окружающей средой и ставит окружающую среду Земли перед угрозой потери устойчивости и быстрого скатывания в непригодные для жизни физически устойчивые состояния.
В то же время современная естественная наука физическую устойчивость приемлемой для жизни окружающей среды принимает как аксиому. Такая парадигма отношения естественной науки к живой природе сформировалась в течение золотого века человечества, когда антропогенное разрушение биосферы было столь слабым, что никаких глобальных процессов неблагоприятного изменения окружающей среды не происходило. Это создавало впечатление того, что пригодная для жизни среда поддерживается сама собой. Это впечатление, облаченное в научные термины, стало основой для адаптационной концепции эволюции, согласно которой организмы не регулируют свою среду, а приспосабливаются к произвольно меняющейся окружающей среде.
В настоящее время среда обитания человека потеряла устойчивость, так как большая часть обеспечивающих эту устойчивость естественных экосистем нарушена. Принципиально важной стала задача определения мощности стабилизирующего воздействия естественных экосистем, чтобы восстановить их до уровня, при котором устойчивость глобальной окружающей среды будет восстановлена. Однако естественная наука продолжает руководствоваться старой парадигмой. Считается, что живые организмы в течение всего периода существования жизни приспосабливались к произвольно меняющейся окружающей среде. Поэтому предполагается, что большая часть из них смогут приспособиться и к современным условиям антропогенного освоения биосферы. Ускоряющееся вымирание многих видов также может рассматриваться как естественный эволюционный процесс, подобный, например, вымиранию динозавров. Именно поэтому до сих пор не существует научно-обоснованной стратегии сохранения биоразнообразия, которое в настоящее время предлагается сохранять в ничтожных по площадях зоопарках и заповедниках. Сколько видов сохранить и каких, решается произвольно, часто на эмоциональной или экономической основе. Такое отсутствие концептуальной поддержки со стороны естественной науки сильно подрывает природоохранные движения.
Иными словами, современная естественная наука поддерживает и оправдывает современное человечество в его эксплутационной политике по отношению к живой природе, несмотря на очевидность того, что эта политика приводит к деградации окружающей среды в глобальном масштабе. Причиной такого положения вещей является запаздывание развития теоретических принципов естественной науки по сравнению с быстро меняющейся ситуацией в мире.

1. Виды антропогенного воздействия

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.
Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.
К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее в течение миллиардов лет.
Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:
рост потребления природных ресурсов при их сокращении;
рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;
деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;
возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;
сокращение биологического разнообразия;
возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;
недостаточный уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.
Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.).
Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки и др.) и антропогенные.
Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, в том числе и для популяции самого человека, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Выделяют следующие виды загрязнения: химические, физические и биологические.
Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:
- ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т.д.);
- параметрическое загрязнение – изменения качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);
- биоценотическое загрязнение вызывает нарушение состава и структуры популяций (перепромысел, намеренная интродукция и акклиматизация видов и т.д.);
- стациалъно-деструкционное загрязнение (стация – место обитания популяции, деструкция – разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и проч.)
Количество загрязнителей, т.е. веществ, ухудшающих качество окружающей среды, в мире огромно, и число их постоянно растет по мере развития новых технологических процессов. По мнению ученых, как в локальном, так и в глобальном масштабах «приоритетны» следующие загрязнители:
диоксид серы, образующий серную кислоту и сульфаты, попадающие на растительность, почву и в водоемы;
некоторые канцерогенные вещества, в частности, бензпирен;
нефть и нефтепродукты в морях и океанах;
хлорорганические пестициды (в сельских районах);
оксид углерода и оксиды азота (в городах).
К наиболее опасным загрязнителям относят также диоксины и фураны, радиоактивные вещества и тяжелые металлы.
Диоксины и фураны принадлежат к группе высокотоксичных экотоксикаторов – полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов. Даже в весьма незначительных дозах (106 мкг/кг) диоксины и фураны губительно действуют на человеческий организм, вызывая канцерогенные, иммунные, эмбриотоксичные и другие заболевания.
Радионуклиды (радиоактивные вещества) в количествах, превышающих естественный уровень их содержания в окружающей среде, вызывают весьма опасное для человека и природных экосистем радиоактивное загрязнение. Среди радиоактивных элементов наиболее токсичны для человечества и всей экосферы стронций-90, цезий-137, йод-131, углерод-14 и др. Главную радиационную опасность сегодня представляют радиоактивные осадки, которые образовались от более чем 400 ядерных взрывов, произошедших в мире с 1945 по 1996 гг., аварий и утечек в ядерно-топливном цикле, а также запасы ядерного оружия и радиоактивные отходы.
С каждым годом все большую угрозу для человека и природных биотических сообществ представляет загрязнение среды тяжелыми металлами, т.е. металлами с большим атомным весом. Особенно опасны ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и некоторые другие, которые способны накапливаться в трофических цепях и оказывать высокотоксичное действие на организм.

2. Антропогенное загрязнение атмосферы

Всем известно, что человек может находиться без воздуха всего лишь около 5 минут, при этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.
Жизнь на Земле всегда сопровождалась природным загрязнением атмосферы, которое связано с различными испарениями, вулканизмом, дегазацией глубинных расплавов и растворов.
Антропогенное загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием всех видов природного топлива, деятельностью металлургических, химических предприятий.
К примеру, в настоящее время в атмосферу Земли выбрасывается примерно 20 млрд. тонн углекислого газа, 150 млн. тонн окиси серы (36 млн. тонн за счет природных источников), до 53 млн. тонн окиси азота (30 млн. тон природное поступление), миллионы тонн фтористых соединений, ртути, фреонов и других токсичных и вредных веществ.
Основными антропогенными загрязнителями атмосферы являются углекислый и угарный газы, различные углеводороды, окись серы, окись азота, тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, хром, ртуть и др.), различные аэрозоли, фотохимические окислители, озон, метан (от сельскохозяйственной деятельности) и др.
Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных.
Пыль, содержащая диоксид кремния (Si02), вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедаю т слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.
Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при остром отравлении возможен летальный исход. Соединения углекислого и угарного газов с гемоглобином крови образуют карбоксигемоглобин, который распадается в 300 раз медленнее оксигемоглобина (соединение кислорода с гемоглобином), в результате гемоглобин крови теряет способность присоединять кислород, что ведет к нарушению процесса дыхания и тяжелому состоянию организма человека: угару и параличу дыхания, т.е. к летальному исходу. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен для страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

3. Антропогенное загрязнение воды

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. Существует две категории использования воды – водопользователи и водопотребители. Водопользователи используют воду для своей деятельности (транспорт, рыбное хозяйство). Водопотребители используют воду в целях производственных, технологических и жизнеобеспечения. В настоящее время потребность населения Земли в воде составляет 18700 км3, из них 38% расходуется на ирригацию, 9% на промышленность, 3% на бытовые нужды, 48% на разбавление сточных вод и 2% на другие потребности.
На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, это выражается в химическом и бактериальном загрязнении вод.
Все загрязняющие воду вещества делятся на группы:
органические вещества сельского хозяйства, бытовых и промышленных стоков (их окисление происходит под воздействием кислорода);
болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных стоках городов и животноводческих ферм;
азот и фосфор из бытовых и сельскохозяйственных стоков, что увеличивает содержание нитратов и нитритов в водоемах;
тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды, моющие вещества, фенолы.
В результате спецзахоронений в морские воды поступают радиоактивные и химические вещества. Так, в период с 1945 по 1948 гг. на территории Германии было обнаружено почти 300 тыс. тонн химических боеприпасов. Американцы в своем секторе нашли 93 995 тонн, англичане – 122 508, французы – 9 100, в советской зоне – 70 500. По решению тройственной комиссии стран-победительниц больше половины всех отравляющих веществ было затоплено в водах Балтийского моря, которые там покоятся до сих пор.
Нефтяные загрязнения происходят за счет сбросов в океанические воды нефтепродуктов – до 6 млн. т/г., являющихся аварийными при транспортировке и добыче нефти в морях. Нефть поступает в морские воды с речными стоками. В результате 2–4 % поверхности Тихого и Атлантического океанов покрыты нефтяной пленкой.
Дампинг – сброс отходов в морские воды. Ежегодно вывозятся на судах и сбрасываются в океанические воды до 6 млрд. тонн различных промышленных отходов: отстой сточных вод, строительный мусор, старая взрывчатка, жидкие радиоактивные и химические отходы.
C коммунальными и промышленными отходами (стоками) в воды морей выбрасываются бактериально зараженные воды, что ведет к биологическому загрязнению прибрежных вод; с промышленными стоками выбрасываются тяжелые металлы, мышьяк, ртуть и др.
Раскисление прибрежных акваторий происходит в результате выпадения «кислых» дождей, что вызывает подкисление прибрежных вод и, как следствие, ведет к невозможности размножения морских животных, рыбы. Все это уменьшает количество морепродуктов, которые в этих районах являются основным продуктом питания для населения.
Острой проблемой современности является нехватка пресной воды. Запас доступных пресных вод мира, сосредоточенных в реках, озерах, подземных водах на глубине до 1 км, составляет примерно 3 млн. км3. Таких запасов сейчас и в будущем хватило бы на нужды 20–25 млрд. человек, но вода распределена на Земле неравномерно и уже сейчас люди испытывают дефицит воды. Так, в странах «третьего мира» ежегодно умирает от потребления грязной воды примерно 9 млн. человек. Примерно 1 млрд. человек не имеет необходимого количества воды, и в мире нет механизма ее распределения.
Загрязнение вод происходит в результате дампинга, загрязнений (нефтяными и речными стоками), спецзахоронений, сброса коммунальных и сточных вод, раскисления прибрежных акваторий кислыми дождями.
Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода – планктон – рыбы – человек или вода – почва – растения – животные – человек и т.д. В современных условиях увеличивается опасность таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.

4. Антропогенное загрязнение почвы

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. Человек, по гениальному предвидению В.И. Вернадского, стал «крупнейшей геологической силой», под действием которой меняется лик Земли.
Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к предельно возможному. На начало 90-х гг. извлечено 125 млрд. тонн угля, 32 млрд. тонн нефти, более 100 млрд. тонн других полезных ископаемых. Распахано земель более 1500 млн. га, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за 100 лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов более 25 млн. га.
Почва – природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва – это образование, которое обеспечивает население всего мира продуктами питания.
Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений – токсикантов – пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов и чреваты тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных – лишь в течение двух-трех суток.
Нитраты – соли азотной кислоты, а нитриты – соли азотистой кислоты. Нитриты легко окисляются в соответствующие нитраты. Концентрация нитритов в окружающей среде довольно низка, а нитратов – высока. Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры широко используются в качестве удобрений. В результате в природе образуются канцерогенные нитрозоосоединения, которые приводят к онкологическим заболеваниям, мутагенным явлениям.
Основные загрязнители почвы:
1) пестициды (ядохимикаты);
2) минеральные удобрения;
3) отходы и отбросы производства;
4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
5) нефть и нефтепродукты.
Рост народонаселения в ХX в. потребовал увеличения производства продуктов питания, что вызвало сдвиги в сельском хозяйстве: произошла «зеленая революция». Все объясняется тем, что достигнут предел биологической продуктивности почвы и дальнейшее повышение урожайности возможно применением большого количества минеральных удобрений. Сейчас в почвах мира хранится примерно 50 млн. тонн минеральных удобрений и порядка 3 млн. тонн различных ядохимикатов, которые смываются поверхностными водами, разносятся ветром и в результате создают геохимические аномалии. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, разрушение трофических цепей и т.д.

5. Радиационное загрязнение среды

К числу особых видов антропогенного воздействия на биосферу, способных оказать влияние на здоровье человека, относятся:
загрязнение среды опасными отходами;
шумовое воздействие;
биологическое воздействие;
воздействие электромагнитных полей и излучений.
И некоторые другие виды воздействий.
Одной из наиболее острых экологических проблем является загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления и, в первую очередь, опасными отходами. Отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Они подразделяются на бытовые и промышленные (производственные) и могут находиться в твердом, жидком и, реже, в газообразном состоянии.
Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т.д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды.
В России к опасным отходам относят около 10 % от всей массы твердых отходов.
Наибольшую угрозу для человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бензапирен и некоторые другие вещества.
Радиоактивные отходы – продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.
Радиоактивные элементы, например, стронций-90, вызывают стойкие нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма, Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность в течение 10–100 млн. лет.
Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками, как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной и электротехнической промышленности, при обезвреживании воды хлорированием, при производстве пестицидов.

6. Шумовое загрязнение среды

Шумовое воздействие – одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. В современных условиях, в урбанизированных зонах развитых стран мира, шум приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.
В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц – инфразвуком, от 20 000 до 1*109 – ультразвуком и свыше 1*109 – гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16–20 000 Гц. Единица измерения громкости (силы) звука, равная 0,1 логарифма отношения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом (дБ). Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.
Звуковой дискомфорт, как правило, создают не природные звуки, а антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности и производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т.д. Высокие уровни шума (>60 дБ) вызывают жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110–120 дБ считаются болевым порогом, а уровень шума свыше 130 дБ – разрушительный для органа слуха предел. При силе шума в 180 дБ в металле замечены трещины.
Основные источники антропогенного шума – транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный), промышленные предприятия и бытовое оборудов ание. Наибольшее воздействие на окружающую среду от автотранспорта – 80% от общего шума. В Москве, Санкт-Петербурге и в других крупных городах уровень шума от транспорта днем достигает 90–100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ, при предельно допустимом уровне шума для ночного времени – 40 дБ.
Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно 35 млн. человек (или 30% городского населения) подвержены воздействию транспортного шума, превышающего нормативы. От авиационного шума страдают несколько миллионов человек: авиационный шум с максимальным уровнем 75 дБ фиксируется на расстоянии более 10 км от аэропорта. Шумовое воздействие – одна из наиболее острых экологических проблем современности: более половины населения Западной Европы проживает в районах с уровнем шума 55–70 дБ.
Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется. Неблагоприятно влияют на внутренние органы и психическую сферу человека, и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц. Инфразвуки вызывают у людей состояние, аналогичное морской болезни, особенно при частоте менее 12 Гц.

7. Биологическое загрязнение среды

8. Методы борьбы с антропогенным воздействием на окружающую среду

Различие между неблагоприятным и природными и антропогенными факторами с практической точки зрения состоит в возможности влияния на сами источники (причины) таких факторов. Природные факторы обычно действуют независимо от желаний людей, и исключить их возникновение, как правило, не удается. Тем не менее, вполне реально предотвращать вредные последствия их локального действия. Например, невозможно предотвратить само появление паводковых вод, но вполне возможно, возведя дамбу, исключить затопление конкретной территории. Невозможно изменить засушливый климат, но можно, соорудив оросительную систему, создать благоприятные условия для земледелия в данной местности и т.д. Следует лишь отметить, что такие мероприятия требуют продуманности и научно обоснованного прогноза будущих изменений экологической обстановки. В противном случае построенное природоохранное сооружение может породить совсем не те последствия, которые ожидали авторы проекта и принести больше вреда, чем пользы. Антропогенные факторы, напротив, можно не только "обезвреживать", но и почти полностью исключать. Например, загрязнение водоема сточными водами промышленного предприятия можно предотвращать не только путем строительства очистных сооружений, но и путем устранения самих стоков, например перевода предприятия на замкнутую систему технического водоснабжения, при которой сброса сточных вод практически не будет совсем.
Большие перспективы открывает организация промышленности, когда отходы одного предприятия становятся сырьем для другого.
На общегосударственном (макроэкономическом) уровне большое влияние на экологическую обстановку оказывает сама структура экономики. Чем больше В стране или регионе превалируют обрабатывающие отрасли, чем глубже переработка сырья, тем меньше потребляется природных ресурсов, меньше отходов и соответственно меньше наносится вреда окружающей среде. В зависимости от характера проводимых мероприятий борьба с антропогенными факторами разделается натри части (направления), показанными на рисунке.

Прямые природоохранные мероприятия включают традиционные способы борьбы с отходами (возведение очистных сооружений, фильтров, организация свалок и т.д.)- Они представляют наименее эффективное направление в силу того, что они являются борьбой не с причинами, а со следствиями загрязнений окружающей среды. Практика показывает, что очистные сооружения далеко не всегда справляются с возлагаемыми на них задачами (особенно в условиях роста промышленного производства). Они требуют систематической реконструкции, ремонтов, на что часто не хватает денег. Тем не менее, это направление не утратило своего значения в силу простоты и проработанности применяемых решений.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества - как органического, живого, так и минерального, костного.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом.

Антропогенные воздействия на окружающую среду

Обладание фактами есть знание; использование их есть мудрость;

выбор их есть образование. Знания - это не сила, а сокровища и,

подобно сокровищам, они имеют ценность при расходовании (Томас Джефферсон)

1. Понятие и основные виды антропогенных воздействий

Антропогенный период, т.е. период, в котором возник человек, является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете. А если вспомнить о непродолжительности времени существования человека по сравнению с жизнью планеты, то значение его деятельности предстанет еще яснее.

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.

Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на: положительные и отрицательные (негативные) . К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых.

К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее в течение миллиардов лет.

Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д.

К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

Рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

Рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;

Деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;

Возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

Сокращение биологического разнообразия;

Возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

Недостаточный уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды.

Антропогенные воздействия можно разделить на разрушительные , стабилизирующие и конструктивные .

Разрушительное (деструктивное) - приводит к утрате, часто невосполнимой, богатств и качеств природной среды. Это охота, вырубка и выжигание лесов человеком - Сахара вместо леса.

Стабилизирующее - это воздействие целенаправленное. Ему предшествует осознание экологической угрозы конкретному ландшафту - полю, лесу, пляжу, зеленому наряду городов. Действия направляются на замедление деструкции (разрушения). Например, вытаптывание пригородных лесопарков, уничтожение подроста цветущих растений можно ослабить, разбивая дорожки, образуя места для короткого отдыха. В сельскохозяйственных зонах проводят почвозащитные мероприятия. На городских улицах высаживают и высеивают растения, устойчивые к действию транспортных и промышленных выбросов.

Конструктивное (например, рекультивация) - действие целенаправленное, его результатом должно стать восстановление нарушенного ландшафта, например лесовосстановительные работы либо воссоздание искусственного ландшафта на месте безвозвратно утраченного. Примером может служить очень трудная, но необходимая работа по восстановлению редких видов животных и растений, по облагораживанию зоны горных выработок, свалок, превращению карьеров и терриконов в зеленые зоны.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделил пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

Упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

Концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

Рост ядовитых отходов от химических производств;

Введение в экосистему новых видов;

Появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер после действия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Загрязнение называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасно для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.) теплоэнергетика, сельскохозяйственное производство и др. технологии.

Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такие проекты преобразования природной среды, о которых еще сравнительно недавно не смел и мечтать.

2. Общее понятие э кологического кризиса

Экологический кризис - особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Основные причины кризиса:

Биотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов (например, увеличение температуры или уменьшение количества дождей).

Биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (или популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или из-за перенаселения.

Под экологическим кризисом в настоящее время понимают критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных - отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Понятие глобального экологического кризиса сформировалось в 60 - 70 годы ХХ века.

Революционные изменения в биосферных процессах, которые начались в XX веке, привели к бурному развитию энергетики, машиностроения, химии, транспорта, к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Кризис может быть глобальным и локальным.

Становление и развитие человеческого общества сопровождались локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно, как тень, сопровождали негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам.

Но ранее имели место локальные и региональные кризисы, поскольку само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер, и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху. антропогенный воздействие экологический кризис

Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным. Решение этой проблемы можно достигнуть только минимизацией загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым экосистемы будут в состоянии справиться самостоятельно.

В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

Сейчас уже очевидно для всех, что экологический кризис -- понятие общеглобальное и общечеловеческое, касающееся каждого из населяющих Землю людей.

Последовательное решение насущных экологических проблем должно привести к снижению негативного воздействия общества на отдельные экосистемы и природу в целом, включая человека.

3. История антропогенных экологических кризисов

Свидетелями первых великих кризисов - возможно, самых катастрофических - были только микроскопические бактерии, единственные обитатели океанов в первые два миллиарда лет существования нашей планеты. Одни микробные биоты погибали, другие - более совершенные - развивались из их остатков. Около 650 миллионов лет назад в океане впервые зародился комплекс крупных многоклеточных организмов - Эдиакарская фауна. Это были странные мягкотелые существа, непохожие ни на кого из современных обитателей моря. 570 миллионов лет назад, на рубеже протерозойской и палеозойской эр, эта фауна была сметена очередным великим кризисом.

Вскоре сформировалась новая фауна - кембрийская, в которой впервые основную роль стали играть животные с твердым минеральным скелетом. Появились первые рифостроящие животные - загадочные археоциаты. После короткого расцвета археоциаты бесследно исчезли. Только в следующем, ордовикском периоде начали появляться новые рифостроители - первые настоящие кораллы и мшанки.

Еще один великий кризис наступил в конце ордовика; затем еще два подряд - в позднем девоне. Каждый раз при этом вымирали самые характерные, массовые, господствующие представители подводного мира, в том числе рифостроители.

Крупнейшая катастрофа произошла в конце пермского периода, на рубеже палеозойской и мезозойской эр. На суше тогда произошли сравнительно небольшие перемены, но в океане погибло почти все живое.

Всю следующую - раннетриасовую - эпоху моря оставались практически безжизненными. В раннетриасовых отложениях до сих пор не обнаружено ни одного коралла, а такие важные группы морских обитателей, как морские ежи, мшанки и морские лилии представлены мелкими единичными находками.

Только в середине триасового периода подводный мир начал понемногу восстанавливаться.

Экологические кризисы случались как до появления человечества, так и во время его существования.

Первобытные люди жили племенами, занимались собирательством плодов, ягод, орехов, семян и другой растительной пищи. С изобретением орудий труда и оружия они стали охотниками и начали употреблять мясную пищу. Можно считать, что это был первый в истории планеты экологический кризис, поскольку началось антропогенное воздействие на природу -- вмешательство человека в естественные трофические цепи. Иногда его называют кризисом консументов. Однако биосфера выдержала: людей было еще мало, а освободившиеся экологические ниши заняли другие виды.

Следующим шагом антропогенного воздействия было одомашнивание некоторых видов животных и выделение пастушеских племен. Это было первое историческое разделение труда, которое давало людям возможность более стабильно, по сравнению с охотой, обеспечивать себя пищей. Но одновременно преодоление этой ступени эволюции человека было и следующим экологическим кризисом, поскольку одомашненные животные вырывались из трофических цепей, их специально охраняли, чтобы они давали больший, чем в естественных условиях, приплод.

Около 15 тыс. лет назад возникло земледелие, люди перешли к оседлому образу жизни, появились собственность и государство. Очень быстро люди сообразили, что наиболее удобным способом очистки земель от леса для распашки было выжигание деревьев и прочей растительности. К тому же зола является хорошим удобрением. Начался интенсивный процесс обезлесения планеты, который продолжается и поныне. Это был уже более крупный экологический кризис -- кризис продуцентов. Стабильность обеспечения людей пищей возросла, что позволило человеку преодолеть действие ряда лимитирующих факторов и выиграть в конкурентной борьбе с другими видами.

Примерно в III веке до н.э. в древнем Риме возникло поливное земледелие, изменившее гидробаланс естественных водных источников. Это был очередной экологический кризис. Но биосфера снова выстояла: людей на Земле все же было сравнительно мало, а площадь поверхности суши и число пресноводных источников было еще довольно велико.

В ХVII в. началась промышленная революция, появились машины и механизмы, которые облегчили физический труд человека, однако это привело к быстро возрастающему загрязнению биосферы отходами производства. Однако биосфера все еще имела достаточный потенциал (его называют ассимиляционным), чтобы противостоять антропогенным воздействиям.

Но вот пришел ХХ век, символом которого стала НТР (научно-техническая революция); вместе с этой революцией ушедший век принес и небывалый ранее глобальный экологический кризис.

Экологический кризис ХХ в. характеризует колоссальный масштаб антропогенного воздействия на природу, при котором ассимиляционного потенциала биосферы уже не хватает для его преодоления. Нынешние экологические проблемы имеют не национальное, а планетарное значение.

Во второй половине ХХ в. человечество, которое до сих пор воспринимало природу только как источник ресурсов для своей хозяйственной деятельности, постепенно начало осознавать, что дальше так продолжаться не может и надо что-то предпринимать для сохранения биосферы.

4. Пути выхода из глобального экологического кризиса

Анализ экологического и социально-экономической обстановки позволяет выделить 5 основных направлений выхода из глобального экологичес кого кризиса:

Экология технологий;

Развитие и совершенствование экономики механизма охраны окружающей среды;

Административно-правовое направление;

Эколого-просветительное;

Международно-правовое;

Все компоненты биосферы охранять надо не по отдельности, а в целом как единую природную систему. Согласно Федерального закона об «охране окружающей среды» (2002г.) основными принципами охраны окружающей среды является:

Соблюдение прав человека на благоприятную окружающую среду;

Рациональное и не расточительное природопользование;

Сохранение биологического разнообразия;

Платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде;

Обязательное проведение государственной экологической экспертизы;

Приоритет сохранения естественных экосистем природных ландшафтов и комплексов;

Соблюдение прав каждого на достоверную информацию о состоянии окружающей среды;

Важнейшим природоохранным принципом является научно - обоснованное сочетание экономических, экологических и социальных интересов (1992г.)

Заключение

В заключении можно отметить, что в процессе исторического развития человечества менялось, его отношение к природе. По мере развития производительных сил шло все большее наступление на природу, ее покорение. По своему характеру такое отношение можно назвать практически-утилитарным, потребительским. Это отношение в современных условиях проявляется в наибольшей степени. Поэтому дальнейшее развитие и социального прогресса настоятельно требует гармонизации отношений общества и природы за счет уменьшения потребительского и возрастания рационального, усиления этического, эстетического, гуманистического к ней отношения. А это возможно благодаря тому, что, выделившись из природы, человек начинает к ней относиться также и этически, и эстетически, т.е. любит природу, наслаждается и восхищается красотой и гармонией природных явлений.

Поэтому воспитание чувства природы, является важнейшей задачей не только философии, но и педагогики, решать которую следует уже с начальной школы, ведь приобретенные в детстве приоритеты в будущем проявят себя в качестве норм поведения и деятельности. А значит, появляется больше уверенности в том, что человечество сможет достичь гармонии с природой.

И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире взаимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда.

Список использованной литературы

1. Киселев В.Н. Основы экологии, 1998. - 367с.

2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Агентство "ФАИР", 2006,-- 320 с.

3. Экология и безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие под редакцией Д.А. Кривошеина, Л.А. Муравья. -2000. - 447 с.

4. Ремерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990. - 637 с.

5. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда: учебник для студентов вузов - 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Исследование проблем бродячих собак и свалок в городах. Обзор методов переработки твердых бытовых отходов и уменьшения шумового загрязнения населенных пунктов. Влияние ГЭС на окружающую среду. Характеристика антропогенных преобразований природных систем.

реферат , добавлен 19.10.2012


Антропогенные экологические факторы как факторы, связанные с влиянием человека на окружающую природную среду. Преобладающие загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности. Особенности антропогенных систем и антропогенные воздействия на биосферу.

реферат , добавлен 06.03.2009


Оценка воздействия предприятия на окружающую среду в отношении планируемой хозяйственной деятельности. Основные виды экологического ущерба, причиняемого переработкой сельскохозяйственной продукции. План мероприятий по уменьшению экологического ущерба.

курсовая работа , добавлен 04.02.2016


Организационно-правовые основы оценки воздействия на окружающую среду. Изучение состояния и тенденций развития системы экологической экспертизы в России. Порядок организации, стадии и основные этапы проведения оценки воздействия на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 08.02.2016


Проблемы потребления ресурсов и воздействия на окружающую среду хлебопекарного производства. Потребление природных ресурсов при производстве хлебной продукции. Методы снижения энергопотребления и воздействия на окружающую среду специальных процессов.

курсовая работа , добавлен 12.01.2014


Характеристика существующего состояния объекта исследования, оценка негативного воздействия его деятельности на окружающую среду, поверхностные и подземные воды. Рациональное использование природных ресурсов на период строительства и эксплуатации.

курсовая работа , добавлен 07.12.2014


Цели, задачи, основные принципы и субъекты процедуры оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Необходимость и характеристика методов проведения ОВОС для мелиоративных систем. ОВОС деятельности дождевальной машины Кубань-Л в Воронежской области.

реферат , добавлен 17.12.2010


Проведение противодеформационных работ на железной дороге и оценка воздействия ремонтной техники на окружающую среду. Разработка мероприятий и рекомендаций по снижению негативного воздействия оборудования на геологическую среду и атмосферный воздух.

дипломная работа , добавлен 13.01.2011


Характеристика и методы оценки воздействия на окружающую среду, которая производится в целях определения экологических и иных последствий вариантов принимаемых управленческих и хозяйственных решений. Государственное регулирование в сфере недропользования.

курсовая работа , добавлен 18.03.2010


Кругооборот химических веществ из неорганической среды. Сущность большого (геологического) круговорота. Описание циркуляции веществ в биосфере на примере углерода, азота, кислорода, фосфора и воды. Антропогенные воздействия на окружающую природную среду.