[Введите текст]
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Кафедра прикладной информатики и программирования
Реферат
по дисциплине "Экология"
на тему:
" Антропогенное воздействие на гидросферу и биосферу "
Выполнил:
Гр. ИПз-13 Дронов С.Е
Проверил:
Семина И.С
г. Новокузнецк
2015
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 в биосфере. Загрязнение природных вод
5. Радиация в биосфере
6. Экологические проблемы биосферы
Заключение
Используемая литература
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.
studfiles.net
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
кафедра экологии
РЕФЕРАТ
по дисциплине: «Экология»
на тему: «Глобальные экологические проблемы человечества»
Выполнила студентка
гр. МТ-09-1
Рогова О.Н.
____________________________
«___»__________________2011 г
Приняла
Кияшова Н.Н.
____________________________
____________________________
«___»__________________2011 г
Липецк 2011
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………...3
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………..5
Цели и задачи……………………………………………………..............5
Круг рассматриваемых вопросов………………………………..............6
Существующие подходы к исследованию проблемы………………….7
ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ…………………....8
Человек и окружающая среда: история взаимодействия………………8
Глобальные экологические проблемы современности………………..11
Глобальные экологические проблемы: перспективы развития и решения………………………………………………………………………….15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………17
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………18
ВВЕДЕНИЕ
Всякий раз, выбирая тему исследования – одну из нескольких предложенных, – задаёшься вопросом: «А почему именно ее?..»
Глобальные экологические проблемы… Вспоминаются пресные безжизненные призывы откуда-то из начальных классов: не ломать деревьев, не стрелять из рогатки в птиц, «беречь зелёного друга». С реальными экологическими проблемами сталкиваешься потом – задыхаясь от выхлопных газов центральных улиц, получая на ужин рыбу с откровенным бензиновым привкусом, находя очередной весной на месте любимой рощицы заплатки раскорчеванных дачных участков.
Смысл же слова «глобальные» хоть и понимается рассудком достаточно рано, чаще всего большинством из нас так и не осознается до конца никогда… Что тоже проблема …и тоже экологическая…
Ну, а реальное значение глобальности экологических проблем становится очевидным, обычно, лишь тогда, когда сознательно или неосознанно пропускаешь через себя весь объём сообщений о ежедневно разворачивающемся экологическом бедствии под названием «человеческая цивилизация».
Человек неотделим от природы, он ее частичка.
Природа дает нам жизненные силы, она очищает и облагораживает наши души. Общаясь с природой, мы становимся добрее, открытее, естественнее. Она обладает великой силой, способной нравственно возродить человека. Но, к сожалению, природа сегодня нуждается в защите. За последние два столетия исчезло более двухсот видов млекопитающих. Каждый год — по одному виду! Так можно легко подсчитать, через, сколько лет исчезнет и последний из видов млекопитающих — человек.
Именно человек, результаты его деятельности, чаще всего и являются основной причиной гибели природы.
Возьмем, например, рыболовный промысел. Это одно из древнейших занятий человека. Но его масштабы непомерно возросли, грозя всей морской фауне непоправимой бедой, а в поставленных на тунца сетях гибнет множество дельфинов. А ведь когда-то человек и море, описанные великим Хемингуэем, стремились понять друг друга.
Старик-моряк смог понять стихию-рыбу только тогда, когда стал думать, как она, жалеть ее, даже разговаривать с ней.
Мы, разумные существа, на протяжении многих веков не укрепляем, а теряем связь с природой. Может быть, сегодня, когда так много говорят об экологической опасности для всего живого на земле, когда создается множество организаций, пытающихся защитить природу, мы, наконец, начнем понимать, что если в результате какой-либо деятельности человека, даже самой важной, гибнет природа, — эта деятельность должна быть запрещена.
Пищу, воду, жилье, одежду — все это дает нам природа. Она прекрасна, она — самое ценное, что есть у человека. И надо сделать все для того, чтобы и наши потомки называли ее матерью-природой и относились к ней как к матери.
1.ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цели и задачи
Говорить обо всех существующих проблемах глобальной экологии, пожалуй, не имеет смысла. И что будет это, как ни бесконечное перечисление наших каждодневных дел и поступков. Более важным, скорее, кажется определить круг проблем наиболее актуальных – страшный круг, душащий планету и обессмысливающий все достижения цивилизации.
Задаваясь же первой частью вечного вопроса: «Кто виноват?», - как хочется всмотреться в то, с чего начиналась сегодняшняя экологическая вакханалия – в самое начало человеческой истории. И где, как ни там, следует искать истинный источник такого отношения человека к природе, которое на десятки тысячелетий сделало экологические проблемы актуальнейшими, с точки зрения самого существования жизни на Земле.
Задаваясь же первой частью вечного вопроса: «Кто виноват?», - как хочется всмотреться в то, с чего начиналась сегодняшняя экологическая вакханалия – в самое начало человеческой истории. И где, как ни там, следует искать истинный источник такого отношения человека к природе, которое на десятки тысячелетий сделало экологические проблемы актуальнейшими, с точки зрения самого существования жизни на Земле.
Как любая история находит своё продолжение в современности, так и пестрая череда наших, самых разнообразных, контактов с окружающей средой на протяжении прошедших эпох создала для нас тот мир, в который мы погружаемся ежедневно, отрывая головы от своих подушек. Какая картина мира откроется глазу, если попробовать, пусть даже достаточно схематично, обозначить современное состояние некоторых из наиболее актуальных глобальных экологических проблем? И не покажется ли она тем самым зеркалом, на которое нет смысла пенять?..
Хотя, пожалуй, человечество не стоило бы своего высокого звания «носителя разумной жизни на планете», если бы важность сохранения окружающей среды не понималась столькими достойнейшими его представителями и борьба в сфере охраны природы не была бы настолько ожесточенной. Поэтому попытка даже небольшого обзора некоторых направлений природоохранной деятельности имела бы смысл даже просто с точки зрения поддержания доброго имени «человека разумного».
Круг рассматриваемых вопросов
Как требуют того правила хорошего тона, любой разговор следует начинать с уточнения используемых терминов. В данном случае это имеет особый смысл. Так сложилось, что в сознании современного россиянина за словом «экология» закрепилось значение «охрана природы». В разговоре на улице порой даже можно услышать о каком-то неблагоприятном для обитания месте: «Там такая плохая экология!»…
Берем в руки философский словарь. Читаем. «Экология (греч. oikos– дом, жилище, местопребывание и logos– слово, знание, наука) – наука о взаимоотношениях организмов со средой их обитания. Под организмом в данном случае понимается всё живое на Земле, обладающее способностью обменивать вещества и воспроизводить себе подобное, а средой обитания – всё то, что окружает эти организмы, все, с чем они соприкасаются и взаимодействуют».
Итак, будем считать, что, говоря об «экологии», мы имеем в виду не столько проблемы природоохранной деятельности, сколько все, что касается существования человека (в данном случае нас интересует именно этот организм) в природной среде. А под «глобальными экологическими проблемами», соответственно, (исходя из значения слова «глобальный») – ту часть проблем экологии, которая кажется важной для взаимоотношений человечества в целом с природой Земли и оказывает существенное влияние на условия жизни и развития нашей цивилизации.
Кроме того, говоря о взаимоотношениях человека с природой, будем помнить о том, что некоторые ученые смотрят на эту проблему не совсем так, как многие журналисты и авторы популярных брошюр. Например, кому-то могло бы показаться странным, что в видеофильме, посвященном проблемам островов в Заливе Петра Великого на вопрос журналиста о том, одерживает ли природа верх в вечной битве «природа-человек», ученая островной лаборатории ТИНРО эмоционально замечает, что человек в принципе не в состоянии победить природу, поскольку сам является ее (природы) частью. Поэтому, говоря о природе, будем помнить о том, что она всегда останется таковой – вне зависимости от степени изгаженности. Насколько же природа эта пригодна для жизни в ней человека – тема другой части данной работы…
Существующие подходы к исследованию проблемы
Хотя в чём-чём, а в непонимании собственной вины перед природой (если вообще так можно ставить вопрос) человечество обвинить нельзя. Только в этом веке опубликовано огромное количество научных, научно-популярных, публицистических и совсем уж любительских исследований по теме экзаменационной работы автора. Сняты сотни телепередач, документальных и художественных фильмов, подготовлены километры графиков и таблиц, базы данных объёмом в тысячи гигабайт размещены в международной сети Интернет, почти каждый, хоть сколько-нибудь заметный, литератор 20-го столетия счел своим долгом пусть несколькими словами, но все-таки обмолвиться о вездесущих экологических проблемах.
Мало того, за десятилетия исследований человечеством выработана целая система самых разных подходов к оценке и решению экологических проблем, как таковых. Свои самостоятельные точки зрения на экологические проблемы имеют, кроме экологии, социология, медицина, политология, экономика, психология, этика и многие-многие научные дисциплины. Кроме того, в рамках самой экологии сегодня сложился ряд самостоятельных дисциплин: общая экология, глобальная, эволюционная, космическая, медицинская, сельскохозяйственная, экология животных, растений и т. п.
На этом фоне совсем не просто в рамках экзаменационной работы попытаться высказать что-либо новое на исследуемую тему. Хотя так задача, в принципе, и не стоит. Главное, к чему стремится автор, – изучив значительный объем доступных материалов, сформулировать свое ощущение степени актуальности стоящих перед человечеством глобальных экологических проблем, а также свое понимание глубинных причин их (данных проблем) возникновения и обострения.
ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Человек и окружающая среда: история взаимодействия
С какой стороны ни смотри, но говорить о том, что все серьезные изменения, произошедшие в природной среде за время существования планеты, - дело рук человека, было бы верхом самоуверенности. Никто сегодня не будет спорить с тем, что воздействие человека на природу происходит на фоне естественных изменений, масштабы которых порой бывают очень значительны.
Так за последние десятки тысячелетий одним из главных факторов подобных «фоновых» перестроек ландшафтов был климат: существование гигантских ледников на пространствах Северной Евразии и Северной Америки влекло за собой серьезные климатические изменения практически по всей Земле. Исследователи также отмечают наличие определенных циклов для этих самых перестроек.
Например, для Европы или даже, как считают некоторые ученые, для всего северного полушария отмечено общее потепление и увлажнение климата, начавшееся примерно 11-12 тысячелетий назад, после таяния ледникового покрова (с волной общего похолодания – около 9 тысячелетий назад). Так продолжалось до времени атлантического потепления между 8-5-м тысячелетием тому назад, когда широко распространилась теплолюбивая растительность. В последующий период из-за общего похолодания ландшафтные зоны сместились к югу. Наконец, около 2,5 тыс. лет назад началось некоторое потепление климата. Выделяется нередко и так называемый малый ледниковый период – волна общего похолодания, прокатившаяся сравнительно недавно, несколько столетий назад.
Интересно, что многие исследователи сам факт появления и значительного распространения человека на Земле называют одной из крупнейших экологических катастроф древности.
Так известно, что формирование и становление кроманьонского человека завершилось в течение считанных тысячелетий. Сравнительно быстро это событие вызвало экологические последствия. И, прежде всего – небывалое в геологической истории распространение одного биологического вида
практически на всей обитаемой суше. Никогда – за миллионы, миллиарды лет – ни один вид не имел такого распространения.
Именно тогда и зародилось неразрешимое до сих пор противоречие между катастрофически быстро развивающимся биологическим видом-потребителем природных ресурсов и самой природной средой – между человеком и породившей его природой.
Как ни странно воспринимать это нам, привыкшим видеть главную проблему природы в развитии техногенной цивилизации, в числе первых экологических катастроф, привнесенных в жизнь планеты молодым человечеством, называют и последствия такого чистого и безобидного занятия, как самая обыкновенная охота. Именно результатом хищнического истребления целых видов животных (археологи, действительно, находят гигантские скопления костей животных на местах былых охотничьих побед), а также воздействия человека на природные комплексы в целом стало то, что во многих регионах мира создались предпосылки для кризиса охотничьего хозяйства, присваивающего природные биологические ресурсы практически без сознательного их возобновления.
Один из крупнейших знатоков ледникового периода американский географ и геолог Р. Флинт, писал об исчезновении групп животных: «вымирание в основном происходило 5000-10000 лет назад. К вымершим животным принадлежат все верблюды, лошади, ленивцы, два рода мускусных быков, пекари, винторогие антилопы, все виды бизонов (кроме одного)… и отдельные виды кошек – некоторые из них достигали размеров льва. Исчезли также два вида мамонтов, которые были крупнее современных слонов и были распространены на территории США почти повсеместно».
На отдельных изолированных территориях (Австралия, Тасмания и др.), где отсутствовали пригодные для ведения сельского хозяйства виды животных и растений, первобытное общество настолько подорвало ресурсы существующих природных комплексов, что вступило в полосу застоя и даже некоторого технического и социального регресса. И хотя сохранился прежний уровень хозяйственного развития, хищническая эксплуатация природных биологических ресурсов вызывала последовательную деградацию окружающих ландшафтов, уменьшение или качественное ухудшение используемых биологических ресурсов. Общество – часть природы не могло оставаться вне этого процесса.
Интересен тот факт, что учеными доказана большая продуктивность нетронутых человеком естественных природных комплексов чем экосистем, искусственно им созданных. И это актуально даже для сегодняшнего уровня развития сельского хозяйства. А, следовательно, и собирательство и охота на начальном этапе должны были быть более эффективны, чем земледелие и скотоводство. Но только в том, случае, если окружавшая человека природа не переживала очередную экологическую катастрофу. Именно разрушающее воздействие человека на окружающую среду стимулировало, как ни странно это звучит, развитие цивилизации – в поисках новых ресурсов человечество постепенно переходило от присваивающего хозяйства к производящему.
Однако вслед за одной бедой спешила другая. Созданная примитивными способами новая природная среда чрезвычайно хрупка, быстро истощает почву и нежизнеспособна в обычных условиях (будучи оставленной человеком после истощения). Выжигание растительности, рыхление поверхности земли в сочетании с уничтожением деревьев и кустов наносит значительный ущерб почве, приводит к эрозии. Поэтому осваиваемые первобытным человеком участки земли вскоре приходили в полную непригодность и люди вынуждены были искать новые территории. Следами тех экологических катастроф древности, выглядящими сегодня в наших глазах, как извечные степи и пустыни, планета покрыта до сих пор.
Именно поэтому экологические проблемы древности не были и не могли быть стимулом только прогресса человечества. Необходимость доступа к получению ресурсов природы, осложнявшаяся, в том числе и природоразрушающей деятельностью человека, толкала племена к конфликтам с более обеспеченными соседями. Хотя необходимость оборонять от соседей богатства, полученные от природы, с другой стороны, заставляла первобытные племена укреплять свои поселения, учиться возводить крепостные валы и т. п., но это тема уже совсем другого разговора…
…Именно так человечество прошло с окружающей его природной средой бок о бок сквозь десятки, сотни тысячелетий – борясь с миром за существование и создавая себе победами в этой борьбе только всё новые и новые проблемы…
Глобальные экологические проблемы человечества
Как известно, суша в настоящее время составляет 1/6 планеты – ту часть планеты, на которой и обитает человек. Именно поэтому автор попытается объяснить важность охраны литосферы.
Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.
Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.
Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека.
В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях.
По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20-30 млрд. т. твердых отходов, из них 50-60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера – около 1 млрд. т. И всё это меньше чем на 6 млрд. человек!
Как же вещества-загрязнители литосферы попадают в почву? Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:
| 1. диоксид углерода | Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению её температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями. |
| 2. оксид углерода | Образуется при не полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы. |
| 3. сернистый газ | Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые камни. |
| 4. оксиды азота | Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорождённых. Способствует чрезмерному разрастанию водной растительности. |
| 5. фосфаты | Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озёрах. |
| 6. ртуть | Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему. |
| 7. свинец | Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках. |
| 8. нефть | Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктоновых организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих. |
| 9. ддт и другие пестициды | Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами. |
| 10. радиация | В превышенно допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям. |
Существуют природные ресурсы, необходимые человечеству, как воздух. Но нет, пожалуй, такого ресурса, кроме самого воздуха, отсутствие которого становилось бы нерешимой проблемой для человека уже менее чем через минуту.
Известно, что загрязнение атмосферы происходит в основном в результате работы промышленности, транспорта и т. п., которые в совокупности выбрасывают ежегодно выбрасывают «на ветер» более миллиарда твердых и газообразных частиц.
Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ. Но, конечно, нельзя забывать и о фреонах, или хлорфторуглеводородах. Именно их большинство ученых считают причиной образования так называемых озоновых дыр в атмосфере. Фреоны широко используются в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, а также в аэрозольных упаковках. А именно с понижением содержания озона в верхних слоях атмосферы медики связывают рост количества раковых заболеваний кожи.
Известно, что атмосферный озон образуется в результате сложных фотохимических реакций под воздействием ультрафиолетовых излучений Солнца. Хотя его содержание невелико, его значение для биосферы огромно. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение, предохраняет все живое на земле от гибели. Фреоны же, попадая в атмосферу, под действием солнечного излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон.
Благодатные капли дождя – еще один дар небес – всегда радовали человека. Но в некоторых районах земного шара дожди превратились в серьезную опасность. Возникла сложная и трудная в своем решении проблема кислотных дождей, которая на международном уровне была впервые поднята Швецией на конференции ООН по окружающей среде. С тех пор она превратилась в одну из главных природоохранных проблем человечества.
Кислотные дожи губительно действуют на природу водоёмов, наносят ущерб лесной растительности и сельскохозяйственным культурам, наконец, все эти вещества представляют определенную опасность для жизни человека.
Третий, не менее важный, чем небо над головой и земля под ногами, фактор существования цивилизации – водные ресурсы планеты.
На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии,
где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще по меньшей мере в 1,5 раза.
Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.
Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. кубических км.пресной воды или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора – главная причина обострения проблемы пресной воды.
В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки – Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря – Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.Кроме того, человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.
Глобальные экологические проблемы: перспективы развития и решения
Говоря о возможных вариантах развития экологической ситуации на планете, самым благодарным и, само собой, наиболее осмысленным, кажется разговор о некоторых изсуществующих сегодня направлениях природоохранной деятельности. Иначе пришлось бы говорить исключительно об ужасах истощения природных ресурсов и т. п.
studfiles.net
Выберите тему реферата либо воспользуйтесь поиском
Рефераты 1-100 из 3862
41517181151592522642983213364474935095355996467107257267287297307778869729971058110611091157121712211320132513361380139014011412142214331443145514661477148814991501151015211543154515521564157515791586160816181629164016501661166616731684169517061738174717491760176617711783179418031820182418341845187819211973198420282038204820892113215121602179220122312314236324022474
www.neuch.ru
Содержание
Введение. 3
Глава 1. Понятие экологии и рационального природопользования. 5
1.1 Понятие рационального природопользования. 5
1.2 Понятие термина «экология», экология как наука. 8
Глава 2 Экология и рациональное природопользование как глобальные проблемы человечества…………………………………………………………………………………….12
2.1 Понятие термина «глобальные проблемы человечества». 12
2.2 Проблема рационального природопользования. 16
2.3 Проблемы экологии. 27
Заключение. 34
Список литературы… 37
Приложение
1.1 Понятие рационального природопользования
Рациональное природопользование – теория и практика воздействия человека на природную среду в процессе её использования с целью удовлетворения потребностей людей в материальных и нематериальных благах. Более того – это деятельность, не наносящая урона природной среде. Как известно, всё человечество является обитателем природной среды. Причём человек и природа – два взаимозависимых объекта, влияющих друг на друга. Человек влияет на природу посредством своей хозяйственной деятельности, а природная среда, в свою очередь, создаёт условие, необходимое для жизнедеятельности человека. С этой позиции особенно ясно видна необходимость гармонизации связи между экономикой и экологией, так как экология – наука о сохранении и восстановлении природной среды, о рациональном использовании природных ресурсов; экономика – искусство ведения хозяйства, а земля – общий дом для всех людей.
Желание обладать полноценной естественной средой, имеющей большие биологические, эстетические и научные достоинства, становится в современном мире всё сильнее в связи с тем, что напряжённость городской жизни делает досуг всё более необходимым, а увеличение продолжительности последнего позволяет человеку покидать место своей работы и располагать длительным свободным временем. Иначе говоря, мы должны перейти от экономики «двух времён» — времени производства и времени потребления – к экономике «трёх времён», которая прибавляет к двум первым время быть самим собой. Из этого вывода сам собой напрашивается второй вывод: природа должна рассматриваться в экономике как наивысшая ценность. Эта ценность есть экономическая реальность. Она имеет денежное выражение. Реальная совокупная стоимость природы для человеческого сообщества есть сумма её коммерческой стоимости и её ценности для человека. Коммерческая стоимость природы основывается на критерии затрат, а «человеческая» ценность – на критерии потребностей. При коммерческом подходе измеряются прямые и косвенные денежные затраты, которые влекут за собой для страны или общины разрушение природы, её восстановление или охрана; это – экономическое сопоставление с точки зрения рентабельности. Но кроме финансовых последствий охраны окружающей среды, она должна также рассматриваться с точки зрения сохранения и развития человека, как удовлетворение его психофизических потребностей. «человеческую» ценность позволяют определить два критерия: 1) количественный, или частота общения с природной средой; 2) качественный, или ценность природной среды для процветания человека.
Рациональное природопользование как экономическая категория представляет собой отражённую в сознании определённую систему экономических отношений по поводу использования природных ресурсов и окружающей среды. В конкретной действительности оно состоит из ряда тесно взаимообусловленных и взаимосвязанных между собой явлений и процессов. Рациональное природопользование также это процессы по рациональному использованию природных ресурсов, воспроизводству отдельных природных ресурсов и элементов окружающей среды, а также по её охране. Все эти процессы в совокупности направлены на поддержание эколого-экономического потенциала на оптимальном уровне. Их можно рассматривать с известной долей условности как определённую систему. Если иметь в виду конечную цель, то на первом месте в этой системе должна стоять охрана окружающей среды, так как состояние её является важным компонентом жизнедеятельности человека. Достижение конечной цели не может быть эффективным без рационального использования и воспроизводства природных ресурсов и элементов окружающей среды. Поэтому более важным в сложной цепи взаимосвязей с точки зрения выявления ведущего звена является рациональное использование природных ресурсов. Свойства отдельных элементов системы согласно общей теории систем не сводимы к сумме свойств составляющих её элементов: их взаимодействие в рамках системы порождает новое качество. Таковыми являются «рациональное природопользование» и «охрана природы».
Использование тех или иных категорий взаимодействия общества и природы зависит от уровня рассматриваемых процессов, от широты их охвата. При этом имеют место как обобщающие понятия, так и частные. Здесь важно обеспечить их преемственность, учитывать субординацию, сущность и формы проявления. Понятия «взаимодействие общества и природы», «рациональное природопользование», а также широко используемое при характеристике экономического и социального положения страны, регионов в статистических отчётах понятие «охрана природы и рациональное использование природных ресурсов»больше тяготеют к сущностным процессам и являются обобщающими, характеризующими экономические явления на макроуровне. На других же уровнях анализа процессов взаимодействия общества и природы пользуются иными понятиями, которые ближе к формам проявления конкретной действительности.[1]
Выше сказанное подводит нас постановке интересующей нас проблемы – проблемы рационального природопользования, проблемы восстановления и сохранения природной среды.
Прежде чем говорить о проблемах экологии, рассмотрим понятие «экология».[2]
1.2 Понятие термина «экология», экология как наука
Слово « экология» образовано то греческого «oikos», что означает дом (жилище, местообитание, убежище), и «logos» — наука. В буквальном смысле экология – это наука об организмах « у себя дома». Наука, в которой особое внимание уделяется « совокупности или характеру связей между организмами и окружающей средой». В настоящее время исследователи считают, что экология – это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.
Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидум для того, чтобы выжить, должен иметь определенные знания об окружающей его среде, о силах природы, растениях и животных. Можно утверждать, что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять свою среду обитания. Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но равномерно на протяжении всей истории человечества. По дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений, лова животных, обрядам люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Все это является свидетельством того, что проблемы первобытных людей в своей сущности были экологическими. Следует подчеркнуть, что экологические представления возникли непосредственно в связи с практическими запросами человечества. Множество интересных сведений об экологическом мышлении того времени оставили нам древние египетские, индийские, тибетские и античные источники. В трудах ученых античного мира – Гераклита (530 – 470 до н.э.), Гиппократа (ок. 460 – ок. 370 до н.э.) , Аристотеля (384 –322 до н.э.) и другие – были сделаны обобщения экологических факторов.
Аристотель в своей « Истории животных» описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накопления фактического материала и первый опыт его систематизации. Теофраст Эрезийский ( 372 – 287 до н.э.) описал влияние почвы и климата на структуру растений, наблюдаемое им на огромных пространствах Древнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники и травы. К этому периоду относиться знаменитая « Естественная история» Плиния Старшего (23-79 н.э.).
В средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством схоластики и богословием. Связь строения организмов с условиями среды толковались как воплощение воли бога.
Началом новых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды Альберта Великого ( Альберт фон Больштедт, ок. 1193 – 1280).В своих книгах о растениях он придает большое значение условиям их местообитания, где помимо почвы важное место уделяет «солнечному теплу», рассматривая причины « зимнего сна» у растений; размножение и рост организмов ставит в неразрывную связь их питанием. Географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явилась толчком к развитию биологических наук. Накопление и описание фактического материала – характерная черта естествознания этого периода. Однако, несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении факторов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, живущих в условиях той или иной среды.
Постепенно человечество начало открывать для себя все новые перспективы в освоении природы. Нужно было разобраться во всем многообразии флоры и фауны, оценить возможное хозяйственное значение открытых учеными экзотических видов.
Первые систематики – А. Цезальпин (1519 – 1603), Д. Рей ( 1623 – 1705), Ж. Турнефор (1656 – 1708) утверждали, что существует зависимость растений от условий и мест их произрастания и возделывания. Сведения о поведении, повадках, образе жизни животных, сопровождавшие описания их строения, называли «историей» жизни животных. Известный английский химик Р.Бойль (1627 – 1691) является первым ученым, осуществивщим экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Английский биолог Джон Рей в 1670 году предложил первую естественную систему растений, ввел представление об однодольных и двудольных растениях и впервые использовал категории вида и рода в смысле, близком к современному.
В 17 веке Ф.Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения сколь-нибудь сложных животных.
В 17-18 веках в работах, посвященных отдельным группам живых организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть, например, в трудах А.Реомюра о жизни насекомых (1734), л. Трамбле о гидрах и мшанках (1744), а также в описаниях натуралистами путешествий.
Антони ван Левенгук ( 1632 –1723), более известный как один из первых микроскопистов, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. По сочинениям английского ученого Р. Бредли видно, что он имел четкое представление о биологической продуктивности. На основании путешествий по неизведанным краям России в 18 веке С.П.Крашенинниковым, И.И. Лепехиным, П.С. Палласом и другими географами и натуралистами указывалось на взаимосвязанные изменения климата, животного и растительного мира в различных частях обширной страны. В своем капитальном труде « Зоография» П.С. Паллас подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц и такие биологические явления, как миграции, спячка, взаимоотношения родственных видов и т.п. П.С. Палласа, по определению Б.Е. Райкова (1947), можно считать « одним из основателей экологии животных».
В 1749 году шведский натуралист Карл Линней опубликовал диссертацию « Экономия природы». В ней он изложил свои взгляды на взаимоотношения живых организмов и влияния на их жизнь условий внешней среды. Заслуга Линнея прежде всего в том, что он впервые последовательно применил бинарную ( двойную) номенклатуру, т.е. обозначил для каждого вида растений, животных и микроорганизмов двойное латинское название: первое означало название рода, второе – видовую принадлежность. Одновременно Линней построил наиболее удачную классификацию растений и животных. За 120 лет до появления теории Дарвина великий швед поставил человека первым в классе млекопитающих вместе с обезьянами и полуобезьянами. В системе Линнея человек получил свое научное имя Homo sapiens –человек разумный.
« Экономия природы» Линнея оказала в свое время заметное влияние на Чарльза Дарвина, который косвенно почерпнул из нее понятие о равновесии в природе и о борьбе за существование. В дарвиновский период развития биологии были созданы основы систематики, в качестве самостоятельных наук возникли морфология( наука о строении организмов) и физиология ( наука о жизнедеятельности организмов). И хотя в это время при описании флоры и фауны большое внимание уделялось установлению связей между организмами и окружающей средой, экология как самостоятельная наука начала складываться только к концу 19 века. Именно тогда началось победное шествие теории происхождения видов путем естественного отбора Чарльза Дарвина.
Во второй половине 18 века проблема влияния внешних условий нашла отражение в работах французского естествоиспытателя Ж. Бюфона (1707 –1788). Он считал возможным «перерождение» видов и полагал основными причинами превращения одного вида в другой влияние таких внешних факторов, как « температура, климат, качество пищи и гнет одомашнивания».
В титаническом труде « Естественная история» четко просматривается материалистический взгляд на неразрывность материи и движения.« Материя без движения никогда не существовала, — пишет он, — движение, следовательно, столь старо, как и материя»
Большое влияние на формирование экологических взглядов имел капитальный труд Жана Батиста Ламарка « Философия зоологии» (1809г.), в котором он затронул проблему воздействия внешних условий на « действия и привычки» животных.
По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующего, что к концу18 века у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, об изменениях организмов в зависимости от окружающих условий и обусловленном их влиянием на многообразие форм. Вместе с тем экологических идей как таковых еще нет, лишь начала складываться экологическая точка зрения на изучаемые явления природы.
Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико- географическими исследованиями в природе. Появление в начале 19 столетия биогеографии способствовало дальнейшему развитию экологического мышления. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769 –1859), опубликовавшего в 1807 году работу « Идеи географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америки он показал влияние климатических условий, особенно температурного фактора, на распространение растений.
В 1832 году О. Декандоль обосновал необходимость выделения особой научной дисциплины «Эпиррелогия», изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду.
И все же на заре развития экология представляла собой описательное изучение природы, своего рода естественную историю. Ботаники и зоологи открывали новые виды и описывали их, путешественники проникали в не доступные ранее места, оставляя потомкам свидетельства увиденного. Великие исследователи и естествоиспытатели 19 века оставили нам полные лиризма описания и наблюдения природных явлений. Достаточно назвать с интересом читаемый и сегодня многотомный труд Альфреда Брема « Жизнь животных».
У истоков экологии стояли и русские ученые. Один из них – профессор Московского университета Карл Рулье. Будучи крупным биологом, зоологом, он сформулировал принцип, лежащим в основе всех наук о живом, — принцип исторического единства органима и окружающей среды. Рулье подчеркивал, что ни один из организмов не может существовать независимо от окружающей среды, причем среда изменяется организмами, а изменения организмов контролируется средой.
Таким образом, ученые 19 века анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и приспособленности. Однако разрешение этих проблем, дальнейшее развитие науки экологии произошло на базе эволюционного учения Ч. Дарвина (1809- 1882). Он по праву является одним из пионеров экологии. В книге « Происхождение видов» (1859) им показано, что « борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору и является движущим фактором эволюции.
Победа эволюционного учения в биологии открыла, таким образом, третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук.
Кто именно ввел сам термин «экология» в научный обиход – точно не известно. Пальма первенства отдается немецкому биологу Эрнсту Геккелю. В 1866 году молодой профессор в своем капитальном труде « Всеобщая морфология организмов», классифицируя разделы биологии, впервые употребил термин « экология». «Всеобщая морфология» вышла в свет в октябре 1866 года, а предисловие к ней написано 14 сентября 1866года. Считается, что эту дату и следует принять за официальный « день крещения» экологии.
« Под экологией, — писал Геккель, — мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных взаимоотношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование.»
В разделе « Экология и хорология» Геккель пишет: « Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношениях организма к окружающей среде, куда мы относим все « условия существования» в широком смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы; поскольку они, как мы отмечали выше, оказывают влияние на форму организмов, то тем самым они заставляют их приспосабливаться к этим условиям.»
Немецкого ученого в какой-то мере можно назвать провидцем с той точки зрения, что он, быть может, неосознанно, предвидел всю важность проблем, которые призвана была решать экология. Геккель, дальновидный биолог, поддерживающий теорию Дарвина, сдабривал свои труды новыми и зачастую гармонично звучащими словами, большинство из которых сегодня забыто. «Экология» была самой удачной его находкой, если судить по популярности этого слова и тем научным достижениям, которые оно стимулировало.
Аутоэкология и синэкология
Вскоре пришло время более детального исследования окружающей среды, в которой обитают те или иные виды. Возник новый раздел экологии – аутоэкология, изучающая взаимоотношения организма (особи, вида) с окружающей его средой. Аутоэкология имела и по сей день, имеет большое прикладное значение, особенно в области биологических методов борьбы с вредителями растений, исследований переносчиков болезней и профилактики, переносимых паразитами инфекций.
Однако каждый отдельный вид даже при изучении его с другими видами, оказывающими на него непосредственное влияние, является всего-навсего мельчайшей частичкой среди тысяч видов таких же растений, животных и микроорганизмов, которые обитают в той же зоне – в лесу, на лугу, в водоеме или на побережье. Осознание этого факта привело к появлению в середине 20х годов синэкологии ( от греч. приставки «син», означающей «вместе»), или биоценологии, исследующей взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой. Термин «синэкология» был предложен швейцарским ботаником Шретером в 1902 году. На 3 Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 году ботаники наряду с другими вопросами обсуждали программу экологических исследований. Был поставлен вопрос о разделении экологии на два раздела: экологию особей и экологию сообществ; синэкология официально оформилась в качестве составной части экологии.
Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин «экология» был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.
Экология (греч. oicos — дом и logos — наука) в буквальном смысле — наука о местообитании.
Существует много определений экологии, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология — это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.
Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и формулировка определения. Для «долгосрочного употребления» лучшим может быть, например, следующее: «Экология — это биология окружающей среды». Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: «Предмет экологии — это совокупность или структура связей между организмами и средой». Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего — его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом экология — это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существовавание».
Экология, как и всякая другая наука, имеет два аспекта:
первый — это стремление к познанию ради самого познания,
второй — применение собранных знаний для решения практических проблем, связанных с окружающей средой.
Все возрастающее значение экологии объясняется тем, что ни один из вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей между живыми и неживыми компонентами природы.
Практический выход экологии можно видеть, прежде всего, в решении вопросов природопользования; именно она должна создать научную основу эксплуатации природных ресурсов. Законы, лежащие в основе естественных природных процессов, будут в центре нашего внимания. Однако прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы:
абиотические
биотические
антропогенные.
Охрана природы рассматривает только третий фактор — воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с общеэкологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже — потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире — потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу.
Глава 2 Экология и рациональное природопользование как глобальн ые проблемы
2.1 Понятие термина «глобальные проблемы человечества»
2.2 Проблема рационального природопользования.
2.3 Проблемы экологии.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразное и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них — газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом, все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
Химическое загрязнение биосферы .
Обзор этой темы я начну с рассмотрения тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы — атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизменно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности “одарило” нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это — результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:
¨ промышленность
¨ бытовые котельные
¨ транспорт
Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.
Аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН.Т./ГОД
1. Сжигание каменного угля 93,60
2. Выплавка чугуна 20,21
3. Выплавка меди (без очистки) 6,23
4. Выплавка цинка 0,18
5. Выплавка олова (без очистки) 0,004
6. Выплавка свинца 0,13
7. Производство цемента 53,37
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения
кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические
углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород[3], образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихты, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман
(смог)
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток, повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является внесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение
Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице:
Вещество | Планктон | Ракообразные | Моллюски | Рыбы |
Медь | +++ | +++ | +++ | +++ |
Цинк | + | ++ | ++ | ++ |
Свинец | - | + | + | +++ |
Ртуть | ++++ | +++ | +++ | +++ |
Кадмий | - | ++ | ++ | ++++ |
Хлор | - | +++ | ++ | +++ |
Роданит | - | ++ | + | ++++ |
Цианид | - | +++ | ++ | ++++ |
Фтор | - | - | + | ++ |
Сульфид | - | ++ | + | +++ |
Степень токсичности (примечание)
— — отсутствует
+ — очень слабая
++ — слабая
+++ — сильная
++++ — очень сильная
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рН[4] промышленных стоков (1,0 — 11,0) и способных изменять pН водной среды до значений 5,0 или выше 18,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 — 8,5. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн. т. солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн. т ./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение .
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 — 380 млн. т. /год. Сточные воды, содержащие суспензии органического
происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе со- действуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества — жиры, масла, смазочные материалы — образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:
ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ
МЛН.Т./ГОД
1. Нефтепродукты 26,563
2. Фенолы 0,460
3. Отходы производств
синтетических волокон 5,500
4. Растительные органические остатки 0,170
5. Всего 33,273
В связи с быстрыми темпами урбанизации[5] и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов[6]. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
Загрязнение почвы.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнении. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор .
Открытие пестицидов — химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней — одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению “новых” вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 1250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов.
Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.
Кислые атмосферные выпады на сушу .
Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего — это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие снижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде “кислых дождей” на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев[7], нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу окислов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём систематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.
Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями. Однако, воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
[1] Рябчиков А.К. Хозяйственный механизм рационального природопользования. Йошкар-Ола, МарПИ, 1996. С.130
[2] Экономические проблемы рационального природопользования и охраны окружающей среды. – М.: Прогресс, 1990, С. 360
[3] Вскрышные породы ¾ породы или пласты, удаляемые при открытой разработке полезного ископаемого.
[4] pH ¾ кислотно-щелочной баланс.
[5] урбанизация ¾ Сосредоточение населения, материальной и духовной жизни в городах.
[6] патогенный организм ¾ т.е. болезнетворный.
[7] сланец ¾ слоистые горные породы, обладающие способностью раскалываться на тонкие пластины, слои.
www.ronl.ru
