Доклад: Антропогенное воздействие на биосферу. Антропогенное воздействие на природу реферат

Доклад - Антропогенное воздействие на биосферу

Сургутский государственныйуниверситет

кафедра биологии

РЕФЕРАТ

Тема: «АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ».

Выполнил студент:

группа №382

Папин Олег Сергеевич

Проверила преподаватель:

Елена Петровна Алёхина

Сургут 1998

План.

    Введение. 

1. Современное состояние природной среды.

2. Атмосфера — внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы.

3.Почва — важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы.

4.Вода — основа жизненных процессов вбиосфере. Загрязнение природных вод.

5.Радиация в биосфере

6. Экологические проблемы биосферы.

     Заключение.

     Используемая литература.

Введение.

Человек всегда использовал окружающую среду воснов­ном как источник ресурсов, однако в течение очень дли­тельного времениего деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в концедошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятель­ностиобратили на себя внимание ученых. В первой полови­не нынешнего века этиизменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческуюцивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек по­стояннонаращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. Притаком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в видеотходов, часто ядовитых или непригодных для утилиза­ции. Это создает угрозу исуществованию биосферы, и само­го человека. Изучив эту главу, вы узнаете:

— о современном состоянии природной среды;

— об основных источникахзагрязнений биосферы;

— о путях охраны окружающейсреды от загрязнений.

<img src="/cache/referats/1511/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1026">         1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Рассмотрим некоторые чертысовременного состояния биосферы и процессы, происходящие в ней.

Глобальные процессы образованияи движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоро­томогромных масс вещества и энергии. В отличие от чисто геологических процессовбиогеохимические циклы с учас­тием живого вещества имеют значительно болеевысокие интенсивность, скорость и количество вовлеченного в обо­рот вещества.

Как уже говорилось, споявлением и развитием челове­чества процесс эволюции заметно видоизменился. Наран­них стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для земледелия, выпасскота, промысел и охота на диких жи­вотных, войны опустошали целые регионы,приводили к разрушению растительных сообществ, истреблению отдель­ных видовживотных. По мере развития цивилизации, осо­бенно бурного после промышленнойреволюции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, всебольшей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущихпотребностей огромные массы вещества — как органического, живого, так и мине­рального,косного.

Рост населения и расширяющеесяразвитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвалимассовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке, Выпас скота в большихмасштабах приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенногослоя (Средняя Азия, Северная Африка, юг Ев­ропы и США). Истреблены десяткивидов животных в Ев­ропе, Америке, Африке.

Ученые предполагают, чтоистощение почв на террито­рии древнего центральноамериканскогогосударства майя в результате подсечно-огневого земледелия явилось одной изпричин гибели этой высокоразвитой цивилизации. Анало­гично в Древней Грецииисчезли обширные леса в резуль­тате вырубки и неумеренного выпаса скота. Этоусилило эрозию почвы и привело к уничтожению почвенного покро­ва на многихгорных склонах, повысило засушливость кли­мата и ухудшило условия ведениясельского хозяйства.

Строительство и эксплуатацияпромышленных предпри­ятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезнымнарушениям природных ландшафтов, загрязнению почвы, воды, воздуха различнымиотходами.

Настоящие сдвиги в биосферныхпроцессах 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 естественнымиэнергетичес­кими и материальными процессами, происходящими в био­сфере.Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растетпропорционально числен­ности населения и даже опережает его прирост.

Предупреждая о возможныхпоследствиях расширяю­щегося вторжения человека в природу, еще полвека назадакадемик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической силой,способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось.Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельностипро­являются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходамипроизводства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхностиЗемли, изме­нении климата. Антропогенные воздействия приводят к на­рушениюпрактически всех природных биогеохимических циклов.

Врезультате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около20 млрдт углекислого газа и поглощаетсясоответствующее количество кислорода. Природный запас СО2 ватмосфере составляет величину порядка 50 000 млрдт. Эта величина колеблется и зависит, вчастности, от вулканической 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 к за­метнымизменениям климата и соответственно к наруше­нию складывавшихся в течениемиллионов лет равновес­ных связей в биосфере.

Итогомнарушения прозрачности атмосферы, а следова­тельно, и теплового баланса можетявиться возникновение « парников ого 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.

Выбросв атмосферу промышленных газов, включаю­щих такие соединения, как окисьуглерода СО (угарный газ), окислыазота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибелиживых организмов.

Неуправляемое влияние на климат всовокупности с нерациональным ведением сельского хозяйства способны привести кзначительному снижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур.По данным экспертов ООН, в последние годы колебания про­дукции сельскогохозяйства превышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на1% может привести 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% территориипокрыто лесом.

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

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

Наорганизменном уровне может происходить нарушение  отдельных физиологические функцийорганизмов, изменение их поведения, снижение темпов ростаи развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагопри­ятных фактороввнешней среды.

Науровне популяций загрязнение может вызывать из­менение их численности ибиомассы, рождаемости, смерт­ности, изменения структуры, годовых цикловмиграций и ряда других функциональных свойств.

Набиоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функцияхсообществ. Одни и те же загрязняю­щие вещества по-разному влияют на разныекомпоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соот­ношения вбиоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других.Изменяется пространст­венная структура сообществ, цепи разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание- над продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшениеих как элементов среды человека, снижение положительной роли в формированиибиосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Различаютприродное 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 мощностьестественных. Так, природные источни­ки окиси азота выбрасывают 30 млн т азота в год, а антропогенные — 35-50 млн т;двуокиси серы, соот­ветственно, около 30 млн т иболее 150 млн т. В резуль­тате деятельности человекасвинца попадает в биосфе­ру почти в 10 раз больше, чем в процессе природныхзагрязнений.

Загрязняющиевещества, возникшие в результате хо­зяйственной деятельности человека, и ихвлияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углеро­да,серы, азота, тяжелые металлы, различные органичес­кие вещества, искусственносозданные материалы, радио­активные элементы и многое другое.

Так,по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млнт нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену междуводой и возду­хом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, гденарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных имикроорганизмов. 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.

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

Предельно допустимый сброс (ПДС) — этомасса за­грязняющего вещества, выбрасываемого отдельными ис­точниками заединицу времени, превышение которой при­водит к неблагоприятным последствиям вокружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допус­тимая концентрация (ПДК) понимается какколичество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказы­вает отрицательноговоздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временномконтакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывает­ся не толькостепень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их наживотных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество вцелом.

Специальныеслужбы 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 электростанцийи других промышлен­ных объектов. Службы мониторинга имеют право приме­нятьпредусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любыхработ, если нарушаются нормы охраныокружающей среды.

Кромезагрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природныхресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных ресурсов привели кзначительному изменению ландшафтов в некото­рых регионах (например, в угольныхбассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал для своих нужд всегооколо 20 химических элементов, в начале XX вт­екало 60, то сейчас более 100 — почти всю таблицу Менде­леева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы)около 100 млрд т руды, топлива, минеральныхудобрений.

Быстрыйрост потребностей в топливе, металлах, мине­ральном сырье и их добыче привели кистощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов, при сохранениисовременных темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будутисчерпаны уже через 30 лет, газа — через 50 лет, угля — через 200. Аналогичнаяситуация сло­жилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами(истощение запасов алюминия ожидается через 5О0-6ОО лет, железа — 250 лет,цинка — 25 лет, свин­ца — 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например,асбест, слюда, графит, сера.

Вотдалеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящеевремя. Даже отдельные ус­пехи природоохранной деятельности не могут заметным об­разомизменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояниебиосферы.

<img src="/cache/referats/1511/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1027">

               2. АТМОСФЕРА — ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.

Массаатмосферы нашей планеты ничтожна — всего лишь одна миллионная массы Земли.Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земногото шара атмосферы определяет общий тепловой режим по­верхности нашей планеты,защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляцияатмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них — нарежим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

Современныйгазовый состав атмосферы — результат длительного исторического развития земногошара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компо­нентов — азота(78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%),углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (не­он,гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диок­сидов серы и другихгазов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие споверхности Земли (например, продукты горения, вулканической дея­тельности,частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продуктырастительного, живот­ного или микробного происхождения. Кроме того, важную рольв атмосфере играет водяной пар.

Наибольшеезначение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы:кислород, углекис­лый газ и азот. Эти газы участвуют в основныхбиогеохимических циклах.

Кислородиграет важнейшую роль в жизни большинст­ва живых организмов нашей планете. Оннеобходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земнойатмосферы. Он появился в результате жизнедея­тельности фотосинтезирующихорганизмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон. По меренакопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слояхатмосферы. Озоновый слой, как экран, на­дежно защищает поверхность Земли отультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Современная.атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашейпланете. Главные.запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органи­ческихвеществах и окислах железа, часть кислорода рас­творена в воде. В атмосфере,по-видимому, сложилось при­близительное равновесие между производствомкислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организ­мами. Но впоследнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельностизапасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представ­ляетразрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинствоученых связывают это с дея­тельностью человека.

Круговороткислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакциюбольшое количество органических и неорганических веществ, а также водород,соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ (диоксид углерода)используется в про­цессе фотосинтеза для образования органических веществ.Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Каки кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует вмногообраз­ных механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислогогаза в воздухе, который мы вды­хаем, примерно одинаково в различных районахпланеты. Исключение составляют крупные города, в которых содер­жание этого газав воздухе бывает выше нормы.

Некоторыеколебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от временисуток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования по­казывают,что с начала века среднее содержание углекис­лого газа в атмосфере, хотя имедленно, но постоянно уве­личивается. Ученые связывают этот процесс главнымобра­зом с деятельностью человека.

Азот- незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков инуклеиновых кислот. Атмосфе­ра — неисчерпаемый резервуар азота, однако основнаячасть живых организмов не может непосредственно исполь­зовать этот азот: ондолжен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Частичноазот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося поддействием электри­ческих разрядов во время гроз. Однако основная часть азотапоступает в воду и почву в результате его биологичес­кой фиксации. Существуетнесколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей (к счастью, весьмамногочислен­ных), которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате ихдеятельности, а также благодаря разложе­нию органических остатков в почверастения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.

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

Другиесоставные части воздуха не участвуют в биохи­мических циклах, но наличиебольшого количества загряз­нителей в атмосфере может привести к серьезнымнаруше­ниям этих циклов.

Загрязнение атмосферы. Различныенегативные изме­нения атмосферы Земли связаны главным образом с изме­нениемконцентрации второстепенных компонентов атмо­сферного воздуха.

Существуетдва главных источника загрязнения атмо­сферы: естественный и антропогенный.Естественный ис­точник — этовулканы, пыльные бури, выветривание, лес­ные пожары, процессы разложениярастений и животных.

Косновным антропогенным источникам загрязненияатмосферы относятся предприятия топливно-энергетичес­кого комплекса, транспорт,различные машиностроитель­ные предприятия.

По данным ученых (1990 е.), ежегодно в мирев резуль­тате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млнт оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов(фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числеканцерогенные (вызывающие заболевание раком).

Помимогазообразных загрязняющих веществ, в атмо­сферу поступает большое количествотвердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнениеприродной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк,хром, ванадий стали практичес­ки постоянными компонентами воздуха промышленныхцентров. Особенно остро стоит проблема загрязнения возду­ха свинцом.

Глобальноезагрязнение атмосферного воздуха сказыва­ется на состоянии природных экосистем,особенно на зеле­ном покрове нашей планеты. Одним из самых наглядныхпоказателей состояния биосферы служат леса их самочув­ствие.

Кислотныедожди, вызываемые главным образом диок­сидом серы и оксидами азота, наносятогромный вред лес­ным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страда­ют откислотных дождей в большей степени, чем широколиственные.

Толькона территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных промышленнымивыбросами, 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.

Особенносильно страдают зеленые насаждения в про­мышленных городах, атмосфера которыхсодержит боль­шое количество загрязняющих веществ.

Воздушнаяэкологическая проблема истощения озоново­го слоя, в том числе появлениеозоновых дыр над Антарк­тидой и Арктикой, связана с чрезмерным применениемфреонов в производстве и быту.

<img src="/cache/referats/1511/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1028">3. ПОЧВА — ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ

БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ.

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

Впочве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

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

— детрит — отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений иживотных;

— множество живых организмов — от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

Такимобразом, почва — биокосная система, основанная надинамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными ор­ганизмами.

Всвоем развитии и формировании почвы проходят не­сколько этапов. Молодые почвыявляются обычно результатом выветривания материнских горных пород или пере­носаотложения осадков (например, аллювия). На этих суб­стратах поселяютсямикроорганизмы, пионерные расте­ния — лишайники, мхи, травы, мелкие животные.Посте­пенно внедряются другие виды растений и животных, со­став биоценозаусложняется, между минеральным субстра­том и живыми организмами возникает целаясерия взаимо­связей. В результате формируется зрелая почва, свойства которойзависят от исходной материнской породы и климата.

Процессразвития почвы заканчивается, когда дости­гается равновесие, соответствие почвыс растительным покровом и климатом, то есть возникает состояние кли­макса.Таким образом, изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования,напоминают сукцессионные изменения экосистем.

Каждомутипу почв соответствуют определенные типы растительных сообществ. Так, сосновыеборы, как правило, растут на легких песчаных почвах, а еловые леса предпочи­таютболее тяжелые и богатые питательными веществами суглинистые почвы.

Почваявляется как бы живым организмом, внутри ко­торого протекают различные сложныепроцессы. Для того чтобы поддерживать почву в хорошем состоянии, необходи­мознать природу обменных процессов всех ее составляю­щих.

Поверхностныеслои почвы обычно содержат много ос­татков растительных и животных организмов,разложение которых приводит к образованию гумуса. Количество гуму­са определяетплодородие почвы.

Впочве обитает великое множество различных живых организмов — эдафобионтов, формирующих сложную пи­щевую детритную сеть: бактерии, микрогрибы,водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки, до­ждевые черви имногие другие. Все эти организмы играют огромную роль в формировании почвы иизменении ее фи­зико-химических характеристик.

Растенияпоглощают из почвы необходимые минераль­ные вещества, но после смертирастительных организмов изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные орга­низмыпостепенно перерабатывают все органические остат­ки. Таким образом, вестественных условиях происходит постоянный круговорот веществ в почве.

Вискусственных агроценозах такой круговорот нару­шен,так как человек изымает значительную часть сель­скохозяйственной продукции,используя ее для своих нужд. Из-за неучастия этой части продукции в кругово­ротепочва становится бесплодной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы вискусственных агроценозах, человек вноситорганические и минеральные удобре­ния.

Загрязнение почв. В нормальныхестественных услови­ях все процессы, происходящие в почве, находятся в равно­весии.Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. Врезультате развития хозяйствен­ной деятельности человека происходитзагрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее времяна каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли.И эти незначитель­ные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хо­зяйственнойдеятельности человека.

Громадныеплощади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, пристроительстве предпри­ятий и городов. Уничтожение лесов и естественноготравянистого покрова, многократная распашка земли без соблю­дения правилагротехники приводит к возникновению эрозиипочвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром (рис. 58).Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только запоследнее сто­летие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2млрд га плодородных земель активного сельско­хозяйственногопользования.

Однимиз последствий усиления производственной дея­тельности человека являетсяинтенсивное загрязнение по­чвенного покрова. В роли основных загрязнителей почввыступают металлы и их соединения, радиоактивные эле­менты, а также удобрения иядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

Кнаиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртутьпоступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленныхпредприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соеди­нения.

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

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

Радиоактивныеэлементы могут попадать в почву и на­капливаться в ней в результате выпаденияосадков от атом­ных взрывов или при удалении жидких и твердых отходовпромышленных предприятий, АЭС или научно-исследова­тельских учреждений,связанных с изучением и использо­ванием атомной энергии. Радиоактивные веществаиз почв попадают в растения, затем в организмы животных и чело­века,накапливаются в них.

Значительноевлияние на химический состав почв ока­зывает современное сельское хозяйство,широко исполь­зующее удобрения и различные химические вещества для борьбы свредителями, сорняками и болезнями растений. В настоящее время количествовеществ, вовлекаемых в кру­говорот в процессе сельскохозяйственнойдеятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного про­изводства.При этом с каждым годом производство и при­менение удобрений и ядохимикатов всельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование ихприводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Особуюопасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качествеядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водо­емов.Но самое главное — они включаются в экологические пищевые цепи, переходят изпочвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с пищейв организм человека.

<img src="/cache/referats/1511/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1029">

4. <span Times New Roman"">  ВОДА — ОСНОВА ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

В БИОСФЕРЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД .

Вода — самое распространенноенеорганическое соеди­нение на нашей планете. Вода- основа всех жизненныхпроцессов, единственный источник кислорода.в главном движущем процессе наЗемле — фотосинтезе. Вода присут­ствует во всей биосфере: не только в водоемах,но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до80-90% воды в своей биомассе. Потери 10- 20% воды живыми организмами приводят ких гибели.

Вестественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней раствореныразличные газы и соли, нахо­дятся взвешенные твердые частички. В 1 л преснойводы может содержаться до 1 г солей.

Большаячасть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2%. Большая часть пресных вод (85% ) сосредоточена во льдах полярных зон иледников. Возобновление пресных вод происходит в резуль­тате круговорота воды.

Споявлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как кпростому явлению физи­ческого испарения (превращенияводы в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностьюживых организмов. К тому же роль человека по мере его развития становится всеболее значительной в этом круго­вороте.

Круговорот воды в биосфере происходитследующим образом. Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков,образующихся из водяного пара атмосферы. Определенная часть выпавших осадковиспаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другаячасть проникает в почву, всасывается корнями рас­тений и затем, пройдя черезрастения, испаряется в процес­се транспирации. Третья часть просачивается вглубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя под­земные воды.Четвертая часть в виде поверхностного, реч­ного и подземного стока стекает вводоемы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется жи­вотнымии потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся ватмосферу вода конденси­руется и вновь выпадает в качестве осадков.

Такимобразом, один из основных путей круговорота воды — транспирация, то есть биологическое испарение, осуществляетсярастениями, поддерживая их жизнедея­тельность. Количество воды, выделяющееся врезультате транспирации, зависит от вида растений, типа раститель­ныхсообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий.

Интенсивностьтранспирации и масса испаряющейся при этом воды могут достигать весьмазначительных вели­чин. У таких сообществ, как леса (с большой фитомассой и листовой поверхностью) или болота (сводонасыщенной мо­ховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравни­ма сиспарением открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднемдля растительных сооб­ществ умеренного климата транспирация составляет от 2000до 6000 м воды в год.

Величинасуммарного испарения (с почвы, с поверхнос­ти растений и через транспирацию)зависит от физиологи­ческих особенностей растений и их биомассы, поэтому слу­житкосвенным показателем жизнедеятельности и продук­тивности сообществ.Растительность в целом выполняет роль грандиозного испарителя, существенновлияя при этом на климат территории. Растительный покров ланд­шафтов, особеннолеса и болота, имеет также огромное водо-охранное и водорегулирующее значение,смягчая перепа­ды стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препят­ствуяиссушению и эрозии почв.

Загрязнение природных вод. Подзагрязнением водо­емов понимается снижение их биосферных функций и эко­номическогозначения в результате поступления в них вредных веществ.

Одним из основных загрязнителей водыявляется нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее

www.ronl.ru

Доклад - Антропогенное воздействие на биосферу

Реферат выполнил студент: группы №382 Папин Олег Сергеевич

Сургутский государственный университет

Кафедра биологии

Сургут 1998

Введение.

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 дошлого 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 и существованию биосферы, и самого человека. Изучив эту главу, вы узнаете:

— о современном состоянии природной среды;

— об основных источниках загрязнений биосферы;

— о путях охраны окружающей среды от загрязнений.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Рассмотрим некоторые черты современного состояния биосферы и процессы, происходящие в ней.

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

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

Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке, Выпас скота в больших масштабах приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенного слоя (Средняя Азия, Северная Африка, юг Европы и США). Истреблены десятки видов животных в Европе, Америке, Африке.

Ученые предполагают, что истощение почв на территории древнего центральноамериканского государства майя в результате подсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитой цивилизации. Аналогично в Древней Греции исчезли обширные леса в результате вырубки и неумеренного выпаса скота. Это усилило эрозию почвы и привело к уничтожению почвенного покрова на многих горных склонах, повысило засушливость климата и ухудшило 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 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 (производимой человеком) 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.

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

Итогом нарушения прозрачности атмосферы, а следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение « парников ого эффекта», то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие неблагоприятные последствия.

Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением сельского хозяйства способны привести к значительному снижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур. По данным экспертов ООН, в последние годы колебания продукции сельского хозяйства превышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1% может привести к гибели от голода десятков миллионов человек.

Катастрофически сокращаются леса на нашей планете, Нерациональные вырубки лесов и пожары привели к тому, что во многих местах, некогда сплошь покрытых 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа — через 50 лет, угля — через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 5О0-6ОО лет, железа — 250 лет, цинка — 25 лет, свинца — 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

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

2. АТМОСФЕРА — ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна — всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. 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. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов — азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.

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

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

Современная.атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные.запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека.

Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования 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. Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека.

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.

Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей (к счастью, весьма многочисленных), которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а также благодаря разложению органических остатков в почве растения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.

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 циклах, но наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к серьезным нарушениям этих циклов.

Загрязнение атмосферы. Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха.

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

По данным ученых (1990 е.), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

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

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

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

Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.

Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.

3. ПОЧВА — ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ.

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

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

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

— детрит — отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

— множество живых организмов — от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

Таким образом, почва — биокосная система, основанная на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами.

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

Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом, то есть возникает состояние климакса. Таким образом, изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения экосистем.

Каждому типу почв соответствуют определенные типы растительных сообществ. Так, сосновые боры, как правило, растут на легких песчаных почвах, а еловые леса предпочитают более тяжелые и богатые питательными веществами суглинистые почвы.

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

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

В почве обитает великое множество различных живых организмов — эдафобионтов, формирующих сложную пищевую детритную сеть: бактерии, микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки, дождевые черви и многие другие. Все эти организмы играют огромную роль в формировании почвы и изменении ее физико-химических характеристик.

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

В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из-за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится бесплодной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения.

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

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром (рис. 58). Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

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

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

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

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

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

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

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

ВОДА — ОСНОВА ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В БИОСФЕРЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД .

Вода — самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода- основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода.в главном движущем процессе на Земле — фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10- 20% воды живыми организмами приводят к их гибели.

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей.

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2%. Большая часть пресных вод (85% ) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития становится все более значительной в этом круговороте.

Круговорот воды в биосфере происходит следующим образом. Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Определенная часть выпавших осадков испаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другая часть проникает в почву, всасывается корнями растений и затем, пройдя через растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается в глубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока стекает в водоемы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в качестве осадков.

Таким образом, один из основных путей круговорота воды — транспирация, то есть биологическое испарение, осуществляется растениями, поддерживая их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий.

Интенсивность транспирации и масса испаряющейся при этом воды могут достигать весьма значительных величин. У таких сообществ, как леса (с большой фитомассой и листовой поверхностью) или болота (с водонасыщенной моховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравнима с испарением открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м воды в год.

Величина суммарного испарения (с почвы, с поверхности растений и через транспирацию) зависит от физиологических особенностей растений и их биомассы, поэтому служит косвенным показателем жизнедеятельности и продуктивности сообществ. Растительность в целом выполняет роль грандиозного испарителя, существенно влияя при этом на климат территории. Растительный покров ландшафтов, особенно леса и болота, имеет также огромное водо-охранное и водорегулирующее значение, смягчая перепады стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препятствуя иссушению и эрозии почв.

Загрязнение природных вод. Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

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

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

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

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий- производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

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

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды.

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного человека, В Москве, например, на каждого жителя приходится около 650 л, что является одним из самых высоких показателей в мире.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

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

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых 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 и Амударьи на орошение.

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

5. РАДИАЦИЯ В БИОСФЕРЕ.

Радиационные загрязнения имеют существенное отличие от других. 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 источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

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

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

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

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

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

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

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ

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

Человечество существенно изменило ход течения целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить в ближайшее время.

«Парниковый эффект». По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5-0,6 «С. По прогнозам, к началу 2000 г. средняя температура на планете может повыситься на 1,2 „С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида углерода) и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.

Потепление климата может привести.к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Изменения, которые могут произойти вследствие этого, просто трудно предсказать.

Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.

Истощение озонового слоя. В последние годы ученые все с большей тревогой отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесс происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые дыры. Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение губительно для живых организмов.

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

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

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

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

Массовое сведение лесов — одна из наиболее важных глобальных экологических проблем современности.

Вы уже знаете, что лесные сообщества играют важнейшую роль в нормальном функционировании природных экосистем. Они поглощают атмосферные загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии, регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению уровня грунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ.

Уменьшение площади лесов нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере.

Несмотря на то что катастрофические последствия сведения лесов уже широко известны, уничтожение их продолжается. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет около 42 млн км2, но она ежегодно уменьшается на 2%. Особенно интенсивно уничтожаются влажные тропические леса в Азии, Африке, Америке и некоторых других регионах мира. Так, в Африке леса занимали раньше около 60% ее территории, а сейчас — всего около 17%. Значительно сократились площади лесов и в нашей стране.

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

Однако, кажется, человечество уже осознает, что его существование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем. Серьезные предупреждения ученых, прозвучавшие в декларациях Организации Объединенных Наций, других международных организаций, начали находить отклик. В последние годы во многих странах мира стали успешно проводиться работы по искусственному лесоразведению и организации высокопродуктивных лесных плантаций.

Отходы производства. Серьезнейшей экологической проблемой стали отходы промышленного и сельскохозяйственного производств. Вы уже знаете, какой вред они наносят окружающей среде. В настоящее время делаются попытки уменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой целью разрабатываются и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся дорогостоящие очистные сооружения и отстойники. Но практика показывает, что они хоть и снижают опасность загрязнения, все-таки не решают проблему. Известно, что даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные минеральные вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Воды такого качества могут стать пригодными для потребления только после многократного разбавления чистой водой.

Подсчеты показывают, что на все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление сто ков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 год показывают, что если даже очистка охватит все сточные воды, все равно на их разбавление потребуется 30-35 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию. А ведь во многих районах такие ресурсы уже находятся в остром дефиците,

Очевидно, решение проблемы возможно при разработке и внедрении в производство совершенно новых, замкнутых, безотходных технологий. При их применении вода не будет сбрасываться, а будет многократно использоваться в замкнутом цикле. Все побочные продукты будут не выбрасываться в виде отходов, а подвергаться глубокой переработке. Это создаст условия для получения дополнительной нужной человеку продукции и обезопасит окружающую среду.

Сельское хозяйство. В сельскохозяйственном производстве важно строго соблюдать правила агротехники и следить за нормами внесения удобрений. Так как химические средства борьбы с вредителями и сорняками приводят к существенным нарушениям экологического равновесия, ведутся поиски путей преодоления этого кризиса в нескольких направлениях.

Ведутся работы по выведению сортов растений, устойчивых к сельскохозяйственным вредителям и болезням: создаются бактериальные и вирусные препараты избирательного действия, поражающие, например, только насекомых -вредителей. Изыскиваются пути и способы биологической борьбы, то есть ведется поиск Гидроэлектростанция и размножение естественных врагов, уничтожающих вредных насекомых. Разрабатываются высокоизбирательные препараты из числа гормонов, антигормонов и других веществ, способных действовать на биохимические системы определенных видов насекомых и не оказывать ощутимого действия на другие виды насекомых или иные организмы.

Производство энергии. Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии на теплоэлектро-энергетических предприятиях. Потребность в энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современного сложно организованного человеческого общества, но и для простого.физического существования каждого человеческого организма. В настоящее время в основном электроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях.

Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям.

Прежде всего строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связано с переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий.

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

В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

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

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

С экологической точки зрения АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды по крайней мере 99,999% всех получающихся радиоактивных отходов.

Следует учитывать, что фактические объемы радиоактивных отходов сравнительно невелики. Для стандартного ядерного энергоблока мощностью в 1 млн кВт“ это 3- 4м в год. Ясно, что с кубометром даже очень вредного и опасного вещества все же проще обращаться, чем с миллионом кубометров просто вредного и опасного, как, например, с отходами тепловых электростанций, которые практически целиком поступают в окружающую среду.

Не все знают, что уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но этот фактор второстепенный по сравнению с главным бедствием от установки на органическом топливе, наносимом природе и людям, — выбросами в атмосферу химических соединений, являющихся продуктами сгорания.

Хотя АЭС экологически более чистые, чем просто электростанции, они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. В этом мы убедились на примере Чернобыльской катастрофы. Таким образом, энергетика ставит, казалось бы, неразрешимые экологические проблемы. Поиски решения проблемы ведутся в нескольких направлениях.

Ученые разрабатывают новые безопасные реакторы для атомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это прежде всего энергия Солнца и ветра, тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана. Во многих странах, в том числе и у нас, уже созданы не только опытные, но и промышленные установки на этих источниках энергии. Они еще сравнительно маломощные. Но многие ученые считают, 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 и поставить вопрос о возможности жизни на планете. Это связано с развитием промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства и других видов деятельности человека без учета возможностей биосферы Земли. Уже сейчас перед человечеством встали серьезные экологические проблемы, требующие незамедлительного решения.

Список литературы

Е. А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин «Экология» Издательский дом «Дрофа» 1995

Г. А. Богдановский «Химическая экология» Издательство Московского университета 1994

Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» ММП «Экоцентр», КРУК 1994

www.ronl.ru

Реферат - Антропогенное воздействие - Экология

НА ГЕОГРАФИЧЕСКУЮ ОБОЛОЧКУ ЗЕМЛИ

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХФАКТОРОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

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

Антропогенное загрязнениеатмосферы приводит к глобальному изменению. Загрязнения атмосферы поступают ввиде аэрозолей и газообразных веществ. Наибольшую опасность представляютгазообразные вещества, на долю которых приходится около 80% всех выбросов. Преждевсего — это соединения серы, углерода, азота. Углекислый газ сам по себе неядовит, но с его накоплением связана опасность такого глобального процесса как«парниковый эффект». Последствие мы видим по потеплению климата на Земле.

С попаданием в атмосферусоединений серы и азота связано выпадение кислотных дождей. Двуокись серы иокислы азота в воздухе соединяются с парами воды, затем вместе с дождямивыпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такиеосадки резко нарушают кислотность почвы, способствуют гибели растений ивысыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера угнетающе действуютна флору и фауну, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни —от рыб до микроорганизмов. Расстояние между местом образования кислотныхосадков и местом их выпадения может составлять тысячи километров.

Эти отрицательные воздействияглобального масштаба усугубляются процессами опустынивания и вырубки лесов.Главный фактор опустынивания — это деятельность самого человека. Средиантропогенных причин — это избыточный выпас скота, вырубка лесов, чрезмерная инеправильная эксплуатация земель. Ученые подсчитали, что общая площадьантропогенных пустынь превысила площадь естественных. Вот почему опустыниваниеотносят к числу глобальных процессов.

Теперь рассмотрим примерыантропогенного воздействия на уровне нашей страны. Россия занимает одно изпервых мест в мире по запасам пресной воды. И учитывая, что общие ресурсыпресной воды составляют от общего объема гидросферы Земли всего 2-2,5%, становитсяясно каким богатством мы обладаем. Главною опасность для этих ресурсовпредставляет загрязнение гидросферы. Основные запасы пресной воды сосредоточеныв озерах, площадь которых в нашей стране больше территории Великобритании. Водном только Байкале находится примерно 20% мировых запасов пресной воды.

Существует три вида загрязненияводной среды: физическое (прежде всего тепловое), химическое и биологическое.Химические загрязнения возникают в результате попадания различных химическихвеществ и соединений. К биологическим загрязнениям относятся прежде всегомикроорганизмы. В водную среду они попадают вместе со стоками химической ицеллюлозно-бумажной промышленности. От таких загрязнений пострадал и Байкал, иВолга, и многие большие и малые реки России. Отравление рек и морей отходамипромышленности, сельского хозяйства приводят еще к одной беде — уменьшениюпоступления в морскую воду кислорода и как следствие отравление морской водысероводородом. Примером может служить Черное море. В Черном море существуетустановившийся режим обмена поверхности и глубинных вод, который препятствуетпроникновению в глубину кислорода. В результате на глубине накапливаетсясероводород. В последнее время ситуация в Черном море резко ухудшилась и нетолько из-за постепенного нарушения равновесия между сероводородными икислородными водами, идет нарушение гидрологического режима после строительстваплотин на реках, впадающих в Черное море, так и из-за загрязнения прибрежныхвод отходами промышленности и сточными водами.

Остро стоят проблемы химическогозагрязнения водоемов, рек и озер в Мордовии. Одним из наиболее ярких примеров —сброс в водостоки и водоемы тяжелых металлов, среди которых особенно опасенсвинец (антропогенные его поступления в 17 раз превышают естественные) и ртуть.Источниками этих загрязнений явились вредные производства светотехническойпромышленности. В недавнем прошлом тяжелыми металлами был отравлен водоем насевере Саранска под названием Саранское море.

Не обошла стороной Мордовию иобщая беда — чернобыльская авария. В результате многие районы пострадали отрадиоизотопного загрязнения земель. И результаты этого антропогенноговоздействия будут сказываться еще сотни лет.

АНТРОПОГЕННОЕВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕОГРАФИЧЕСКУЮ ОБОЛОЧКУ ЗЕМЛИ

В начале ХХ века вовзаимодействии природы и общества наступила новая эра. Воздействие общества нагеографическую среду, антропогенное воздействие, резко возросло. Это привело кпревращению природных ландшафтов в антропогенные, а также к возникновению глобальныхпроблем экологии, т.е. проблем не знающих границ. Чернобыльская трагедияпоставила под угрозу всю Восточную и Северную Европу. Выбросы отходов влияют наглобальное потепление, озоновые дыры угрожают жизни, происходит миграция имутация животных.

Степень воздействия общества нагеографическую оболочку прежде всего зависит от степени индустриализацииобщества. Сегодня около 60% суши занимают антропогенные ландшафты. К такимландшафтам относятся города, села, линии связи, дороги, промышленные и сельскохозяйственныецентры. Восемь наиболее развитых стран потребляют более половины природныхресурсов Земли и выбрасывают в атмосферу 2/5 загрязнений. Причем Россия, чейваловый доход меньше американского в 20 раз, потребляет ресурсов лишь в 2 разаменьше США и выбрасывает отравляющих веществ примерно столько же.

Эти глобальные проблемы экологиизаставляют все страны объединить свои усилия по их решению. Эти проблемырассматривались и в июле 1997 года на встрече глав государств ведущейиндустриальной «восьмерки» в Денвере. «Восьмерка» решила более активно боротьсяс эффектом глобального потепления и к 2000 году уменьшить количество вредныхвыбросов в атмосферу на 15%. Но это еще не решение всех проблем, и основнаяработа еще предстоит не только самым развитым странам, но и тем, которые сейчасбурно развиваются.

1. Результаты антропогенного воздействия

В наше время последствияантропогенного воздействия на географическую среду многообразны и не все ониконтролируются человеком, многие из них проявляются позже. Разберем основные изних.

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

2.Ослаблениеозонового экрана, образование большой «озоновой дыры» над Антарктидой и «малыхдыр» в других регионах.

3.Загрязнениеближайшего космического пространства и его замусоривание.

4.Загрязнениеатмосферы ядовитыми и вредными веществами с последующим выпадением кислотныхдождей и разрушением озонового слоя, в котором участвуют фреоны, NO2, водяные пары и другие газовые примеси.

5.Загрязнениеокеана, захоронение в нем ядовитых и радиоактивных веществ, насыщение его водуглекислым газом из атмосферы, загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами,сложноорганическими соединениями, разрыв нормальной экологической связи междуокеаном и водами суши из-за строительства плотин и других гидросооружений.

6.Истощение изагрязнение поверхностных вод суши и подземных вод, нарушение баланса междуповерхностными и подземными водами.

7.Радиоактивноезагрязнение локальных участков и некоторых регионов, в связи с чернобыльскойаварией, эксплуатацией атомных устройств и атомными испытаниями.

8.Продолжающеесянакопление на поверхности суши ядовитых и радиоактивных веществ, бытового мусораи промышленных отходов (особенно неразлагающихся пластмасс), возникновение вних вторичных химических реакций с образованием токсичных веществ.

9.Опустыниваниепланеты, расширение уже существующих пустынь и углубление самого процессаопустынивания.

10.Сокращениеплощадей тропических и северных лесов, ведущее к уменьшению количествакислорода и исчезновению видов животных и растений.

11.Нарушениерегионального и глобального экологического равновесия в результатевышеперечисленных процессов, вследствие чего возникают незаполненныеэкологические ниши, которые заполняются нежелательными организмами —вредителями, паразитами, возбудителями новых болезней растений, животных ичеловека. Вероятно, так возник и распространяется вирус иммунодефицита человека— ВИЧ, вызывающий неизлечимое заболевание — СПИД, и возбудителей лейкозов скотаи коровьего бешенства.

12.Абсолютноеперенаселение Земли и относительное региональное демографическоепереуплотнение.

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

Поскольку человечество всовременном мире стало глобально целостным физически, политически иэкономически, но не социально, сохраняется угроза военных конфликтов, которыеусугубляют экологические проблемы. Например, кризис в Персидском заливепоказал, что страны готовы забыть о глобальных угрозах экологических катастрофпри решении частных проблем.

2. Антропогенное загрязнение атмосферы

Человеческая деятельностьприводит 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 добычаугля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолейантропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественногопроисхождения (пыльные бури, вулканы).

Гораздо большую опасностьпредставляют газообразные вещества, на долю которых приходится 80-90% всехантропогенных выбросов. Это соединения углерода, серы и азота. Соединенияуглерода, прежде всего углекислый газ сам по себе не ядовит, но с накоплением егосвязана опасность такого глобального процесса как «парниковый эффект». Крометого выбрасывается угарный газ, в основном двигателями внутреннего сгорания.

Соединения азота представленыядовитыми газами — окисью и перекисью азота. Они так же образуются при работедвигателей внутреннего сгорания, при работе теплоэлектростанций, при сжиганиитвердых отходов.

Наибольшую опасность представляетсобой загрязнение атмосферы соединениями серы, и прежде всего сернистым газом.Соединения серы выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефтии природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве сернойкислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное.Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особеннонад территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. Вюжном полушарии оно ниже.

С попаданием в атмосферусоединений серы и азота непосредственно связано выпадение кислотных дождей.Механизм их образования очень прост. Двуокись серы и окислы азота в воздухесоединяются с парами воды. Затем вместе с дождями, туманами они выпадают наземлю в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушаютнормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуют высыханиюлесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетают их флору и фауну,нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни — от рыб домикроорганизмов. Большой вред кислотные дожди наносят и различным конструкциям(мостам, памятникам и т.д.).

Главные регионы распространениякислотных осадков в мире — США, зарубежная Европа, Россия и страны СНГ. Но впоследнее время они отмечены в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии.

Расстояние между районамиобразования и районами выпадения кислотных осадков может достигать даже тысячикилометров. Например, главные виновники кислотных осадков в Скандинавии —промышленные районы Великобритании, Бельгии и ФРГ.

Ученые и инженеры пришли квыводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться впостепенном сокращении вредных выбросов, ликвидации их источников. Поэтомунеобходим запрет на использование высокосернистых угля, нефти и топлива.

3. Антропогенное загрязнение гидросферы

Ученые различают три видазагрязнения гидросферы: физическое, химическое и биологическое.

Под физическим понимается преждевсего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод,используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушениюприродного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод незамерзают. 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 радиоактивныезагрязнения.

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

Биологическое загрязнениесоздается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадаютсо стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности иживотноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различныхзаболеваний.

Особый вопрос в этой темезагрязнение Мирового океана. Оно происходит тремя путями.

Первый из них — речной сток,вместе с которым в океан попадают миллионы тонн различных металлов, соединенийфосфора, органические загрязнения. При этом почти все взвешенные и большинстворастворенных веществ осаждаются в устьях рек и прилегающих шельфах.

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

Наконец, третий путьнепосредственно связан с хозяйственной деятельностью человека в акваторияхМирового океана. Наиболее распространенный вид загрязнения — нефтяноезагрязнение при транспортировке и добыче нефти.

Проблема антропогенного воздействия на географическую средусложна и многогранна, она имеет глобальный характер. Но решают ее на трехуровнях: государственном, региональном и глобальном.

На первом уровне каждая страна решает свои экологическиепроблемы. На региональном уровне осуществляются мероприятия нескольких стран,имеющих общие природоохранные интересы. На глобальном уровне объединяют усилиявсе страны мирового сообщества.

ЛИТЕРАТУРА:

1.  Барашков А.И.  Будетли конец света? — М.: Знание, 1991.- 48с.

2.  Максаковский В.П. Географическая картина мира. Ч.1. — Ярославль: Верх.-Волж. кн. изд-во, 1995.-320с.

3.  Радышевский Д.  Россиявошла в мировое правительство //«Московские Новости» №25, 1997г.

4.  Реймерс Н.Ф.  Экология- М.: Россия Молодая, 1994.- 367с.

5.  Справочник школьника.География /Сост. Т.С. Майорова — М.: ТКО «АСТ», 1996.- 576с.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат антропогенное воздействие на природу
• 
  Образ человека в искусстве реферат
• 
  Начальные этапы биологической эволюции реферат
• 
  Реферат русско японская война кратко
• 
  Реферат по истории куликовская битва
• 
  Реферат крестьянская реформа 1861 года
• 
  Миграционные процессы в россии реферат
• 
  Вклад ломоносова в литературу реферат
• 
  Реферат по педагогике джон локк
• 
  Сергий радонежский реферат 8 класс
• 
  Реферат история развития парикмахерского искусства