Воздействие человека на биосферу

1.1. Антропогенные воздействия на биосферу

Антропогенные экологические факторы - факторы, связанные с влиянием человека на окружающую природную среду.

Человек с самого начала своего существования оказывал влияние на при-роду. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный биологический вид, как животное и в целом входил в состав экосистемы как ее основной элемент. Уже в первобытном обществе экологическое равновесие поддерживалось стихийным путем при кочевании сообществ людей после исчерпания растительных и животных ресурсов на месте прежнего обитания, либо удалением местопроживания людей друг от друга на расстоянии, достаточное для устойчивого функционирования экологических систем. Свой негативный вклад в это устойчивое функционирование вносили болезни, низкая продолжительность жизни, небольшая численность людей.

Этот период зарождения взаимодействий человека и природы можно отнести к стихийному. Человек в основном использовал окружающие его ресурсы и практически не влиял ни на их количество, ни на их качество и не мог оказать какого-либо ощутимого воздействия на природу как в силу своей малочисленности, так и наличия какого-либо значимого средства влияния на компоненты среды.

Зачастую не было гармонии человека и природы и различие между сообществами людей по степени их развития сказывалось, лишь в степени воздействия на среду. Первобытные охотники и собиратели не только приспосабливались к природе и пользовались ее «дарами» в готовом виде, но иногда постигали некоторые закономерности, создавая, например, первые антропогенные ландшафты путем «земледелия с горящей головней». Таким способом пользовались аборигены Тасмании и Австралии, выжигавшие леса с целью повышения «удачливости» в охоте, но это в конце концов существенно изменило растительный покров, климат и вызвало активную почвенную эрозию, способствовав опустыниванию.

Сформировавшись, человеческое общество прошло следующие этапы взаимодействия с природой:

Переход к производству и применению орудий труда как первому звену взаимоотношений людей и природы;

Переход к искусственному производству энергии, расширившему возможности в преобразовании природы;

Промышленная и научно-техническая революция;

Искусственное воспроизводство и сохранение окружающей среды - протоносфера.

В конце второго тысячелетия рост численности населения, а главным образом качественный скачок в развитии науки и техники привели к тому, что антропогенные воздействия по своему значению для биосферы вышли на один уровень с естественными планетарного масштаба. Преобразования ландшафтов в города и иные поселения человека, в сельскохозяйственные угодья и промышленные комплексы охватили уже более 20% территории суши. Объем перемещаемого в процессе производственной деятельности вещества в настоящее время на порядок выше вовлеченного в естественные рельефообразующие процессы. Расход кислорода в промышленности и на транспорте составляет в масштабах всей биосферы порядка 10% планетарной продукции фотосинтеза; в некоторых странах техногенное потребление кислорода превышает его производство растениями. В наше время антропогенное воздействие становится направляющей силой эволюции экосистем (см. табл.2)

По А.Н.Тетиору, к антропогенным воздействиям относят все виды угнетающих природу воздействий, создаваемых техникой и непосредственно человеком. Антропогенные воздействия подразделяют на: - загрязнения - внесение в среду не характерных для нее новых физических, химических или биологических агентов (элементов, соединений, веществ, объектов) или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов; иногда считают, что загрязнение - это изъятие элементов из экосистем;

- технические преобразования и разрушения природных систем и ландшафтов - в процессе добычи природных ресурсов, при сельскохозяйственных работах, строительстве и т.д.;

- исчерпание природных ресурсов (полезные ископаемые, вода, воздух, биологические компоненты экосистем);

- глобальные климатические воздействия (изменения климата в связи с хозяйственной деятельностью человека);

- эстетические нарушения (изменение природных форм, неблагоприятные для визуального и иного восприятия; разрушение историко-культурных ценностей и т.д.). Таблица 2.

Таблица 2

Динамика показателей состояния окружающей среды

Наименование показателей	Существующее положение
Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу,млн т/год
Концентрация загрязняющих веществ в атмосферномвоздухе (в долях ПДК):
Объем сброса загрязненных промышленных сточных вод, м?/сут
Доля очистки поверхностного стока, %
Доля перерабатываемых твердых отходов, в том числе % от объема образования: производственные
Число жителей, проживающих в зонах акустического дискомфорта, млн. чел.
Обеспеченность зелеными насаждениями общего пользования м?/чел.
Площадь максимального уровня загрязнения почвенного покрова, тыс.га
Подтопление территории, тыс.га В том числе застроенной

В результате человек воздействует на биосферу и изменяет состав, круговорот и баланс веществ; тепловой баланс приповерхностной части Земли; структуру земной поверхности (при сельскохозяйственных работах, перемещении вскрытых пород; проходке карьеров, в результате застройки городов, при дорожном строительстве; при сооружении искусственных водоемов - каналов, водохранилищ, мелиорации и т.д.); истребляя, а также перемещая в новые места обитания ряд видов животных и сорта растений (табл.3).

В условиях антропогенных нагрузок для устойчивого функционирования экосистем человек должен сам играть роль компенсаторного регулятора, озеленяя землю в местах вырубленных лесов, очищая воду, воздух и т.д.

Таблица 3.

Главные загрязнители биосферы

1. ДИОКСИД УГЛЕРОДА	Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.
2. ОКСИД УГЛЕРОДА	Образуется при полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы
3. СЕРНИСТЫЙ ГАЗ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани.
4. ОКСИДЫ АЗОТА	Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности.
5. ФОСФАТЫ
	Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.
	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
	Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
9. ПЕСТИЦИДЫ	Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
10. РАДИАЦИЯ	Выше допустимых доз приводят к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям

Загрязнения. По Р.Парсону, загрязнения подразделяют в зависимости от типа, источника, последствий и мер контроля на сточные воды и другие нечистоты, поглощающие кислород; носители инфекции; вещества, представляющие питательную ценность для растений; минералы и неорганические кислоты и соли; твердые стоки; радиоактивные вещества и т.д. (табл.4).

Таблица 4.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ
Физическое	Химическое	Биологическое	Эстетическое
Тепловое	Химические соединения	Биотическое (биогенное)	Разрушение Природных ландшафтов
	Аэрозоли	Микробиологическое	Разрушение городских ландшафтов
Электромагнитное	Тяжелые металлы	Генная инженерия	Разрушение культурных памятников
Световое	Пестициды
Радиоактивное	Удобрения
Механическое	Поверхностно-активные вещества
	Пластмассы

Следует заметить, что принципиально загрязнения могут быть и естественными, возникающими в результате мощных природных процессов - извержение вулканов с огромными по массе выбросами пыли, пепла, газов, пара и т.д.; лесные и степные пожары; наводнения; пылевые и песчаные бури и т.п.

Необходимо остановиться на таком важном понятии как загрязнитель, которое широко используется в современной экологической и природной литературе. Под ним понимается любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (главным образом микроорганизмы), поступающий в окружающую среду или возникающий в ней в количестве, выходящем за рамки обычного, и вызывающий загрязнение среды. Выделяют естественные (природные), антропогенные, а также первичные (непосредственно из источника) загрязнения и вторичные (в ходе разложения первичных или химических реакций с ними). Еще различают стойкие (неразлагающиеся) загрязнители, которые аккумулируются в трофических цепях.

Поступление различных загрязнителей в природную среду может иметь ряд нежелательных последствий: нанесение ущерба растительности и животному миру (снижение продуктивности лесов и культурных растений, вымирание животных), нарушение устойчивости природных биогеоценозов; нанесение ущерба имуществу (коррозия металлов, разрушение архитектурных сооружений и пр.); вред для здоровья человека и т.д. Многие из загрязнителей (пестициды, полихлордифенилы, пластмассы) крайне медленно разлагаются в естественных условиях, а токсичные соединения (ртуть, свинец) вообще не обезвреживаются.

Если до 40-х годов ХХ века еще доминировали натуральные продукты (хлопок, шелк, шерсть, мыло, каучук, пища, свободная от добавок, и т.п.), то в настоящее время в промышленно развитых странах они заменены синтетическими, которые трудно (или не полностью) разлагаются и загрязняют среду. Это прежде всего синтетические волокна, моющие средства (детергенты, отбеливатели), пища с добавками, минеральные удобрения, синтетический каучук и др.(Т.Миллер, 1993г.).

Особенно много загрязнителей, поступающих в окружающую среду, образуется при получении энергии в результате сжигания ископаемого топлива. Человек, высвобождая солнечную энергию таким путем, ускоряет круговорот веществ и энергии в природе. Отходы производства и загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, твердые частицы и др.) нарушают естественный круговорот углерода, способствуя возникновению ряда негативных последствий (парниковый эффект, фотохимический смог и др.). Большое количество загрязнителей поступает в атмосферу от различных отраслей промышленности, в частности металлургические предприятия мира ежегодно выбрасывают более 150тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т никеля, кобальта, ртути. Так, Норильский горно-металлургический комбинат ежегодно выбрасывает в атмосферу только сернистых соединений до 2200 тыс.т, что приводит к гибели значительного числа растительных сообществ, создавая значительную угрозу здоровью и жизни многих других живых организмов. В радиусе до 120 км от комбината отсутствует естественное возобновление деревьев, а ежегодный прирост и первичная биологическая продуктивность минимальны.

Загрязнители воды - это все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья или же вредной для гидробионтов. Среди загрязнителей водной среды выделяют: легко поддающиеся разложению органические вещества (бытовые стоки); трудно или совсем неподдающиеся разложению (главным образом промышленные стоки); соли (хлориды, сульфаты, нитраты и пр.) и соединения тяжелых металлов (ртути, кадмия, свинца, ниобия и др.). Разнообразие загрязнителей, поступающих из различных отраслей промышленности, показано в табл.5.

Таблица 5.

Преобладающие загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

промышленности	Преобладающие виды загрязнителей
Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка	Органические вещества (лигниты, смолистые и жирные вещества, фенол, метилмеркаптан и др.), аммонийный азот, сульфаты, взвешенные вещества
Нфтегазодобыча	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды
Машиностроение	Тяжелые металлы, взвешенные частицы, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, флотореагенты
Химическая, нефтехимическая	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен, взвешенные вещества.
Горнодобывающая, угольная	Флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы
Легкая, текстильная, пищевая	СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества, пластмассы, в том числе в виде механических взвесей
Строительство	Цемент, известь, пластмассы, красители, тяжелые металлы, строительный мусор (бумага, ветошь, утеплители и т.п.)
Жилищно-комунальное хозяйство	Фильтрат из полигонов хранения ТБО, органические вещества, аммонийный азот, механические взвеси
Кладбища, скотомогильники	Аммонийный азот, патогенные микроорганизмы, органические вещества, кальцит, оксиды азота
Все виды индустрии	Фильтрат из хранилищ промышленных отходов, тяжелые металлы, смолы, фенолы, медицинские отходы в виде растворов, суспензий и т.п.

Примерно столько же загрязнителей окружающей среды образуется в сельском хозяйстве. Особую опасность создает применение фосфорорганических пестицидов, которые представляют собой сильнодействующие токсины, вызывающие массовую гибель птиц.

Все загрязнения подразделяются на четыре основные группы: физическое, химическое, биологическое и эстетическое.

Физическое загрязнение связано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды. Так, тепловое воздействие проявляется, например, в деградации вечной мерзлоты, со связанными с зонами распространения вечномерзлых пород мерзлотными процессами и явлениями (термокарст, солифлюкция, наледи и др.); даже в изменении структурных особенностей некоторых грунтов при высоких температурах (под металлургическими печами, кирпичными заводами и т.п.) и условии жизни людей. Изменение теплового режима в сезонных колебаниях температуры в районе г.Красноярска за счет выпусков воды из водохранилища Красноярской ГЭС выразилось в снижении температуры в р.Енисей летом и ее повышении зимой относительно температуры окружающего воздуха. Это, кстати, как показывают некоторые данные, сказалось на количестве острых респираторно-вирусных заболеваний у жителей г.Красноярска.

Источниками теплового загрязнения в городе служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160?С), теплотрассы (50-150?С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45?С) и т.д. Сюда относятся воздействие шума и электромагнитное излучение, причем источниками последнего служат высоковольтные линии электропередач, электроподстанции, антенны радио- и телепередающих станций, а в последнее время также микроволновые печи, компьютеры, радиотелефоны. Установлено, что при длительном воздействии электромагнитных полей даже у здоровых людей отмечаются повышенная утомляемость, головные боли, чувство апатии.

Химическое загрязнение - увеличение количества химических компонентов в определенной среде, а также проникновение в нее химических веществ, которые ей не присущи, или в концентрациях, превышающих обычную норму. Именно этот вид загрязнений является наиболее опасным для природных экосистем и качества жизни человека в связи с тем, что он поставляет в природную среду различные токсины (аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды, детергенты, пластмассы и другие химические вещества и соединения). По некоторым данным, в настоящее время в окружающей среде содержится от7 до 8,6 млн химических веществ, при чем их перечень ежегодно пополняется еще примерно на 250 тыс. новых соединений. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны те, которые включены в известный «список ЮНЕСКО», а это почти 200 наименований: бензол, бенз(а)пирен, пестициды (ДДТ, элдрин, линдан и др.), асбест, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), разнообразные красители и пищевые добавки. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), мире около 600 млн. человек подвергается воздействию атмосферы с повышенной концентрацией диоксида серы и более 1 млрд. человек, т.е. каждый шестой житель Земли, с вредной для здоровья концентрацией взвешенных частиц.

Биологическое загрязнение - случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства, а также в природные экосистемы чуждых им растений, животных и микроорганизмов (бактериологическое); часто оказывает негативное влияние при массовом размножении пришлых видов. Особенно загрязняют среду те промышленные производства, которые изготовляют антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и т.п., т.е. предприятия микробиологической промышленности, при промышленном биосинтезе и существующих технологиях, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов. К биологическому загрязнению относят преднамеренную или случайную интродукцию или чрезмерную экспансию живых организмов - это, к примеру, известные переселния кроликов и овец в Австралию, пресноводной рыбы - ратана в водоемы Центральной России. Кроме того, в городах наличие свалок и несвоевременная уборка твердых бытовых отходов привели к численному росту синатропных животных: крыс, голубей, ворон, насекомых и др.

Эстетическое загрязнение , связанное с деятельностью человека преднамеренное или случайное изменение визуальных доминант природных или антропогенных ландшафтов. В отдельных случаях возможно возникновение данного вида загрязнений вследствие естественных причин. Этими причинами служат природные катастрофы: землетрясения, цунами, сели, лавины, оползни, обвалы, наводнения, смерчи, тайфуны и торнадо. Указанные чрезвычайные ситуации могут быть весьма масштабными и приводят к значительным изменениям даже в рельефе местности: при землетрясениях в результате обвалов возникают озера, а на месте гор возникают плоские равнины и т.п. Но в данном случае даже при масштабных изменениях в среде в целом экосистемы значительных объемов остаются способными к самовосстановлению, и хотя оно может длиться достаточно долго, но природа «раны залечивает весьма умело».

Эстетические загрязнения техногенного происхождения практически всегда связаны со строительной (градостроительной и гидротехнической) деятельностью, горнодобывающей промышленностью, сельским хозяйством и т.п. Практически всегда, во всяком случае до последнего времени, эти действия создают сооружения или изменяют природные ландшафты в значительных масштабах и главное «неадекватные» сложившимся визуальным образом. Изменения визуальных доминант негативно влияют на параметры, определяющие качество жизни человека, вызывая иногда даже психофизические расстройства и другие изменения в здоровье людей.

А.Н.Тетиор подчеркивает, что из всех антропогенных воздействий именно загрязнения - фактор, наиболее существенно разрушающий природу, приводящий как к необратимому изменению отдельных экосистем и биосферы в целом, так и к потере материальных ценностей (сельхозпродуктов и др.), энергии, труда, затраченного человеком. Однако большой вред наносится и техническими преобразованиями, и разрушением природных систем в процессе градостроительства, дорожного, гидротехнического, энергетического и других видов строительства, при добыче полезных ископаемых и т.д. Например, застройка и асфальтирование больших территорий в городах выводит из естественного оборота определенную часть земной поверхности, но одновременно существенно изменяет гидрогеологический режим, процессы испарения влаги и т. п., что в целом прерывает сложившиеся связи в системах биосферы.

Делись добром;)

Загрязнения биосферы. Разливного рода загрязнения атмосферы, почвы и гидросферы определяются выбросом промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, содержащих вещества...

Воздействие человека на природу

Рассмотренные выше формы технологического воздействия человечества на природные системы представляют собой важнейшую проблему современного экологического кризиса. C прямыми формами негативного влияния на природу надо бороться...

Загрязнение биосферы. Различного рода загрязнения атмосферы, почвы и гидросферы определяются выбросом промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов, содержащих вещества...

Задачи сохранения генофонда планеты

Рассмотренные выше формы технологического воздействия человечества на природные системы представляют собой важнейшую проблему современного экологического кризиса. С прямыми формами негативного влияния на природу надо бороться...

Круговорот веществ в природе

Проблемы народонаселения и ресурсов биосферы тесно связаны с реакциями окружающей природной среды на антропогенные воздействия. Естественное экологически сбалансированное состояние окружающей среды обычно называют нормальным...

Природопользование и защита окружающей среды

Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин -- деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека...

Снижение негативного воздействия на окружающую среду предприятия по переработке пластмассы

Социальная экология. Генетический код

Впервые идею о геологических функциях живого вещества, представление о совокупности всего органического мира как единого нераздельного целого высказал русский ученый В.И. Вернадский. Целью, которую поставил перед собой ученый...

Человек и биосфера как объекты синергетической философии

Человечество всегда использовало окружающую среду как источник ресурсов. На биосферу его деятельность в течение делительного времени не оказывало особого влияния. Однако, изменения биосферы, под действием антропогенных факторов...

Экологическая обстановка в России

С появлением человека и общества природа вступила в новый этап своего существования - стала испытывать на себе антропогенное влияние (то есть влияние человека и его деятельности)...

Экологические проблемы народонаселения

Признаком устойчивой экологической системы является стабильность определённых характеристик. Так, например, экологически устойчивая система Земля имеет постоянную массу и постоянную среднюю температуру...

Экология антропогенных зон

На биосферу Земли постоянно воздействуют, наряду с химическими, многочисленные физические факторы. Значимость воздействия этих факторов антропогенного происхождения достаточно ощутима и продолжает увеличиваться...

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.

Реферат

Антропогенное влияние на биосферу

С одержание

ВВЕДЕНИЕ

I. Общая характеристика загрязнения природной среды

II. Экологические проблемы биосферы

1. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы

2. Вода - основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод

3. Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы

4. Влияние человека на растительный и животный мир

5. Радиоактивное загрязнение биосферы

III. Пути решения проблем экологии. Рациональное природопользование

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в целом, природа является средой жизни и единственным источником необходимых для существования ресурсов. Природа и природные ресурсы - база, на которой живет и развивается человеческое общество, первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей людей. Человек - часть природы и как живое существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду.

Преобразующее влияние человека на природу неизбежно. Вносимые его хозяйственной деятельностью изменения в природу усиливаются по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.

Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом вещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессов биогеохимические циклы с участием живого вещества имеют значительно более высокие интенсивность, скорость и количество вовлеченного в оборот вещества.

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.

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. В.И.Вернадский писал: "Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли". Это предупреждение пророчески оправдалось. 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.

Цель данной работы - исследование основных факторов влияния человеческой деятельности на состояние природной среды. В процессе работы над рефератом будут изложены основные проблемы, решаемые человечеством в ходе его воздействия на биосферу. При подготовке работы были использованы учебники по экологии, а также материалы научных конференций, пособия для учащихся.

І. Общая характеристика загрязнения природной среды

Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

На организменном уровне может происходить нарушение отдельных физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды.

На уровне популяций загрязнение может вызывать изменение их численности и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание - над продукцией. В конечном счете, происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека.

В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники окиси азота выбрасывают 30 млн. т азота в год, а антропогенные - 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т и более 150 млн. т. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн. т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим действием. Фоновые концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПД К) его в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребления, разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы.

ІІ. Экологические проблемы биосферы

1. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако роль ее в природных процессах биосферы огромна: она определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных воздействий космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров, процессы рельефообразования.

Современный состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Состав атмосферы - кислород, азот, аргон, углекислый газ и инертные газы.

В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация газов, которые обычно в сельской местности содержатся в очень небольших количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для здоровья. Кроме того, вредные газы, соединяясь с атмосферной влагой и выпадая в виде кислых дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай.

По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа).

Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно зеленого покрова нашей планеты.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. От них страдают леса, особенно хвойные.

Основная причина загрязнения атмосферы - сжигание природного топлива и металлургическое производство. Если в XIX и начале ХХ века, поступающие в окружающую среду, продукты сгорания угля и жидкого топлива почти полностью ассимилировались растительностью Земли, то в настоящее время содержание продуктов сгорания неуклонно возрастает. Из печей, топок, выхлопных труб автомобилей в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид - ядовитый газ, легко растворимый в воде. Концентрация сернистого газа в атмосфере особенно высока в окрестностях медеплавильных заводов. Он вызывает разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцевых зерен, засыхание и опадание листьев, хвои.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 миллиардов тонн углекислого газа. Антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее время большую долю его количества, нарушают прозрачность атмосферы, а, следовательно, ее тепловой баланс. Половина диоксида углерода, образующегося при сгорании ископаемого топлива, поглощается океаном и зелеными растениями, половина остается в воздухе. Содержание углекислого газа в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет увеличилась более чем на 10%. Углекислый газ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая там так называемый «парниковый эффект», т.е. увеличение средней температуры атмосферы на несколько градусов, что способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры и другие неблагоприятные последствия.

Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека.

Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

Таким образом, изменение содержания углекислого газа в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли.

2. Вода - основа жизненных процессов в биос фере. Загрязнение природных вод

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на планете. Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, т.к. к простому явлению испарения добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов, особенно человека.

Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, развития промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л на 1 человека, в городах - 150 л. Огромное количество воды используется в промышленности. На выплавку 1 т стали необходимо 200 м3. На производство 1 т бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т синтетического волокна - от 2500 до 5000 м3. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%.

Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных земель уходит 12-14 м3 воды. В нашей стране ежегодно расходуется на орошение более 150 км3, в то время как на все другие нужды - около 50 км3.

При сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Постоянное увеличение водопотребления на планете ведет к опасности «водяного голода», что обуславливает необходимость разработки мероприятий по рентабельному использованию водных ресурсов.

Кроме высокого уровня расхода, нехватки воды вызывается ее растущее загрязнение вследствие сброса в реки отходов промышленности и особенно химического производства и коммуникационных сточных вод. Бактериальное загрязнение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к омертвению водоемов. Вредные вещества, поступающие в воды: нефть, нефтепродукты (в результате нефтедобычи, транспортировки, переработки, использования нефти в качестве топлива и промышленного сырья), токсичные синтетические вещества (применяющиеся в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве), металлы (ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец). Вредные последствия имеет также молевой сплав леса по рекам, который часто сопровождается заторами.

В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дождями минеральные удобрения - нитраты и фосфаты, которые в больших концентрациях способны резко изменить вид и состав водоёмов, а также различные ядохимикаты - пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями.

Одним из видов загрязнения является тепловое загрязнение (электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем, что уменьшает количество кислорода, увеличивает токсичность примесей, нарушает биологическое равновесие). Сброс предприятиями теплых вод служит неблагоприятным фактором для аэробных организмов, обитающих в пресных водах. В теплой воде кислород плохо растворяется, и его дефицит местами приводит многие организмы к гибели.

Значительному загрязнению подвергаются воды морей и океанов. С речным стоком, а также от морского транспорта, в моря поступают болезнетворные отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения, в т.ч. пестициды. ДДТ обнаружен даже в организме пингвинов, обитающих в Антарктиде. Загрязнение морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу.

3. Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение п очвы

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

· минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

· детрит - отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

· множество живых организмов, разлагающих детрит до гумуса.

В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов. Молодые почвы являются обычно результатом выветривания материнских горных пород или переноса отложения осадков (например, аллювия). На этих субстратах поселяются микроорганизмы, пионерные растения - лишайники, мхи, травы, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биоценоза усложняется, между минеральным субстратом и живыми организмами возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и климата.

Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом.

Почва является как бы живым организмом, внутри которого протекают различные сложные процессы. Для того чтобы поддерживать почву в хорошем состоянии, необходимо знать природу обменных процессов всех ее составляющих.

Поверхностные слои почвы обычно содержат много остатков растительных и животных организмов, разложение которых приводит к образованию гумуса. Количество гумуса определяет плодородие почвы.

Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после смерти растительных организмов, изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки. Таким образом, в естественных условиях происходит постоянный круговорот веществ в почве.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова, В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.

Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.

4. Влияние человека на растительный и животный мир

Воздействие человека на живую природу складывается из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных - рубка леса. Оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У теплолюбивых растений травянистых и кустарничковых ярусов разрушается хлорофилл, угнетается рост, некоторые виды исчезают. На местах вырубок поселяются светолюбивые растения, устойчивые к повышенной температуре и недостатку влаги. Меняется и животный мир: виды, связанные с древостоем, исчезают или мигрируют в другие места.

Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывают массовые посещения лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное влияние заключается в вытаптывании, уплотнении почвы и её загрязнении. Древесные растения засыхают. Прямое влияние человека на животный мир заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или другую материальную пользу.

Считается, что с 1600 года человеком было истреблено более 160 видов и подвидов птиц и не менее 100 видов млекопитающих. В длинном списке исчезнувших видов значится тур - дикий бык, живший на территории Европы. В XVIII веке была истреблена описанная русским натуралистом Г.В. Стеллером морская корова - водное млекопитающее, относящееся к разряду сиреновых. Немногим более 100 лет назад исчезла дикая лошадь тарпан, обитавшая на юге России. Многие виды животных находятся на грани вымирания или сохранились только в заповедниках. Такова судьба бизонов, десятками миллионов населявших прерии Северной Америки и зубров, прежде широко распространенных в лесах Европы. На Дальнем Востоке почти полностью истреблен пятнистый олень. Усиленный промысел китообразных привел на грань уничтожения несколько видов китов: серого, гренландского, голубого. На численность животных оказывает влияние и хозяйственная деятельность человека, не связанная с промыслом. Резко сократилась численность уссурийского тигра - в результате освоения территорий в пределах его ареала и сокращения кормовой базы. В Тихом океане ежегодно погибает несколько десятков тысяч дельфинов: в период лова рыбы они попадают в сети и не могут из них выбраться.

Исчезновение сравнительно небольшого числа видов животных и растений может показаться не очень существенным. Однако главная ценность живущих ныне видов заключается не в их единственном значении.

Каждый вид занимает определенное место в биоценозе, в цепи питания, и заменить его не может никто. Исчезновения того или иного вида ведет к уменьшению устойчивости биоценозов.

5. Радиоактивное загрязнение биосферы

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы - биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы.

В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однако есть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико. Так, например, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр. Эта местность необитаема.

Наибольшую опасность представляет радиоактивное загрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия.

Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. Радиоактивные загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающих заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая. При взрыве атомной бомбы возникает очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы. Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки. Очень опасен стронций, вследствие своей близости к кальцию. Накапливаясь в костях скелета, он служит постоянным источником облучения организма. При ядерном взрыве образуется громадное количество мелкой пыли, которая долго держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной радиации.

Во второй половине 20 столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных объектах.

Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5% ядерного топливом. Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.

В настоящее время все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило перед человечеством новые серьезные проблемы.

Таким образом - единственный выход из ситуации: рациональное природопользование.

ІІІ. Пути решения проблем экологии . Рациональное природопользование

Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.

Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества критериев оптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая, сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов, поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их комплексов.

Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:

Ш рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание экологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их границах с природными системами;

Ш совершенствование технологии и добычи природных ресурсов;

Ш максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех полезных компонентов;

Ш рекультивацию земель после использования месторождений;

Ш экономичное и безотходное использование сырья в производстве;

Ш глубокую очистку и технологии использования отходов производства;

Ш вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

Ш использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральных веществ;

Ш использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральных соединений;

Ш замкнутые циклы производства (разработку и применение);

Ш применение энергосберегающих технологий;

Ш разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.

Ш локальный и глобальный логический мониторинг, т.е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик состояния окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

Ш восстановление и сохранение лесов от пожаров, вредителей, болезней;

Ш расширение и увеличение числа заповедников, зон эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

Ш охрану и разведение редких видов растений и животных;

Ш широкое просвещение и экологическое образование населения;

Ш международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.

Такая активная работа во всех областях человеческой деятельности по формированию отношения к природе, разработка рационального природоиспользования, природосберегающие технологии будущего смогут решать экологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничному сотрудничеству с Природой.

В наши дни потребительское отношение к природе, изъятие ее ресурсов без осуществления мероприятий по их восстановлению уходит в прошлое. Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобретает государственное значение.

Охрана природы и рациональное природопользование - проблема комплексная, и ее решение зависит как от последовательного осуществления государственных мероприятий, направленных на сбережение экосистем, так и от расширения научных знаний, которые обществу для собственного благополучия рентабельно и выгодно финансировать.

Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельные допустимые концентрации, не вызывающие у человека ощутимых последствий. С целью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия, обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газифицированное центральное отопление, установку на промышленных предприятиях очистных сооружений. Помимо предохранения воздуха от загрязнения, очистные сооружения позволяют экономить сырье и возвращать в производство многие ценные продукты. Например, улавливание серы из выделяющихся газов дает возможность увеличить выпуск серной кислоты, улавливание цемента сберегает продукцию, равную производительности нескольких заводов. На алюминиевых заводах установка фильтров на трубах предотвращает выброс в атмосферу фтора. Помимо строительства очистных сооружений ведутся поиски технологии, при которой образование отходов было бы сведено к минимуму. Этой же цели служит улучшение конструкций автомобилей, переход на другие виды топлива (сжиженный газ, этиловый спирт), при сжигании которого образуется меньше вредных веществ. Разрабатывается автомобиль с электродвигателем для передвижения в пределах города. Большое значение имеет правильная планировка города и зеленых насаждений. Деревья очищают воздух от взвешенных в нем жидких и твердых частиц (аэрозолей), поглощают вредные газы. Например, сернистый газ хорошо поглощается тополем, липой, кленом, конским каштаном, фенолы - сиренью, шелковицей, бузиной.

Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической, физической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается в разрушении растворенных органических веществ микроорганизмами. Вода пропускается через специальные резервуары, содержащие только так называемый активный ил, в который входят микроорганизмы окисляющие фенолы, жирные кислоты, спирты, углеводороды, и т.д.

Очистка сточных вод не решает всех проблем. Поэтому все больше предприятий переходит на новую технологию - замкнутый цикл, при котором очищенная вода вновь поступает в производство. Новые технологические процессы позволяют в десятки раз сократить количество воды, необходимое для промышленных целей.

Охрана недр заключается прежде всего в предотвращении непроизводительных затрат органических ресурсов в комплексном их использовании. Например, много каменного угля теряется при подземных пожарах, горючий газ сгорает в факелах на нефтепромыслах. Разработка технологии комплексного извлечения металлов из руд позволяет получать дополнительно такие ценные элементы, как титан, кобальт, вольфрам, молибден и др.

Для повышения продуктивности сельского хозяйства громадное значение имеет правильная агротехника и осуществление специальных мероприятий по охране почвы. Например, борьба с оврагами успешно ведется путем посадки растений - деревьев, кустарников, трав. Растения защищают почвы от смыва и уменьшают скорость течения воды. Окультуривание оврагов позволяет использовать их в хозяйственных целях. Разнообразие посадок и посевов по оврагу способствует образование стойких биоценозов. В зарослях поселяются птицы, что имеет немаловажное значение для борьбы с вредителями. Защитные лесонасаждения в степях препятствуют водной и ветровой эрозии полей. Развитие биологических методов борьбы с вредителями позволяет сократить использование в сельском хозяйстве пестицидов. В настоящее время в охране нуждаются 2000 видов растений, 236 видов млекопитающих, 287 видов птиц. Международным союзом охраны природы учреждена специальная Красная книга, в которой сообщаются сведения об исчезающих видах и даются рекомендации по их сохранению. Многие виды животных, находящиеся под угрозой исчезновения, сейчас восстановили свою численность. Это относится к лосю, сайгаку, белой цапле, гаге.

Сохранению животного и растительного мира способствует организация заповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видов заповедники служат базой для одомашнивания диких животных, обладающих ценными хозяйственными свойствами. Заповедники являются также центрами по расселению животных, исчезнувших в данной местности, помогают обогащению местной фауны. Бережное отношение к природе, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, не только сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.

Заключение

Из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия (хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие, нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам и поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.

Последствия вмешательства человека во все сферы природы игнорировать больше нельзя. Без решительного поворота будущее человечества непредсказуемо.

«Природа не храм, а мастерская, и человек в ней работник...». Великий русский писатель И. Тургенев, обладающий удивительным даром видеть и чувствовать природу, вложил в эту фразу особый смысл. Он глядел в будущее. Можно только восхищаться прозорливостью великого писателя. Да, природа -- мастерская, где создаются все блага, необходимые для существования человека. Она требует бережного отношения к своим богатствам, которые, как известно, отнюдь не беспредельны.

Мы стремимся на основе познанных закономерностей в природе прийти к гармонии наших отношений с природой, но отчего же, тем не менее, в природопользовании так часто случается «разлад» с ней?

Когда мы противопоставляем себя природе, тешась иллюзией «свободы» от нее, то мы неизбежно вступаем в конфликт с природой. Считается, что в результате хозяйственной деятельности людей за последние 50 лет наша планета изменилась в большей степени, чем за те 800 тысяч лет, которые отделяют нас от начала овладения человечества огнем.

Что же в первую очередь характеризует неблагополучие в природопользовании в начале XXI столетия?

Во-первых, интенсификация индустриального вмешательства в окружающую среду. Это выражается в крайнем «выжимании» ресурсов, подобно «выжиманию пота» из труженика.

Во-вторых, многостороннее замусоривание окружающей среды, всех геосфер, включая околоземное пространство, неутилизируемыми технологическими отходами.

В итоге -- резкое ухудшение состояния экологических систем, нередко даже гибель уникальных природных комплексов, сокращение и исчезновение популяций отдельных видов растений и животных, опасность необратимости изменений в структурах географических сфер, которые могут привести к непрогнозируемым отрицательным последствиям для человека, общества в целом. Человечество подошло к тому рубежу, за которым отчетливо проступают контуры достаточно близкой экологической драмы.

Время стихийного, безоглядного использования природных ресурсов уже прошло. Природопользование должно осуществляться только на научной основе, с учетом всех тех сложных процессов, которые происходят в окружающей среде, как без участия, так и при участии человека. Иначе и не может быть, поскольку на природу воздействие человека и его деятельности становится все сильнее и сильнее. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов являются одними из наиболее актуальных природоохранных направлений. В решении указанных проблем велика роль подготовки экологических кадров, экологического образования и воспитания населения страны.

Список использованной литературы

1. Богдановский Г.А. Химическая экология, М., 1994

2. Глобальные экологические проблемы на пороге XXI века: Материалы научной конференции, М., 1998

3. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология, М., 1995

4. Общая биология. Справочные материалы, М., 1995

5. Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды, М., 2003

6. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. Учебное пособие для педагогических институтов, М., 1988

Подобные документы

Общая характеристика загрязнения природной среды. Экологические проблемы биосферы. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Влияние человека на растительный и животный мир. Пути решения проблем экологии. Рациональное природопользование.

реферат , добавлен 24.01.2007


Загрязнение природной среды и экологические проблемы биосферы: загрязнение атмосферы, воды, почвы. Влияние человека на растительный и животный мир. Радиоактивное загрязнение биосферы. Пути решения проблем экологии, рациональное природопользование.

курсовая работа , добавлен 02.06.2008


Проявление экологического действия загрязняющих агентов. Последствия загрязнения атмосферы, воды и почвы. Влияние человека на растительный и животный мир. Радиоактивное загрязнение биосферы. Пути решения проблем экологии и рациональное природопользование.

реферат , добавлен 11.01.2013


Понятие химического загрязнения биосферы, его сущность и особенности, источники и негативное влияние на окружающую среду. Основные вредные примеси пирогенного происхождения, степень их влияния на биосферу. Источники химического загрязнения вод и почвы.

реферат , добавлен 04.04.2009


Виды антропогенные воздействий на биосферу. Атмосфера – элемент биосферы. Источники загрязнения и влияние атмосферных загрязнений на здоровье населения. Современный газовый состав атмосферы. Основные виды вмешательства человека в экологические процессы.

презентация , добавлен 15.10.2015


Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

презентация , добавлен 24.02.2016


Физико-географическая и климатическая характеристика исследуемого района, почвы, водные ресурсы, растительный и животный мир. Санитарно-защитная зона предприятия как источника загрязнения природной среды. Анализ и оценка степени загрязнения атмосферы.

курсовая работа , добавлен 14.03.2015


Современное состояние природной среды. Атмосфера – внешняя оболочка биосферы, характеристика источников ее загрязнений. Основные пути охраны природной среды, атмосферы, почв и природных вод от загрязнений. Радиация и экологические проблемы в биосфере.

контрольная работа , добавлен 21.01.2010


Радиоактивные загрязнения биосферы. Проблемы парникового эффекта, истощения озонового слоя атмосферы. Химические, биологические загрязнения среды и здоровье человека. Ландшафт как фактор здоровья. Задачи рационального управления природными ресурсами.

реферат , добавлен 08.07.2010


Промышленные предприятия, транспорт и энергетика как источники загрязнения атмосферы. Сущность тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, экзосферы. Анализ продуктивности живых организмов. Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу.

Биосфера, динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изме­нялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способ­ность к саморегуляции и нейтрализации негативных процес­сов. Достигалось это посредством сложного механизма круго­ворота веществ.

Главным событием эволюции биосферы признавалось при­способление организмов к изменившимся внешним условиям. Гарантом дина­мической устойчивости биосферы в течение многих лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Однако по мере возникновения, совершенствования и рас­пространения новых технологий (охота - земледельческая куль­тура - промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в боль­шей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они че­ловеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, куль­турных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял 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.

Нарушение основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропоген­ными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными.

Анализ экологических последствий антропогенных воздей­ствий позволяет разделить всеих виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействи­ям человека на биосферу можно отнести воспроизводство при­родных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприя­тия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на био­сферу проявляется в самых разнообразных масштабных ак­циях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также видов животных и растений, и т. д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрица­тельного воздействия человека на биосферу является загрязне­ние. Большинство экологических ситуаций в мире так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (кислотные дожди, опасные от­ходы и т. д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим по­дробнее.

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.

Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой дея­тельности, прямо или косвенно меняет распределение прихо­дящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойст­ва окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сель­скохозяйственную продукцию, через воду или другие биологи­ческие продукты (вещества)».

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.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опас­ного для популяций любых организмов, являются промыш­ленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теп­лоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производст­во и другие технологии. Под влиянием урбанизации загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые по­токи и др.

По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис.10.1). По своим масштабам и распростране­нию загрязнение может быть локальным , регио­нальным и глобальным.

Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и чис­ло их по мере развития новых технологических процессов по­стоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локаль­ном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:

- диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида се­ры из атмосферы и попадания образующихся серной кисло­ты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы);

- тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути (с учетом ее миграции и превраще­ния в высокотоксичную метилртуть);

Некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;

- нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;

Хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);

- оксиду углерода и оксидам азота (в городах).

Под видами загрязнений понимают также любые нежела­тельные для экосистем антропогенные изменения

ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например,

Рис. 10.1. Виды загрязнения окружающей среды

бытовые стоки, ядохимикаты, продук­ты сгорания и т. д);

параметрическое загрязнение, связанное с изменениями ка­чественных параметров окружающей среды (тепловое, шу­мовое, радиационное, электромагнитное);

биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в со­ставе и структуре популяций живых организмов (перепро­мысел, 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 (регулирование во­дотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

Можно отметить, что воздейст­вие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компонен­ты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообще­ства) достигло к настоящему времени беспрецедентных разме­ров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Негативные тенденции этих воздействий человека на биоту носят не только выраженный локальный, но и глобаль­ный характер.

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУЗБАССКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра химическойтехнологии твердого топлива и экологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Экология»

Выполнил: студент группы

ОПз-08 Васильев С. С.

Проверил:

Кемерово, 2009

Введение

2.1 Загрязнение атмосферы

2.2 Загрязнение почв

2.3 Загрязнение природных вод

Заключение

Используемая литература

Введение

Человек всегда использовал окружающую среду в основномкак источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени егодеятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлогостолетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили насебя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарасталии в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь кулучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материальногопроизводства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая частьвзятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых илинепригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, исамого человека. Целью реферата является осветить: современное состояниеприродной среды; охарактеризовать основные источники загрязнений биосферы; выявитьпути охраны окружающей среды от загрязнений.

1. Современное состояниеприродной среды

Рассмотрим некоторые черты современного состояниябиосферы и процессы, происходящие в ней.

Глобальные процессы образования и движения живоговещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом огромных массвещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессов биогеохимическиециклы с участием живого вещества имеют значительно более высокие интенсивность,скорость и количество вовлеченного в оборот вещества.

С появлением и развитием человечества процесс эволюциизаметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесовдля земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войныопустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ,истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации, особенно бурногопосле промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало всебольшей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать дляудовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества - какорганического, живого, так и минерального, косного.

Рост населения и расширяющееся развитие сельскогохозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовоеуничтожение лесов в Европе, Северной Америке. Выпас скота в больших масштабахприводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенногослоя (Средняя Азия, Северная Африка, юг Европы и США). Истреблены десятки видовживотных в Европе, Америке, Африке.

Ученые предполагают, что истощение почв на территориидревнего центральноамериканского государства майя в результатеподсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитойцивилизации. Аналогично в Древней Греции исчезли обширные леса в результатевырубки и неумеренного выпаса скота. Это усилило эрозию почвы и привело к уничтожениюпочвенного покрова на многих горных склонах, повысило засушливость климата иухудшило условия ведения сельского хозяйства.

Строительство и эксплуатация промышленных предприятий,добыча полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов,загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX в.в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики,машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельностьстала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальнымипроцессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечествомэнергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и дажеопережает его прирост.

Предупреждая о возможных последствиях расширяющегосявторжения человека в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадскийписал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли».Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной(производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природныхресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природныхэкосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата.Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природныхбиогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферуежегодно выбрасывается около 20 млрд. т углекислого газа ипоглощается соответствующее количество кислорода. Природный запас СО2 в атмосфере составляет величину порядка 50 000 млрд. т. Эта величина колеблется и зависит, в частности, отвулканической активности. Однако антропогенные выбросыуглекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее время большуюдолю его общего количества. Увеличение концентрации углекислого газа ватмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля (мелких частиц пыли,сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений), может привести кзаметным изменениям климата и соответственно к нарушению складывавшихся втечение миллионов лет равновесных связей в биосфере.

Итогом нарушения прозрачности атмосферы, а,следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение «парникового эффекта», то есть увеличения среднейтемпературы атмосферы на несколько градусов. Это способно вызвать таяниеледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение егосолености, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежныхнизменностей и многие другие неблагоприятные последствия.

Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такиесоединения, как окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и другихзагрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельностирастений и животных, нарушениям обменных процессов, котравлению и гибели живых организмов.

Неуправляемое влияние на климат в совокупности снерациональным ведением сельского хозяйства способны привести к значительномуснижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур. По даннымэкспертов ООН, в последние годы колебания продукции сельского хозяйствапревышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1% можетпривести к гибели от голода десятков миллионов человек.

Катастрофически сокращаются леса на нашей планете, нерациональныевырубки лесов и пожары привели к тому, что во многих местах, некогда сплошьпокрытых лесами, к настоящему времени они сохранились лишь на 10-30%территории. Площадь тропических лесов Африки уменьшилась на 70%, Южной Америки- на 60%, в Китае лишь 8% территории покрыто лесом.

1.1 Загрязнение природной среды

Появление в природной среде новых компонентов, вызванноедеятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями(например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность.В общем виде загрязненность - это наличие в окружающейсреде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или веденияим хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются всетела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте,но не в то время и не в том количестве, какое естественнодля природы, появляются в окружающей среде и могут выводитьее системы из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному; оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменномуровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.

На организменном уровне можетпроисходить нарушение отдельных физиологические функцийорганизмов, изменение их поведения, снижение темпов ростаи развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных фактороввнешней среды.

На уровне популяций загрязнение может вызывать изменениеих численности и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры,годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается наструктуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разномувлияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественныесоотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появлениядругих. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи разложения(детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание - над продукцией. Вконечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементовсреды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы,обесценение в хозяйственном отношении.

Различают природное и антропогенное загрязнения.Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержениявулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенноезагрязнение - результат деятельности человека.

В настоящее время общая мощность источниковантропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных.Так, природные источники окиси азота выбрасывают 30 млн. т. азота в год, аантропогенные - 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т иболее 150 млн. т. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферупочти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие в результатехозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны.К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различныеорганические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементыи многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадаетоколо 10 млн. т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующуюгазообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донныеотложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животныхи микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан бытовых ипромышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные загрязнители,как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим действием. Фоновыеконцентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательноевоздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строгоконтролироваться. Законодательство устанавливает для каждого загрязняющеговещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию(ПД К) его в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) - это массазагрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицувремени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям вокружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимаяконцентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающейсреде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека илиего потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее времяпри определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей наздоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы,микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающейсреды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДКвредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна ихроль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций идругих промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренныезаконом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, еслинарушаются нормы охраны окружающей среды.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействиевыражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабыиспользования природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов внекоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизациичеловек использовал для своих нужд всего около 20 химических элементов, вначале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева.Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т. руды, топлива,минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах,минеральном сырье и их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, пооценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребленияразведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет,угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическимиресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральнымиресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Вот далеко не полная картина экологической ситуации нанашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохраннойдеятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубноговлияния цивилизации на состояние биосферы.

2. Атмосфера – внешняя оболочкабиосферы

2.1 Загрязнение атмосферы

Различные негативные изменения атмосферы Земли связаныглавным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферноговоздуха.

Существует два главных источника загрязнения атмосферы:естественный и антропогенный.

Естественный источник - это вулканы, пыльные бури,выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферыотносятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различныемашиностроительные предприятия.

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферупоступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большуюопасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий,ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постояннымикомпонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблемазагрязнения воздуха свинцом.

Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказываетсяна состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты.Одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса ихсамочувствие.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидомсеры и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено,что хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чемшироколиственные.

Только на территории нашей страны общая площадь лесов,пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га. Значительным факторомдеградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей средырадионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн.га лесных массивов.

Особенно сильно страдают зеленые насаждения впромышленных городах, атмосфера которых содержит большое количествозагрязняющих веществ.

Воздушная экологическая проблема истощения озоновогослоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана счрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

2.2 Загрязнение почв

В нормальных естественных условиях все процессы,происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушенииравновесного состояния почвы повинен человек. В результате развитияхозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение составапочвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планетыприходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площадипродолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Громадные площади плодородных земель погибают пригорнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожениелесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли безсоблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром (рис. 58). Эрозия внастоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнеестолетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд. гаплодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Одним из последствий усиления производственнойдеятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. Вроли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения,радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельскомхозяйстве.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и еесоединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходамипромышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные еесоединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнениепочв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую средус отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются вкачестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источникомсвинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвызагрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другимиметаллами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву инакапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалениижидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС илинаучно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованиематомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем ворганизмы животных и человека, накапливаются в них.

Значительное влияние на химический состав почв оказываетсовременное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различныехимические вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. Внастоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессесельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессепромышленного производства. При этом с каждым годом производство и применениеудобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое ибесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ вбиосфере.

Особую опасность представляют стойкие органическиесоединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, вводе, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются вэкологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем вживотных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.

2.3 Загрязнение природных вод

Под загрязнением водоемов понимается снижение ихбиосферных функций и экономического значения в результате поступления в нихвредных веществ.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть инефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результатеестественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнениясвязаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой,переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например,ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы,ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческихферм. Небольшую опасность для водной среды из металловпредставляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) иприменение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемоввредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямоговнесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями,поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанныхсельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении ичастично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стокисодержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия),вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азотаи фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также сканализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почвеприводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количествомикроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количестворакообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмираниеогромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасовкислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка вводоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существованиялюбых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловоезагрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасываютподогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. Сповышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода,увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическоеравновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинаютбурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевуюводу, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлисьподземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время врезультате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной водытакже подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, чтовода из них стала непригодной для питья.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количествопресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельскоехозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая,сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. Наних уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный жепотребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всейпресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытываютне только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многиерегионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящеевремя потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75%сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронулодаже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшенияобъемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйствевода по большей части расходуется на испарение и образование растительнойбиомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболееобжитых районах страны сток рек сократился на 8%, а у таких рек, как Дон,Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути,прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи иАмударьи на орошение.

Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаютсяиз-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды(промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная частьиспользованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

3. Радиация и экологическиепроблемы в биосфере

Радиационные загрязнения имеют существенное отличие отдругих. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов,испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения.Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человеку разрушают клетки,вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая.

В биосфере повсюду есть естественные источникирадиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергалсяестественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучениякосмического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающейсреде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими ворганизм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излученияна человека используют единицы - биологический эквивалент рентгена (бэр) илизиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызватьсерьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые егодозы.

В результате внутреннего и внешнего облучения человек втечение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю своюжизнь около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однакоесть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди,живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получитьдозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть в местностях,где содержание естественных радиоактивных источников велико. Так, например, вБразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет25 бэр. Эта местность необитаема.

Наибольшую опасность представляет радиоактивноезагрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее времярадиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях.Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит ксерьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы связано,например, с испытаниями атомного оружия.

Во второй половине нашего столетия начали вводить вэксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядернымиустановками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии ипромышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляетничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается приавариях на атомных объектах.

В настоящее время все острее встает проблемаскладирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомныхэлектростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность дляокружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило передчеловечеством новые серьезные проблемы.

Хозяйственная деятельность человека, приобретая все болееглобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы,происходящие в биосфере. Вы уже узнали о некоторых результатах деятельностичеловека и их влиянии на биосферу. К счастью, до определенного уровня биосфераспособна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативныепоследствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже нев состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы,приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество уже столкнулось вряде регионов планеты.

Человечество существенно изменило ход течения целого рядапроцессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции рядаэлементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная иколичественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейшихэкологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить в ближайшее время.

«Парниковый эффект». Потепление климата может привести кинтенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Изменения,которые могут произойти вследствие этого, просто трудно предсказать.

Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросыуглекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговоротауглерода.

Истощение озонового слоя. В последние годы ученые все сбольшей тревогой отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который являетсязащитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесспроисходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры.Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение губительно дляживых организмов.

Основной причиной истощения озонового слоя являетсяприменение людьми хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых впроизводстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей,растворителей. аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же ониразрушаются очень медленно, в течение 50-200 лет. В 1990 г. в мире производилось более 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ.

Под действием ультрафиолетового излучения молекулыкислорода (О2) распадаются на свободные атомы, которые в свою очередь могутприсоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3).Свободные атомы кислорода могут также реагировать с молекулами озона, образуядве молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озономустанавливается и поддерживается равновесие.

Однако загрязнители типа фреонов катализируют (ускоряют)процесс разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторонууменьшения концентрации озона.

Учитывая опасность, нависшую над планетой, международноесообщество сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международноесоглашение, по которому производство фреонов в мире к 1999 г. должно сократиться примерно на 50% .

Массовое сведение лесов - одна из наиболее важныхглобальных экологических проблем современности.

Вы уже знаете, что лесные сообщества играют важнейшуюроль в нормальном функционировании природных экосистем. Они поглощаютатмосферные загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии,регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению уровнягрунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ.

Уменьшение площади лесов нарушает процесс круговоротакислорода и углерода в биосфере.

Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших флорыи фауны. Человек обедняет облик своей планеты.

Однако кажется, человечество уже осознает, что егосуществование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесныхэкосистем. Серьезные предупреждения ученых, прозвучавшие в декларацияхОрганизации Объединенных Наций, других международных организаций, началинаходить отклик. В последние годы во многих странах мира стали успешнопроводиться работы по искусственному лесоразведению и организациивысокопродуктивных лесных плантаций.

Отходы производства. Серьезнейшей экологической проблемойстали отходы промышленного и сельскохозяйственного производств. Вы уже знаете,какой вред они наносят окружающей среде. В настоящее время делаются попыткиуменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой цельюразрабатываются и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся дорогостоящиеочистные сооружения и отстойники. Но практика показывает, что они хоть иснижают опасность загрязнения, все-таки не решают проблему. Известно, что дажепри самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенныеминеральные вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются вочищенных сточных водах. Воды такого качества могут стать пригодными дляпотребления только после многократного разбавления чистой водой.

Очевидно, решение проблемы возможно при разработке ивнедрении в производство совершенно новых, замкнутых, безотходных технологий.При их применении вода не будет сбрасываться, а будет многократноиспользоваться в замкнутом цикле. Все побочные продукты будут не выбрасыватьсяв виде отходов, а подвергаться глубокой переработке. Это создаст условия дляполучения дополнительной нужной человеку продукции и обезопасит окружающуюсреду.

Сельское хозяйство. В сельскохозяйственном производствеважно строго соблюдать правила агротехники и следить за нормами внесенияудобрений. Так как химические средства борьбы с вредителями и сорнякамиприводят к существенным нарушениям экологического равновесия, ведутся поискипутей преодоления этого кризиса в нескольких направлениях.

Ведутся работы по выведению сортов растений, устойчивых ксельскохозяйственным вредителям и болезням: создаются бактериальные и вирусныепрепараты избирательного действия, поражающие, например, только насекомых - вредителей.Изыскиваются пути и способы биологической борьбы, то есть ведется поискГидроэлектростанция и размножение естественных врагов, уничтожающих вредныхнасекомых. Разрабатываются высокоизбирательные препараты из числа гормонов,антигормонов и других веществ, способных действовать на биохимические системыопределенных видов насекомых и не оказывать ощутимого действия на другие видынасекомых или иные организмы.

Производство энергии. Очень сложные экологическиепроблемы связаны с получением энергии на теплоэлектро-энергетическихпредприятиях. Потребность в энергии - одна из основных жизненных потребностейчеловека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современногосложно организованного человеческого общества, но и для простого.физическогосуществования каждого человеческого организма. В настоящее время в основномэлектроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях.

Гидроэлектростанции на первый взгляд являютсяэкологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считалимногие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великихреках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе,и людям.

Прежде всего, строительство плотин на больших равнинныхреках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связанос переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий.

Во-вторых, перегораживая реку, плотина создаетнепреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб,поднимающихся на нерест в верховья рек.

В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточностьзамедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и уреки.

В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовыеводы, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.

Этот список отрицательных последствий строительства ГЭСна равнинных реках можно продолжить. Крупные высотные плотины на горных рекахтакже представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокойсейсмичностью. В мировой практике известно несколько случаев, когда прорывтаких плотин привел к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

С экологической точки зрения - АЭС являются наиболеечистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасностьрадиоактивных отходов полностью осознается, поэтому и конструкция, иэксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляциюот окружающей среды, по крайней мере, 99,999% всех получающихся радиоактивныхотходов.

Не все знают, что уголь обладает небольшой природнойрадиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то еесуммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но этот факторвторостепенный по сравнению с главным бедствием от установки на органическомтопливе, наносимом природе и людям, - выбросами в атмосферу химическихсоединений, являющихся продуктами сгорания.

Хотя АЭС экологически более чистые, чем простоэлектростанции, они таят в себе большую потенциальную опасность в случаесерьезных аварий реактора. В этом мы убедились на примере Чернобыльскойкатастрофы. Таким образом, энергетика ставит, казалось бы, неразрешимыеэкологические проблемы. Поиски решения проблемы ведутся в несколькихнаправлениях.

Ученые разрабатывают новые безопасные реакторы дляатомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционныхвозобновляемых источников энергии. Это, прежде всего энергия Солнца и ветра,тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана. Во многих странах, втом числе и у нас, уже созданы не только опытные, но и промышленные установкина этих источниках энергии. Они еще сравнительно маломощные. Но многие ученыесчитают, что за ними большое будущее.

Заключение

Из-за увеличения масштабов антропогенного воздействия(хозяйственной деятельности человека), особенно в последнее столетие,нарушается равновесие в биосфере, что может привести к необратимым процессам ипоставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитиемпромышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видовдеятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас передчеловечеством встали серьезные экологические проблемы, требующиенезамедлительного решения.

Используемая литература

1. А. М. Владимиров, охрана окружающей среды/ - Л.: Гидрометеоиздат, 1991

2. Г. А. Богдановский «Химическая экология» Издательство Московскогоуниверситета 1994

3. Е. А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин «Экология» Издательский дом«Дрофа» 2005

4. Н. А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» ММП «Экоцентр», КРУК2004

Подробное решение параграф § 93 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014

• Гдз рабочая тетрадь по Биологии за 10 класс можно найти

1. Какие основные компоненты включает в себя биосфера?

Ответ. Биосфера включает в себя:

Живое вещество, образованное совокупностью организмов

Биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.)

Косное вещество, которое формируется без участия живых организмов

Биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы)

Вещество в стадии радиоактивного распада

Рассеянные атомы

Вещество космического происхождения.

2. Какова роль живого вещества в эволюции биосферы?

Ответ. Биосфера является единством живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Большое значение для понимания эволюции жизни и роли всех процессов, происходящих на Земле, в становлении и функционировании биосферы сыграли работы и идеи нашего выдающегося естествоиспытателя В. И. Вернадского. Им же было введено и понятие живого вещества и сформулированы биогеохимические принципы. Под живым веществом он понимал совокупность всех живых организмов нашей планеты, рассматривая биосферу как некое системное образование на основе внешней геологической оболочки Земли, включающее в себя как живое вещество всей планеты, так и среду обитания, которая преобразуется этим живым веществом. Заметим, что с энергетической точки зрения живое вещество является наиболее эффективным способом преодоления роста энтропии.

Тем самым были показаны роль живого вещества в процессе эволюции Земли и неотделимость развития биосферы от геологической истории планеты. В этом смысле он даже рассматривал биосферу как самостоятельную часть геосферы, в которой масса живого вещества сравнима с массой горных пород, а его энергия сопоставима с такими геологическими явлениями, как горообразование, извержения или землетрясения. Живое вещество активно участвует в круговороте веществ и энергии в земной коре, причем его энергия значительно больше, чем энергия косного вещества. Биосфера, по В. И. Вернадскому, включает в себя следующие элементы: живое вещество, косное вещество (без наличия живых организмов), биогенное, создаваемое и перерабатываемое организмами (газы, каменный уголь, известь, битум и т. д.), биокосное, возникающее при совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (вода, почва, кора выветривания; таким образом, почву и осадочные породы можно рассматривать как результат преобразования биокосного вещества), радиоактивное вещество и вещество космического происхождения.

Вернадский предположил, что живое вещество биосферы выполняет и биогеохимические функции жизни, формирующие среду для существования живого. Это - газовая (все организмы); кислородная (хлорофилльные растения); окислительная (бактерии, автотрофы); кальциевая (водоросли, бактерии); восстановительная (бактерии); концентрационная (животные и растения); разрушение органических соединений (грибы, бактерии); восстановительное разложение (бактерии); метаболизм и дыхание (все организмы). В результате совместного осуществления этих функций происходят образование различных соединений (карбонатов, сульфидов, фосфатов, соединений азота, железа, марганца и т. д.), их восстановление до других химических форм, концентрация в почвах и осадочных породах, синтез и разрушение органического вещества, т. е. те процессы, которые мы называем круговоротом веществ в природе.

В этом смысле единство состава и функционирования живой природы, независимо от уровня представляющих их структур, - это биогеохимическое единство. Можно считать, что геохимические процессы в биосфере задаются живым веществом и геохимические процессы - это биогеохимические процессы, и в этом состоит биогеохимическое проявление биосферы. Результатом деятельности живого вещества является формирование осадочных и образовавшихся из них метаморфических пород, полезных ископаемых, ландшафтов Земли и ее атмосферы. В соответствии с этими представлениями В. И. Вернадский сформулировал два биогеохимических принципа.

3. Как происходило развитие (эволюция) биосферы?

Ответ. Этапы эволюции биосферы

Эволюция биосферы подразделяется на три этапа.

На первом этапе образовалась первичная биосфера с биотическим круговоротом веществ. Этот этап начался приблизительно 3 млрд лет назад и продолжался до кембрийского периода палеозойской эры.

На втором этапе происходило усложнение биотической части биосферы - многоклеточных организмов. Этот этап начался 0,5 млрд лет назад с кембрийского периода и продолжался до появления современных людей.

Третий этап связан с появлением человеческого общества. Он начался приблизительно 40-50 тысяч лет тому назад и продолжается сегодня.

Первый и второй этапы эволюции биосферы проходили исключительно по биологическим закономерностям, и поэтому они называются этапом биогенеза. Так как третий период связан с возникновением и развитием человеческого общества, он носит название ноогенеза.

Образование биосферы происходило одновременно с появлением живых организмов на Земле. Эволюция живых организмов шла параллельно с изменением биосферы. Первые живые организмы были одноклеточными гетеротрофными, анаэробными прокариотами. Эти организмы накапливали энергию в основном в результате процессов гликолиза и брожения. В первичной биосфере было мало органических веществ, и гетеротрофные прокариоты не могли быстро размножаться. В результате естественного отбора возникли аутотрофные организмы, способные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических - первые хемосинтезирующие и фотосинтезирующие бактерии и сине-зелёные водоросли.

Первые фотосинтезирующие организмы, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, изменили состав атмосферы.

В результате содержание углекислого газа в атмосфере уменьшалось, а содержание кислорода все больше увеличивалось. В верхних слоях атмосферы на высоте 15-25 км под воздействием электрохимических процессов кислород образовал озоновый экран, который защищал живые организмы на Земле от губительного воздействия ультрафиолетовых солнечных и космических лучей. В этих условиях происходило дальнейшее увеличение численности живых организмов на поверхности морей.

Увеличение свободного кислорода в атмосфере обусловило появление на поверхности Земли организмов, приспособленных к аэробному дыханию кислородом, и многоклеточных существ.

Озоновый экран дал возможность живым организмам выйти из воды на сушу и распространиться по ней. Предполагается, что первые многоклеточные организмы появились в период, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 3%, - в начале кембрийского периода, примерно 500 млн лет назад.

Фотосинтезирующие организмы, обитающие в морях, вырабатывали избыточное количество кислорода, что привело к интенсивному развитию аэробных организмов. Вследствие расщепления веществ в процессе аэробного дыхания выделялось большое количество энергии, а большой запас энергии создавал возможности для ещё большего усложнения организмов.

Организмы завоевали различные среды обитания и широко распространились. В палеозойской эре жизнь имела широкое распространение не только в водной среде, она выходила также на сушу. Интенсивное развитие зелёных растений способствовало дальнейшему обогащению атмосферы кислородом и большему усложнению организмов.

В середине палеозойской эры установилось равновесие между образованием и расходом кислорода, содержание его в атмосфере достигло 20%, и это равновесие сохраняется и поныне.

В результате уравновешивания деятельности автотрофов, гетеротрофов и редуцентов, участвующих в круговороте веществ, в биосфере сформировалось состояние гомеостаза (постоянство, устойчивость). Появление человека привело к образованию очень мощного в истории биосферы фактора, который по степени своего воздействия приравнивался к крупным геологическим процессам. Этот фактор (человеческая деятельность) становился причиной нарушения гомеостатического состояния биосферы.

4. Какова роль человека в биосфере?

Ответ. Человек – часть биосферы. Биосфера - часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Включает верхнюю часть литосферы, гидросферу, тропосферу и нижнюю часть стратосферы. Учение о биосфере развито акад. В. И. Вернадским.

Воздействие человека на биосферу - процесс, при котором в биосфере резко ускоряется миграция атомов по сравнению с естественными биогеохимическими процессами. Количество элементов, включающихся в круговорот, увеличивается и усиливает давление на неорганическую среду: создается искусственная оболочка Земли - ноосфера. Познание закономерностей взаимоотношений человека с биосферой, разумное управление процессами, происходящими в природе, регулирование отношений человека с природой - главная задача экологии в мировом масштабе. Человек - часть биосферы, без которой он существовать не может.

Вопросы после § 93

1. С какого момента человек выделился из остальной природы? В чем его жизнь стала отличаться от жизни других живых существ?

Ответ. Человек выделился из остальной природы с момента формирования у него способности к осознанной деятельности, развития умения изготавливать и использовать орудия труда. С этого момента человек, в отличие от других существ, не стал приспосабливаться к окружающей его среде, а начал приспосабливать ее к своим потребностям.

2. Почему в настоящее время все острее ставится вопрос о надвигающемся экологическом кризисе на нашей планете?

3. Существуют ли пути преодоления экологического кризиса?

Ответ. Для преодоления экологического кризиса должна быть принята разумная стратегия, общая для всего человечества. Каждый из нас и человечество в целом должны осознать ограниченность ресурсов на нашей планете. Необходимо четко уяснить, что ни один вид живых организмов не может жить, пренебрегая законами природы. Нельзя потреблять больше, чем производят экосистемы. Нарушение законов природы неизбежно ведет к гибели человеческой цивилизации.

4. Что В. И. Вернадский понимал под ноосферой?

Ответ. В. И. Вернадский писал: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом ставится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».

7 тысяч лет назад

Настоящее сельское хозяйство появилось около 7 тысяч лет назад в долине Инда, в Месопотамии (в долине рек Тигр и Евфрат) и в долине Нила. Там возникли первые цивилизации и первые антропогенные биогеоценозы, основанные на высокоразвитых системах ирригации и орошения. Цивилизации Месопотамии и Древнего Египта просуществовали дольше всей остальной письменной истории человечества, и это в значительной мере объясняется их гармоничным сосуществованием с природной средой. Важным фактором, поддерживавшим это равновесие, было то обстоятельство, что мифология и религиозные учения древних народов не противопоставляли человека природе, а подчёркивали их единство.

2 тысячи лет назад

Постепенно рост населения и появление частной собственности на землю и воду привели к резкому усилению антропогенной нагрузки на природную среду. Вырубка лесов и истощение почв вели к экономической деградации древних цивилизаций. Одновременно в античных Греции и Риме начинают развиваться философские учения, основанные на рационалистическом подходе к познанию природы, и возникает наука в подлинном смысле слова. Природа перестает быть предметом обожествления, а становится исключительно объектом собственности и зачастую беспощадной эксплуатации.

Отсюда - стремление к захвату новых территорий, войны и великое переселение народов. Почти одновременно произошли крушения Римской империи, империи Хань в Китае, ближневосточных империй. Человек впервые противопоставил себя природе, и в результате - уменьшение населения Земли и отчасти - утрата многих технологических приёмов и навыков. Антропогенная нагрузка на природу снизилась, и часть разрушенных экосистем постепенно восстановилась.

Начало XVII–XIX вв. В XVII в. дала начало первая промышленная революция, которая проложила путь к кардинальной смене технологической культуры и привела к переходу в XVII-XIX веках от кустарного к крупному промышленному производству. Появились паровые машины, и примитивные, тесно связанные с сельским хозяйством, городские общества постепенно превратились в урбанизированные индустриальные системы. Применение паровых машин привело к огромному росту потребления ископаемых ресурсов, прежде всего угля и железной руды, и количества потребляемой энергии. Индустриальные центры потребляли всё больше продовольствия и сырья, что вело к растущей деградации природной среды. Городская среда в индустриальных центрах также становилась всё менее пригодной для нормальной жизни из-за сильного загрязнения воздуха и воды, а также огромных масс твёрдых отходов.

Конец XIX–XX вв.

Это время стало началом электрификации производства и быта, созданием двигателя внутреннего сгорания, радикально изменившего транспорт, и быстрым развитием химической и нефтехимической промышленности. На этой основе после Первой мировой войны (1914-1918 гг.) в наиболее развитых странах началась вторая промышленная революция. Возникшие в её результате развитые индустриальные общества имеют следующие характерные черты:

Огромные и часто неоправданные объёмы производства, истощающие невозобновимые природные ресурсы - запасы нефти, природного газа, угля и минерального сырья;

Переход от использования природных материалов, способных разлагаться под действием природных факторов, к синтетическим, большинство которых практически не разлагается;

Резкое увеличение производства продовольствия в результате первой и второй зелёных революций достигнутое за счёт быстрого роста энергопотребления и использования большого объёма химических удобрений и ядохимикатов;

Некоторое снижение темпов роста населения как следствие контроля над рождаемостью при одновременном старении населения за счёт увеличения продолжительности жизни, особенно в развитых странах;

Существенное усиление загрязнения вод суши и мирового океана токсичными веществами и нефтепродуктами;

Глобальное загрязнение атмосферы тяжёлыми металлами и особо опасными химическими веществами;

Недостаточное понимание опасностей радиоактивного загрязнения;

Кислотное загрязнение обширных регионов Северного полушария, приведшее к повреждению лесов и биоты в северных озёрах;

Уничтожение больших массивов тропических лесов и опустынивание обширных территорий в экваториальных широтах;

Глобальное воздействие на климат вследствие выброса в атмосферу огромных масс парниковых газов;

Истощение озонового слоя.

Из этого перечня видно, что рост благосостояния человечества в индустриальную эпоху XIX и XX веков был основан на быстром истощении невозобновимых природных ресурсов и разрушении и загрязнении потенциально возобновимых ресурсов - почвы, лесов, пастбищ и вод суши и океана. На новом историческом витке человечество стало повторять ошибки, приведшие к гибели древние цивилизации две тысячи лет назад. Но теперь эти ошибки приобрели глобальный характер и угрожают самому существованию биосферы.

2000 г. К 2000 г. в ряде стран достижения научно-технической революции уже использовались в полной мере, и эти страны вступили в постиндустриальную эпоху. Она характеризуется не только уровнем материального благосостояния и технического развития, но и весьма строгим законодательством в области охраны природных ресурсов и, что очень важно, готовностью граждан строго соблюдать эти законы.

Освоение новых ресурсосберегающих технологий и другие меры по охране природы в глобальном масштабе неизбежно требуют огромных затрат. Необходимые ежегодные капиталовложения в ресурсосберегающие технологии и затраты на охрану окружающей среды могут составить 5-10 % от годового мирового валового продукта. Эти затраты имеют две важные особенности, Во-первых, очень часто они связаны не с развитием каких-то отраслей мирового хозяйства или освоением новых ресурсов, а, наоборот, с отказом от таковых и поиском альтернативных решений.

Во-вторых, в наиболее важных случаях они носят транснациональный характер. Согласившись на эти затраты, человечество совершает переход от покорения природы и гармонизации взаимоотношений с ней. При этом для человечества открывается перспектива длительного бескризисного развития.

Конец XXI в. К концу XXI века население Земли стабилизируется на уровне 8-12 миллиардов человек, а темпы роста промышленного производства несколько замедлятся, и, скорее всего, само производство сильно поменяет свой облик. Сельскохозяйственное производство должно существенно обогнать рост населения, а уровень загрязнения и деградации природной среды начнёт снижаться примерно в середине XXI века, когда всё мировое сообщество вступит в постиндустриальную эпоху.