Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Охрана приро

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Один из основных путей круговорота  воды — транспирация, то есть биологическое  испарение, осуществляется растениями, поддерживая их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени  года и других условий.В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м воды в год.

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

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

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

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

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

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

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

Вмешательство человека в природные  процессы затронуло даже крупные  реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив  в сторону уменьшения объемы переносимых  водных масс (сток рек). Используемая в  сельском хозяйстве вода по большей  части расходуется на испарение  и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в  реки. Уже сейчас в наиболее обжитых  районах страны сток рек сократился на 8 %, а у таких рек, как Дон, Терек, Урал — на 11-20 %. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего  существование из-за чрезмерного  забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.

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

6. РАДИАЦИЯ В БИОСФЕРЕ.

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

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

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

Таким образом, использование ядерной  энергии поставило перед человечеством  новые серьезные проблемы.

7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ

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

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

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

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

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

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

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

Под действием ультрафиолетового  излучения молекулы кислорода (O₂) распадаются на свободные атомы, которые в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3). Свободные атомы кислорода могут также реагировать с молекулами озона, образуя две молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озоном устанавливается и поддерживается равновесие.

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

Учитывая опасность, нависшую над  планетой, международное сообщество сделало первый шаг к решению  этой проблемы.

Массовое сведение лесов — одна из наиболее важных глобальных экологических  проблем современности. Уменьшение площади лесов нарушает процесс  круговорота кислорода и углерода в биосфере. Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших флоры  и фауны. Человек обедняет облик  своей планеты.

Серьезнейшей экологической проблемой  стали отходы промышленного и  сельскохозяйственного производств. В настоящее время делаются попытки  уменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой целью разрабатываются  и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся дорогостоящие очистные сооружения и отстойники. Но практика показывает, что они хоть и снижают опасность  загрязнения, все-таки не решают проблему.

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