1. Влияние антропогенных факторов на окружающую среду

Антропогенные факторы, т.е. результаты деятельности человека, приводящие к изменению среды обитания можно рассматривать на уровне региона, страны или глобальном уровне.

Антропогенное загрязнение атмосферы приводит к глобальному изменению. Загрязнения атмосферы поступают в виде аэрозолей и газообразных веществ. Наибольшую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых приходится около 80% всех выбросов. Прежде всего - это соединения серы, углерода, азота. Углекислый газ сам по себе не ядовит, но с его накоплением связана опасность такого глобального процесса как «парниковый эффект». Последствие мы видим по потеплению климата на Земле.

С попаданием в атмосферу соединений серы и азота связано выпадение кислотных дождей. Двуокись серы и окислы азота в воздухе соединяются с парами воды, затем вместе с дождями выпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают кислотность почвы, способствуют гибели растений и высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера угнетающе действуют на флору и фауну, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни - от рыб до микроорганизмов. Расстояние между местом образования кислотных осадков и местом их выпадения может составлять тысячи километров.

Эти отрицательные воздействия глобального масштаба усугубляются процессами опустынивания и вырубки лесов. Главный фактор опустынивания - это деятельность самого человека. Среди антропогенных причин - это избыточный выпас скота, вырубка лесов, чрезмерная и неправильная эксплуатация земель. Ученые подсчитали, что общая площадь антропогенных пустынь превысила площадь естественных. Вот почему опустынивание относят к числу глобальных процессов.

Теперь рассмотрим примеры антропогенного воздействия на уровне нашей страны. Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам пресной воды. И учитывая, что общие ресурсы пресной воды составляют от общего объема гидросферы Земли всего 2-2,5%, становится ясно каким богатством мы обладаем. Главною опасность для этих ресурсов представляет загрязнение гидросферы. Основные запасы пресной воды сосредоточены в озерах, площадь которых в нашей стране больше территории Великобритании. В одном только Байкале находится примерно 20% мировых запасов пресной воды.

Существует три вида загрязнения водной среды: физическое (прежде всего тепловое), химическое и биологическое. Химические загрязнения возникают в результате попадания различных химических веществ и соединений. К биологическим загрязнениям относятся прежде всего микроорганизмы. В водную среду они попадают вместе со стоками химической и целлюлозно-бумажной промышленности. От таких загрязнений пострадал и Байкал, и Волга, и многие большие и малые реки России. Отравление рек и морей отходами промышленности, сельского хозяйства приводят еще к одной беде - уменьшению поступления в морскую воду кислорода и как следствие отравление морской воды сероводородом. Примером может служить Черное море. В Черном море существует установившийся режим обмена поверхности и глубинных вод, который препятствует проникновению в глубину кислорода. В результате на глубине накапливается сероводород. В последнее время ситуация в Черном море резко ухудшилась и не только из-за постепенного нарушения равновесия между сероводородными и кислородными водами, идет нарушение гидрологического режима после строительства плотин на реках, впадающих в Черное море, так и из-за загрязнения прибрежных вод отходами промышленности и сточными водами.

Не обошла стороной Мордовию и общая беда - чернобыльская авария. В результате многие районы пострадали от радиоизотопного загрязнения земель. И результаты этого антропогенного воздействия будут сказываться еще сотни лет.

2. Антропогенное воздействие на географическую оболочку Земли

В начале ХХ века во взаимодействии природы и общества наступила новая эра. Воздействие общества на географическую среду, антропогенное воздействие, резко возросло. Это привело к превращению природных ландшафтов в антропогенные, а также к возникновению глобальных проблем экологии, т.е. проблем не знающих границ. Чернобыльская трагедия поставила под угрозу всю Восточную и Северную Европу. Выбросы отходов влияют на глобальное потепление, озоновые дыры угрожают жизни, происходит миграция и мутация животных.

Степень воздействия общества на географическую оболочку прежде всего зависит от степени индустриализации общества. Сегодня около 60% суши занимают антропогенные ландшафты. К таким ландшафтам относятся города, села, линии связи, дороги, промышленные и сельскохозяйственные центры. Восемь наиболее развитых стран потребляют более половины природных ресурсов Земли и выбрасывают в атмосферу 2/5 загрязнений. Причем Россия, чей валовый доход меньше американского в 20 раз, потребляет ресурсов лишь в 2 раза меньше США и выбрасывает отравляющих веществ примерно столько же.

Эти глобальные проблемы экологии заставляют все страны объединить свои усилия по их решению. Эти проблемы рассматривались и в июле 1997 года на встрече глав государств ведущей индустриальной «восьмерки» в Денвере. «Восьмерка» решила более активно бороться с эффектом глобального потепления и к 2000 году уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу на 15%. Но это еще не решение всех проблем, и основная работа еще предстоит не только самым развитым странам, но и тем, которые сейчас бурно развиваются.

3. Результаты антропогенного воздействия

В наше время последствия антропогенного воздействия на географическую среду многообразны и не все они контролируются человеком, многие из них проявляются позже. Разберем основные из них.

Изменение климата (геофизики) Земли на основе усиления тепличного эффекта, выбросов метана и других газов, аэрозолей, радиоактивных газов, изменения концентрации озона.

Ослабление озонового экрана , образование большой «озоновой дыры» над Антарктидой и «малых дыр» в других регионах.

Загрязнение ближайшего космического пространства и его замусоривание .

Загрязнение атмосферы ядовитыми и вредными веществами с последующим выпадением кислотных дождей и разрушением озонового слоя, в котором участвуют фреоны, NO2, водяные пары и другие газовые примеси.

Загрязнение океана , захоронение в нем ядовитых и радиоактивных веществ, насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами, сложноорганическими соединениями, разрыв нормальной экологической связи между океаном и водами суши из-за строительства плотин и других гидросооружений.

Истощение и загрязнение поверхностных вод суши и подземных вод, нарушение баланса между поверхностными и подземными водами.

Радиоактивное загрязнение локальных участков и некоторых регионов, в связи с чернобыльской аварией, эксплуатацией атомных устройств и атомными испытаниями.

Продолжающееся накопление на поверхности суши ядовитых и радиоактивных веществ, бытового мусора и промышленных отходов (особенно неразлагающихся пластмасс), возникновение в них вторичных химических реакций с образованием токсичных веществ.

Опустынивание планеты , расширение уже существующих пустынь и углубление самого процесса опустынивания.

Сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к уменьшению количества кислорода и исчезновению видов животных и растений.

Абсолютное перенаселение Земли и относительное региональное демографическое переуплотнение.

Ухудшение среды жизни в городах и сельской местности , увеличение шумового загрязнения, стрессов, загрязнение воздуха и почв, зрительная агрессия высотных домов и самого антропогенного ландшафта, напряжение темпа жизни в городе и потеря социальных связей между людьми, возникновение «психологической усталости».

4. Антропогенное загрязнение атмосферы

Человеческая деятельность приводит к тому, что загрязнения поступают в атмосферу в основном в двух видах - в виде аэрозолей (взвешенных частиц) и газообразных веществ.

Главные источники аэрозолей - промышленность строительных материалов, производство цемента, открытая добыча угля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет 60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественного происхождения (пыльные бури, вулканы).

Гораздо большую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых приходится 80-90% всех антропогенных выбросов. Это соединения углерода, серы и азота. Соединения углерода, прежде всего углекислый газ сам по себе не ядовит, но с накоплением его связана опасность такого глобального процесса как «парниковый эффект». Кроме того выбрасывается угарный газ, в основном двигателями внутреннего сгорания.

Соединения азота представлены ядовитыми газами - окисью и перекисью азота. Они так же образуются при работе двигателей внутреннего сгорания, при работе теплоэлектростанций, при сжигании твердых отходов.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение атмосферы соединениями серы, и прежде всего сернистым газом. Соединения серы выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже.

С попаданием в атмосферу соединений серы и азота непосредственно связано выпадение кислотных дождей. Механизм их образования очень прост. Двуокись серы и окислы азота в воздухе соединяются с парами воды. Затем вместе с дождями, туманами они выпадают на землю в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуют высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетают их флору и фауну, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни - от рыб до микроорганизмов. Большой вред кислотные дожди наносят и различным конструкциям (мостам, памятникам и т.д.).

Главные регионы распространения кислотных осадков в мире - США, зарубежная Европа, Россия и страны СНГ. Но в последнее время они отмечены в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии.

Расстояние между районами образования и районами выпадения кислотных осадков может достигать даже тысячи километров. Например, главные виновники кислотных осадков в Скандинавии - промышленные районы Великобритании, Бельгии и ФРГ.

Ученые и инженеры пришли к выводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться в постепенном сокращении вредных выбросов, ликвидации их источников. Поэтому необходим запрет на использование высокосернистых угля, нефти и топлива.

5. Антропогенное загрязнение гидросферы

Ученые различают три вида загрязнения гидросферы: физическое, химическое и биологическое.

Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей («цветению» воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения.

Химическое загрязнение гидросферы возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Примером служит сброс в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступает промышленность и транспорт.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний.

Особый вопрос в этой теме загрязнение Мирового океана. Оно происходит тремя путями.

Первый из них - речной сток, вместе с которым в океан попадают миллионы тонн различных металлов, соединений фосфора, органические загрязнения. При этом почти все взвешенные и большинство растворенных веществ осаждаются в устьях рек и прилегающих шельфах.

Второй путь загрязнения связан с атмосферными осадками, с ними в Мировой океан поступает большая часть свинца, половина ртути и пестицидов.

Наконец, третий путь непосредственно связан с хозяйственной деятельностью человека в акваториях Мирового океана. Наиболее распространенный вид загрязнения - нефтяное загрязнение при транспортировке и добыче нефти.

Проблема антропогенного воздействия на географическую среду сложна и многогранна, она имеет глобальный характер. Но решают ее на трех уровнях: государственном, региональном и глобальном.

На первом уровне каждая страна решает свои экологические проблемы. На региональном уровне осуществляются мероприятия нескольких стран, имеющих общие природоохранные интересы. На глобальном уровне объединяют усилия все страны мирового сообщества.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МАССИВЫ. ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕДРЫ

В настоящее время часто острейшие экологические проблемы сводятся лишь к вопросам загрязнения и изменения атмосферы, включая проблему так называемой «озоновой дыры», к вопросам загрязнения водоемов, сохранения растительных богатств и животного мира и т.д., забывая о том, что все эти компоненты природы тесно связаны с самой Землей, точнее, с ее внешней оболочкой — литосферой. Именно литосфера является материальной литогенной основой биосферы — сферы жизни на нашей планете. На горных породах, как на основании, формируются почвы, ландшафты, развиваются растительные и животные сообщества. В то же время горные породы при активном участии человека, в процессе его разнообразной деятельности (техногенеза) все больше и больше включаются в техносферу (часть биосферы, затронутой техногенезом). Не умаляя значимости перечисленных выше глобальных экологических проблем атмосферы и гидросферы, растительных и животных сообществ, необходимо отметить, что их решение невозможно вне взаимосвязи с проблемами экологии литосферы. Различные вопросы экологических проблем литосферы изучаются в новом научном направлении — экологической геологии (экогеологии). Ее основным проблемам на современным этапе и посвящена эта статья.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Главнейший фактор глобального экологического кризиса на Земле — человек, и в этом заключается главное отличие настоящего кризиса от всех предыдущих. Современный экологический кризис, таким образом, противоестествен, он вызван самим человеком. Неразумная материально-хозяйственная, или техногенная (антропогенная), деятельность во всех ее сложных и многообразных формах приводит на наших глазах природу на Земле к экологическому кризису. Неразумная антропогенная деятельность, в том числе и в пределах гигантского литосферного пространства, а точнее, в ее самой верхней части, называемой геологической средой, вносит огромный дисбаланс в равновесие земной биосферы. Технологическое развитие цивилизации стало носить катастрофически быстрый, а по меркам геологического времени — взрывной характер. Индустриальная революция в мире привела к глобальному вмешательству человека в литосферу, прежде всего при добыче полезных ископаемых.

Так, например, количество только механически извлекаемого человеком материала в литосфере Земли при добыче полезных ископаемых и строительстве превышает 100 миллиардов тонн в год, что примерно в четыре раза больше массы материала, сносимого водами рек в океаны в процессе денудации, размыва суши. Ежегодный объем наносов, перемещаемых всеми текучими водами на земной поверхности, составляет не более 13 км 3 , то есть в 30 раз меньше, чем перемещается горных пород при строительстве и добыче полезных ископаемых. При этом надо иметь в виду, что суммарная мощность производства в мире удваивается каждые 14 — 15 лет. То есть антропогенная деятельность по своим масштабам и интенсивности стала не только соизмеримой с природными геологическими процессами, но существенно их превосходит, на что указывал В.И. Вернадский, не видя, однако, в этом никакой угрозы цивилизации.

На огромных площадях поверхности Земли и в ее недрах на наших глазах происходит активизация различных неблагоприятных геологических процессов и явлений (оползней, селей, подтопления и заболачивания территорий, засоления почв и т.п.), которые были вызваны или активизированы человеком, часто его неразумной хозяйственной деятельностью. Такие процессы искусственного, а не естественного происхождения стали называть инженерно-геологическими. Они ровесники человеческой цивилизации, и по мере углубления экологического кризиса масштабы их проявлений на Земле все более возрастают.

Инженерно-геологические процессы идут одновременно с природными геологическими процессами, но их интенсивность, концентрация, частота проявления и другие параметры существенно превышают аналогичные природные. Отсюда вытекает их чрезвычайное значение. Пока человек не может предотвратить многие опасные и катастрофические геологические процессы, но в арсенале методов инженерной геологии накоплен огромный научный опыт по прогнозу геологических и инженерно-геологических процессов, по мероприятиям направленным на инженерную защиту территорий от их проявления и снижение ущерба.

Таким образом, в обостряющемся на Земле экологическом кризисе роль различных геологических и инженерно-геологических процессов, происходящих в литосфере, огромна, что необходимо иметь в виду при решении экологических проблем. В связи с этим в современных условиях значение инженерной и экологической геологии в жизни общества неизменно возрастает.

ТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ

Широко бытует ошибочное мнение, что в отличие от растений или животных, которые более или менее чутко реагируют на техногенные (вызванные человеком) воздействия, сама «земля» (а точнее — верхние горизонты литосферы, горные породы и почвы) может «выдержать» что угодно: и сброс загрязнений, и подземные атомные взрывы, и захоронение всевозможных токсичных или просто ненужных отходов, и безудержную эксплуатацию недр, откуда извлекаются в гигантских масштабах всевозможные полезные ископаемые, и т.д. Но это глубоко ошибочное мнение. Всему есть предел, как есть предельно допустимые уровни техногенных воздействий и на литосферу.

У человечества хватило здравого смысла запретить ядерные испытания в атмосфере и гидросфере — геосферах Земли, наиболее уязвимых и значимых в экологическом плане. Но до последнего времени некоторые страны (Франция, Китай) проводили и проводят испытания в литосфере, хотя экологическое значение этой геосферы Земли ничуть не меньше (а в ряде случаев намного больше) первых двух. Налицо преступная безграмотность в области экологической геологии, граничащая с преступлением против всего человечества.

Но кроме подземных ядерных испытаний, «расшатывающих» литосферу и загрязняющих ее радионуклидами, не меньшую тревогу должны вызывать, казалось бы, такие относительно «безобидные» воздействия на литосферу, как создание свалок твердых бытовых отходов (часто не контролируемых), загрязнение промышленными стоками подземных вод и вследствие этого сокращение запасов на Земле питьевой воды, механическое (статическое и динамическое), термическое, электромагнитное и другие виды воздействий на верхние горизонты земной коры. Одни лишь коммунальные отходы, накапливающиеся на свалках и частично поступающие в литосферу, представляют собой существенный фактор техногенного воздействия. Количество коммунальных отходов, приходящихся за год на одного человека, в некоторых странах достигает огромных величин, а их утилизация представляет серьезную проблему во всем мире.

В результате разномасштабных проявлений техногенных воздействий Земля превращается в гигантскую свалку, литосфера начинает испытывать необратимые негативные изменения, экологические последствия которых трудно предсказуемы. Необходимо развеять ложность бытующих неверных представлений о литосфере как геосфере, которая «может все выдержать».

С каждым годом интенсивность воздействия человека на литосферу все более и более возрастает. Если к 1985 году суммарная площадь суши, покрываемая всеми видами инженерных сооружений (здания, дороги, водохранилища, каналы и т.п.), составляла около 8%, то к 1990 году она превысила 10%, а к 2000 году может возрасти до 15%, то есть приблизиться к величине 1/6 площади суши Земли. Если же сюда прибавить площади, используемые на Земле под сельское хозяйство, то получится, что этими видами деятельности затронуто около половины суши (без Антарктиды). При этом надо иметь в виду, что поверхность и подземное пространство литосферы «осваиваются» очень неравномерно.

Например, территория Московской области уже к 1985 году была застроена на 16%. В ряде мест, особенно в городах, концентрация различных инженерных сооружений достигает очень большой величины. На урбанизированных территориях практически невозможно найти неизмененные участки литосферы или девственные, неизмененные участки рельефа. На рис. 2 показана карта техногенного изменения рельефа территории Москвы, из которой следует, что доля площадей города с практически неизмененным рельефом весьма мала.

Воздействие на горные породы и массивы и на недра

«Освоение» литосферы идет не только вширь, но и вглубь. Полезные ископаемые добываются все с большей глубины. Растет число шахт и карьеров глубокого заложения, увеличивается глубина буровых скважин (достигших отметки 12 км). Из-за недостатка площадей в городах человек все в большей степени осваивает и использует подземное пространство (метро, переходы, тоннели, хранилища, архивы). Наибольшее по масштабам техногенное воздействие человека на литосферу обусловлено прежде всего такими видами деятельности, как горнотехническая (добыча и переработка полезных ископаемых), инженерно-строительная, сельскохозяйственная и военная. Все они действуют как мощный геологический фактор, меняющий лик Земли, состав, состояние и свойства литосферы, а следовательно, и как фактор, влияющий на состояние экосистем. Можно привести много примеров, раскрывающих масштабы техногенных воздействий на литосферу. Ограничимся лишь некоторыми. В настоящее время общая протяженность железных дорог на Земле составляет более 1400 тыс. км., то есть в 3,5 раза больше, чем расстояние от Земли до Луны. И на всем этом протяжении нарушается почвенный покров, меняются геологические условия прилегающих к дороге территорий, возникают новые геологические процессы. Протяженность автомобильных дорог в мире еще больше. Вдоль автотрасс также происходит нарушение геологических условий. Подсчитано, что при прокладке 1 км дороги нарушается около 2 га растительного и почвенного покрова.

Суммарная длина берегов только искусственных водохранилищ, построенных на территории бывшего СССР к середине 80-х годов, равнялась длине экватора Земли. На всем их протяжении развивались и продолжают развиваться различные геологические процессы (активизация склоновых процессов, переработка берегов, подтопление и т.д.). Протяженность магистральных оросительных и судоходных каналов на территории СНГ, также изменяющих геологическую обстановку, намного больше и составляет около 3/4 расстояния от Земли до Луны. Эти цифры для Земли в целом еще больше. ,

Техногенная деятельность человека на Земле способна не только вызывать активизацию или, наоборот, замедлять развитие природных геологических процессов, но может также порождать новые инженерно-геологические процессы, которые раньше на данной территории не отмечались. Техногенная деятельность человека может приводить даже к возникновению таких грандиозных и опасных геологических явлений, как землетрясения. Это явление известно под названием «наведенная сейсмичность». Чаще всего землетрясения техногенного происхождения возникают в связи с созданием крупных и глубинных водохранилищ. Так, например, один из первых случаев возникновения техногенных сейсмических явлений при заполнении водохранилища был отмечен в 1932 году в Алжире при строительстве плотины высотой в 100 м на реке Уэд-Фодда, когда в период заполнения водохранилища стали возникать сейсмические толчки, достигавшие 7 баллов и исходившие из гипоцентра, расположенного на глубине 300 м. С окончанием заполнения водохранилища сейсмическая активность постепенно прекратилась. Но обычно наведенная сейсмичность проявляется, постепенно снижаясь, еще в течение нескольких лет (до 3 — 5 лет) после окончания заполнения водохранилища. Позже аналогичные явления были зафиксированы в странах Европы (Россия, Италия, Франция, Греция, Швейцария), Азии (Китай, Япония, Пакистан), в Австралии и США. Сейсмические колебания земной коры, соизмеримые с крупными землетрясениями, возникают и при подземных ядерных испытаниях. Существует мнение, что они могут являться причиной активизации сейсмичности в соседних регионах, служить своеобразным «спусковым крючком».

Как крупнейший геологический фактор на Земле человек в огромных объемах производит и искусственные грунты — перемещенные или созданные массы горных пород, отвалы, насыпи, намывные грунты, шлаки, золы и т.п. Причем этот процесс получил такие широкие масштабы, что стал соизмерим с естественным осадконакоплением. В настоящее время искусственные (или техногенные) грунты уже покрывают более 55% площади суши Земли. Но их распространение крайне неравномерно, и в ряде урбанизированных районов искусственные грунты покрывают 95 — 100% территории, а их мощность достигает нескольких десятков метров. Интенсивность образования искусственных грунтов на территории СНГ показана на рис. 3, из которого следует, что особенно сильно этот процесс идет в европейской части России, на Украине, в Молдавии, Закавказье и на юге Сибири. Среди техногенных грунтов наиболее экологически опасны те, которые формируются из различных отходов.

Характерным примером образования огромных масс искусственных грунтов является строительство крупных топливно-энергетических комплексов. При открытом способе разработки угольного разреза, помимо угля, перемещается огромная масса вскрышных пород. Сжигаемый затем уголь превращается в золу и шлаки, поступающие в отвалы, масштабы которых достигают гигантских размеров. Их утилизация — серьезная экологическая проблема на Земле. Если удаление золы из топок ТЭС происходит водным способом (гидроудаление), то зола по пульпопроводу сбрасывается в пруды-отстойники, на дне которых осаждаются огромные массы искусственных зологрунтов. В итоге намытыми зологрунтами покрываются значительные площади, происходит деградация природных ландшафтов и экосистем. Антропогенные перемещения и изменения масс горных пород, а также элементного, геохимического состава верхних горизонтов литосферы, включая подземную гидросферу, привели к техногенному изменению геофизических полей Земли — гравитационного, магнитного, электрического, радиационного, теплового. Все эти поля Земли в настоящее время уже не первозданные, не природные по своей структуре и свойствам. Они в большей или меньшей степени техногенно искажены, причем далеко не в благоприятном для экологии человека и других организмов направлении.
Понятие логистической системы: основные категории, виды ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ. ВИДЫ И ЕДИНИЦЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ПЕРЕЧИСЛИТЕ ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Раскройте предмет курса «История», охарактеризуйте его основные задачи

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.

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу существованию и биосферы, и самого человека.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются биологическими круговоротами огромных масс вещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессов эти круговороты с участием живого вещества имеют значительно более высокую интенсивность, скорость и количество веществ, вовлеченных в циклическое движение.

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 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.

Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), называют экологическим загрязнением, характеризующимся наличием в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды для жизни человека или ведения его хозяйственной деятельности. К загрязнителям относятся и 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.

Различают природные и антропогенные загрязнения. Природные загрязнения возникают в результате естественных причин: извержений вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенные загрязнения -- результат деятельности человека.

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 его концентрацию (ПДК) в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) -- это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельным источником за единицу времени; превышение ПДС приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде и может быть опасным 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 учитываются 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.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их добыча ведут к истощению этих ресурсов.

Экологический принцип пределов состоит в том, что: ресурсы ограничены и не должны расходоваться впустую; нельзя бесконечно открывать новые ресурсы.

Биосфера Земли способна к саморегуляции, она может выдержать и исправить результаты неразумного вмешательства человека. Но всему есть предел. Сегодня мы достигли этого предела и стоим на краю экологической пропасти.

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

АТМОСФЕРА -- ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ

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

Современный газовый состав атмосферы -- результат длительного исторического развития земного шара.

Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящие в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических круговоротах.

Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов на нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов (автотрофов). Под действием ультрафиолетовых лучей кислород превращался в озон. По мере накопления озона происходило образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой в атмосфере, как экран, надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию очень много органических и неорганических веществ, в том числе водород, соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ (диоксид углерода) участвует в процессе фотосинтеза при образовании органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе.

Азот -- незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера -- неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило, происходит быстрее.

Другие составные части воздуха не участвуют в биохимических круговоротах, но наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к серьезным нарушениям этих циклов.

Загрязнение атмосферы -- различные негативные изменения в ее составе, связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов воздуха.

Различают 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 атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия,

Сегодня уже ясно, что любая человеческая деятельность, влияющая на физические свойства или химический состав атмосферы, может вызвать серьезные экологические нарушения среды, в том числе глобальные изменения климата на планете. Если человечество не сможет принять своевременные меры по защите атмосферы от загрязнений, то его ждут катастрофические последствия.

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

Современное состояние биосферы и экологическая политика Колесник Ю. А.

9.1. Результаты антропогенных влияний на биосферу

В настоящее время от постиндустриальной эпохи человечество быстро стало переходить к постчеловеческой эре. Об этом свидетельствует ускоренное развитие биотехнологий, компьютеризация всего общества, освоение и внедрение новых – нанотехнологий. Продолжается освоение космического пространства и дальнейшее совершенствование высокоразвитых стран, требующих для развития своей экономики новых видов ресурсов. В то же время, несмотря на достигнутые успехи научно-технического прогресса, нарастает угроза всепланетарной социально-экологической катастрофы.

Каковы же ее признаки ?

Об этом хорошо сказано в законе РФ об охране природы, суть которого отражена в следующем тексте:

«…в результате хозяйственной (либо иной) деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны».

Здесь речь идет о такой степени, которая стала угрозой существованию человека как биологического вида.

К природным катастрофам, способным привести к гибели биосферу, можно отнести космические или внутриземные. Данные науки свидетельствуют, что пока нет признаков (кроме феномена глобального потепления) наступления «конца света». Тогда единственным фактором, способным уничтожить биосферу, является человек. Имеются сведения (Ханжин, 2006, с. 5–6), что в ХХ в. человек нанес природе больше вреда, чем за всю предыдущую историю. Оставляя пока в стороне угрозу загрязнения окружающей среды вредными отходами производства, к усвоению которых организмы эволюционно не выработали механизмы их утилизации, отметим, что главной причиной, способной погубить человечество и биосферу, является хищническое уничтожение основ жизни – травянистых и древесных сообществ, т. е. растительности в полном понимании этого смысла.

Так ли это?

К XXI в. человечество уничтожило около 80 % всех лесов планеты (и продолжает эту гибельную практику) и 2 / 3 когда-то пригодных для земледелия земель. Учитывая высокие темпы прироста людей (каждую минуту население планеты увеличивается на 150–170 человек), параллельно идет уничтожение лесов по 11 га/мин, по 10 га/мин – сельскохозяйственных площадей и один биологический вид (согласно данным экспертов) теряется на планете безвозвратно. Почему же общественность многих стран реагирует на очевидную надвигающуюся экологическую катастрофу спокойно? Оказывается, что большинство людей, например, не замечают этого процесса потому, что отмечают исчезновение того или иного вида растений или животных лишь немногие. Интересен факт, что чем более редким становится то или иное животное, тем меньше внимания оно привлекает, и полное исчезновение его проходит незамеченным большинством людей (Захаров, 1984, с. 12–13). По данным экспертов ЮНЕСКО, к началу ХХ1 столетия с лица Земли исчезнут 1 млн видов животных, растений и микробов, по более «оптимистическим» – 500 тыс.

Подобных темпов вымирания видов история Земли никогда в прошлом не знала.

Результаты Положительной реакцией волка на собаку мы называем активное подчинение: приветствие, просьба отрыжки, игровое поведение. Негативной реакцией мы называем избегание, замирание, агрессию, т. е. все виды оборонительного поведения. Пассивное подчинение: