Под, окружающей средой принято понимать целостную систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов и явлений, в которой протекает труд, быт и отдых людей. Понятие «окружающая среда» включает социальные, природные и искусственно создаваемые физические, химические и биологические факторы, т. е. все то, что прямо или косвенно воздействует на жизнь и деятельность человека.

К понятию «окружающая среда» близко понятие «биосфера» — оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены деятельностью организмов.

Биосфера весьма динамичная планетарная система. В результате длительной эволюции она выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ.

Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

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

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия. Например, процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

Нарушение основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями.

Анализ экономических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные).

К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

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

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связано с загрязнением окружающей среды.

Загрязнением окружающей среды называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. 3 последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов промышленных агломераций.

По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис. 1). По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Рис. 1. Виды загрязнения окружающей среды

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

• диоксиду серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы);
• тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек се миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);
• некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;
• нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
• хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
• оксиду углерода и оксидам азота (в городах).

Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины — весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

• ингредиентное загрязнение или внесение химических веществ, которые количественно чужды естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д.);
• параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);
• биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);
• стационально-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции, деструкция — разрушение), изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, связанном с оптимизацией природы в интересах человека.

С позиций кибернетики загрязнение можно считать комплексом помех в экосистемах, которые воздействуют на потоки энергии и информации в пищевых (энергетических) цепях.

В отличие от естественных, антропогенные помехи часто ведут не к отбору наиболее приспособленных особей, а к массовой элиминации (вымиранию) организмов. Это связано со специфическими особенностями действий антропогенных факторов. Важнейшие из них следующие:

• нерегулярность действия, а значит, и непредсказуемость для организмов, а также высокая интенсивность изменений, которая часто несоизмерима с адаптационными возможностями организмов;
• практически неограниченные возможности действия их на организмы, вплоть до уничтожения последних, что свойственно природным факторам и процессам лишь в редких случаях (стихийные бедствия, катаклизмы).

В некоторых случаях, которые возникают в экосистемах в качестве косвенных последствий тех или иных мероприятий, человек создаст направленные помехи в каналах информации между живыми компонентами экосистем. Примером может служить сознательное (направленное) загрязнение среды ядохимикатами специально для уничтожения хозяйственно вредных грибов, растений (сорняков) и др. Применение ядохимикатов есть воздействие на уровень продуцентов, а следовательно, и на все звенья пищевых цепей, которые связаны именно с уничтожаемыми растениями. Очевидно, что при этом происходит воздействие на все уровни организации жизни — от биогеоценоза в целом до популяций и отдельных индивидуумов. В подобных случаях возникают ответные реакции природы, под которыми понимают цепь природных явлений, каждое из которых неизбежно влечет за собой изменение других, связанных с ним явлений.

Без всякою преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты(атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темны роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

Усиление антропогенного воздействия на природу и его последствия

В.И. Вернадский отмечал, что с увеличением масштабов и интенсивности деятельности человечество в целом превратилось в мощную геологическую силу. Это обусловило переход биосферы в качественно новое состояние. Уже сегодня истреблено 2/3 лесов планеты; в атмосферу ежегодно выбрасывается более 200 млн т оксида углерода, около 146 млн т диоксида серы, 53 млн т оксидов азота и т.д. Около 700 млн га некогда продуктивных земель нарушено эрозией (при всей площади возделываемых земель, равной 1400 млн га). Очевиден тот факт, что природные ресурсы и восстановительные способности живой природы отнюдь не безграничны.

Вся история человечества — это история экономического роста и последовательного разрушения биосферы. Только в эпоху палеолита человек не нарушал естественные экосистемы, поскольку образ его жизни (собирательство, охота, рыболовство) был подобен образу существования родственных ему животных. Дальнейшее развитие цивилизации привело к созданию современной искусственной, техногенной среды обитания человека, истощению и загрязнению природной среды. Особенно разительные экономические и экологические изменения произошли в XX в.: по расчетам, лишь около 1/3, территории планеты осталось не затронутой человеческой деятельностью. За прошедшее столетие в экосистеме Земли возникла и в сотни раз выросла глобальная хозяйственная подсистема. В XX в. ускоренными темпами шло последовательное расширение хозяйственной подсистемы за счет вытеснения природных систем (табл. 1).

Как видно из таблицы 1, к началу XX в. экономика планеты производила валовой мировой продукт (ВМП) в объеме около 60 млрд долл. в год. Этот экономический потенциал был создан за все время существования цивилизации. В настоящее время подобный объем ВМП производится менее чем за один день.

За 100 лет мировое потребление энергии увеличилось в 14 раз. Суммарное потребление первичных энергоресурсов за этот период превысило 380 млрд т условного топлива (> 1022 Дж). С 1950 по 1985 г. среднее душевое потребление энергоресурсов удвоилось и достигло 68 ГДж/год. Это означает, что мировая энергетика росла вдвое быстрее, чем численность населения.

Претерпела изменения структура топливного баланса большинства стран мира: если ранее в топливно-энергетическом балансе основную долю составляли дрова и уголь, то к концу XX в. преобладающим видом стало углеводородное топливо — до 65% приходится на нефть и газ, а до 9% — в сумме на атомную и гидроэнергетику. Некоторое хозяйственное значение приобретают альтернативные энергетические технологии. Среднедушевое потребление электроэнергии достигло 2400 кВт-ч/год. Все это оказало большое влияние на структурные сдвиги в производстве и быте сотен миллионов людей.

Многократно увеличилась добыча и переработка минеральных ресурсов — руд и нерудных материалов. Производство черных металлов возросло за столетие в восемь раз и достигло в начале 1980-х гг. 850 млн т/год. Еще интенсивнее развивалось производство цветных металлов, в основном за счет очень быстрого наращивания выплавки алюминия, достигшей к концу 1980-х гг. 14 млн т/год. Начиная с 1940-х гг. стремительно возросла промышленная добыча урана.

В XX в. значительно вырос объем и изменилась структура машиностроения, быстро увеличиваюсь численность и единичная мощность производимых машин и агрегатов. Весомую долю продукции машиностроения составила военная техника. Появились и получили быстрое развитие такие отрасли, как производство средств связи, приборостроение, радиотехника, электроника, вычислительная техника. В тысячи раз выросло производство самодвижущихся транспортных средств. С 1970-х гг. на дорогах мира ежегодно появляется около 16 млн новых легковых автомобилей. В некоторых странах (Франция, Италия, США, Япония) количество автомобилей уже сопоставимо с числом жителей. Известно, что на каждую 1 тыс. км пробега автомобиль потребляет годовую норму кислорода одного человека, в результате 6,5-миллиардное человечество потребляет кислорода столько, сколько потребовалось бы для дыхания 73 млрд человек.

Важной чертой современного техногенеза является интенсивная химизация всех отраслей хозяйства. За последние 50 лет было произведено и применено более 6 млрд т минеральных удобрений. Для различных целей в обиход введено более 400 тыс. различных синтетических соединений, в том числе взрывчатых и отравляющих веществ. Начало массового производства многих продуктов крупнотоннажной химии, в частности нефтехимии и химии органического синтеза, относится к середине столетия. За 40 лет во много раз возросло производство пластмасс, синтетических волокон, синтетических моющих средств, пестицидов, лекарственных препаратов.

Огромный технический потенциал человечества сам по себе обладает внутренней неустойчивостью. Из-за высокой концентрации в пределах биосферы и среды человека опасных агентов и источников риска (все виды вооружений, отравляющие вещества и ядерное топливо) этот потенциал не только угрожает биосфере, но и включает потенциал самоуничтожения. Данная угроза не так уж легко осознается, поскольку в психологии масс она маскируется положительными результатами социального прогресса во второй половине XX столетия, когда возросли темпы роста дохода надушу населения, более эффективными стали системы здравоохранения и образования, улучшилось питание людей, увеличилась продолжительность жизни.

Однако за этими «среднеглобальными» позитивными результатами скрывается очень глубокое неравенство экономического положения и потребления ресурсов между регионами и странами мира, между разными группами людей. Подсчитано, что на 20% самого богатого населения мира приходится 86% обшей суммы личных расходов, потребление 58% мировой энергии, 45% мяса и рыбы, 84% бумаги, наличие 87% личных автомобилей. С другой стороны, 20% беднейших жителей планеты потребляют всего 5% или менее товаров и услуг каждой из перечисленных категорий.

Во всех природных средах происходит однонаправленное изменение концентраций химических веществ в сторону увеличения. В атмосфере быстро нарастает концентрация углекислого газа (с 280 до 350 частей на 1 млн за 200 лет, причем более половины прироста — за последние 50 лет), метана (с 0,8 до 1,65 частей на 1 млн), оксида азота и др. Во второй половине XX в. в атмосфере появились совершенно новые газы — хлофторуглероды (хладоны). Все это является следствием хозяйственной деятельности человека. Так же активно и быстро происходит рост концентрации химических веществ в поверхностных водах суши, о чем свидетельствует глобальная эвтрофикация водоемов суши и части прибрежных вод Мирового океана.

Атмосферные выпадения соединений азота и серы, в том числе в виде кислотных осадков, существенно сказались на химических и биологических процессах в почвах, что привело к деградации почвенного покрова во многих регионах планеты. Наконец, хорошо известна проблема биоразнообразия, скорость сокращения которого в результате хозяйственной деятельности значительно выше, по сравнению с естественными процессами исчезновения видов. В результате разрушения среды обитания живых организмов существенно подорвано былое биологическое разнообразие планеты (табл. 2).

Глобальные изменения окружающей среды свидетельствуют о том, что в своем развитии человечество превзошло допустимые экологические пределы, определяемые законами биосферы, что человек зависим от этих законов.

К изменению и разрушению естественных экосистем добавилось мощное промышленное загрязнение. На душу населения в мире добывается ежегодно более 50 т сырья, в результате переработки которого (с помощью воды и энергии) человечество в конце концов получает почти столько же отходов, в том числе 0,1 т опасных отходов на каждого жителя планеты.

В обществе сложился стереотип, согласно которому основная экологическая угроза производственной сферы состоит в образовании отходов, однако на самом деле вся конечная продукция производства представляет собой отложенные или перенесенные в будущее время отходы. В соответствии с законом сохранения, однажды образовавшиеся отходы переходят из одного фазового состояния в другое (например, в газообразное состояние при сжигании бытовых отходов) или рассеиваются в окружающей среде (если это газ, пыль или растворимое вещество), наконец, их можно переработать (например, токсичный отход сделать менее токсичным) или произвести какой- то продукт, который через некоторое время снова станет отходом. Как считает известный российский ученый-эколог К.С. Лосев, «не существует никаких "безотходных" и "экологически чистых" технологий, а вся глобальная экономика представляет собой грандиозную систему по производству отходов. Около 90% всех отходов — это твердые отходы и лишь порядка 10% — газообразные и жидкие». Избавиться от отходов можно лишь одним путем — превратив их в сырье, т.е. создав замкнутые циклы производства, в которых все отходы производства и потребления тут же включаются в новый производственный цикл.

Мировое сообщество пришло к выводу, что темпы роста ВНП не могут служить единственным показателем благосостояния нации. Оно характеризуется и качеством жизни, в значительной мере зависящим от экологической ситуации в стране. Как свидетельствуют данные Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 20-30% заболеваний на планете обусловлено ухудшением состояния окружающей природной среды. К наиболее ощутимым негативным экологическим последствиям приводит деятельность отраслей материального производства и межотраслевых комплексов.

Энергетика оказывает многофакторное воздействие на окружающую среду в виде газообразных выбросов в атмосферу, сбросов сточных вод в водоемы, большого объема водопотребления, изменения ландшафтов, развития негативных геологических процессов. По данным статистики, на долю теплоэнергетики России приходится до 85-90% выбросов диоксида серы, оксидов азота и углерода от всего объема выбросов отрасли, что составляет порядка 4,4-4,6 млн т в год. Выбросы твердых частиц оставляют на прилегающей территории так называемый «факельный след», в пределах которого происходит угнетение растительности, приводящее к деградации экосистем. Выбросы мощных ТЭС являются основными виновниками образования кислотных осадков, выпадающих в радиусе тысяч километров и несущих гибель всему живому.

На тепловые и гидроэлектростанции приходится до 70% суммарного потребления пресной и морской воды, а соответственно и объема валового сброса стоков в природные водоемы. Крупные ТЭС сбрасывают ежегодно от 50 до 170 млн м 3 сточных вод. Гидроэнергетика тоже наносит зачастую непоправимый урон природе, особенно на равнинах, где под водохранилищами затоплены обширные территории с многочисленными населенными пунктами и плодородными пойменными землями, служившими ранее основными сенокосными угодьями в лесной зоне (например, Рыбинское водохранилище). В степной зоне создание водохранилищ приводит к заболачиванию обширных территорий и вторичному засолению почв, потере земельного фонда, разрушению береговых склонов и т.п.

Нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленность оказывает существенное негативное воздействие прежде всего на воздушный бассейн. В процессе нефтедобычи в результате сжигания нефтяного газа в факелах в атмосферу попатает около 10% выбрасываемых в России углеводородов и оксида углерода. Нефтепереработка приводит к выбросам в воздушный бассейн углеводородов, диоксида серы, оксида углерода и азота. В центрах нефтеперерабатывающей промышленности загрязненность воздуха возрастает в связи с большим износом основных фондов, устаревшими технологиями, не позволяющими снизить отходы производства.

Негативная экологическая обстановка в районах нефтедобычи усугубляется просадкой земной поверхности в результате извлечения большого объема нефти и снижения внутри пластового давления (на некоторых нефтепромыслах Баку и Западной Сибири). Серьезный ущерб окружающей среде наносится разливами нефти и минерализованных сточных вод вследствие разрыва трубопроводов. Число аварий на внутрипромысловых нефтепроводах России в отдельные годы составляло около 26 тысяч.

Газовая промышленность выбрасывает в атмосферу оксид углерода (28% от объема всех выбросов отрасли), углеводороды (24%), летучие органические соединения (19%), оксиды азота (6%), диоксид серы (5%). Добыча газа в зоне вечной мерзлоты приводит к деградации природных ландшафтов и развитию таких негативных криогенных процессов, как термокарст, пучение и солифлюкция. Нефтедобывающая и газовая отрасли — основные факторы обеднения при род но-ресурсного потенциала вследствие снижения ресурсов органом и нерального сырья.

Следствием деятельности предприятий угольной промышленности является перемещение больших объемов породы, изменение режимов поверхностных, грунтовых и подземных вод в пределах больших территорий, нарушение структуры и продуктивности почв, активизация химических процессов, а порой — изменение микроклимата. Проведение горных работ в районах с суровыми климатическими условиями на Крайнем Севере, в Сибири и на Дальнем Востоке приводит, как правило, к более серьезным экологическим последствиям, чем в центральных районах, где природная среда устойчивее к различным антропогенным воздействиям.

Угольная промышленность загрязняет поверхностные водоемы сточными водами. Это в основном высокоминерализованные шахтные воды, 75% которых сбрасывается без всякой очистки. С угледобывающими бассейнами связано формирование специфического техногенного рельефа, развитие просадочных и провальных явлений, а также затопление части отработанных территорий (Донбасс). Практически повсеместно горные разработки приводят к полной потере земельных ресурсов, включая и плодородные земли, и лесные угодья.

Черная металлургия загрязняет воздушный бассейн городов оксидом углерода (67,5% суммарного выброса), твердыми веществами (15,5%), сернистым ангидридом (более 10%), оксидами азота (5,5%). В местах размещения металлургических комбинатов среднегодовая концентрация сероуглерода превышает 5 ПДК, а бензапирена — 13 ПДК. В России на отрасль приходится 15% общего объема выбросов всей промышленности. Основными источниками выбросов черной металлургии в атмосферу являются агломерационное производство (агломерационные машины, дробильно-размольное оборудование, места разгрузки и пересыпки материалов), доменные и мартеновские печи, травильные печи, ваграночные печи чугунолитейных цехов и др.

Предприятия отрасли потребляют и сбрасывают большие объемы воды. Сточные воды содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, растворенные соли (сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелые металлы). Эти сбросы могут приводить к полной деградации небольших водотоков, в которые они поступают, а золошлакоотвалы и хвостохранилища вследствие фильтрации загрязняют подземные воды. В результате образуются антропогенные геохимические аномалии с содержанием токсичных веществ, в сотни раз превышающим ПДК (Новолипецкий металлургический комбинат).

Цветная металлургия является весьма экологоопасной отраслью, выбрасывающей в окружающую среду наиболее ядовитые поллютанты, такие, например, как свинец (75% выбросов всей промышленности России) и ртуть (35%). Деятельность цветной металлургии часто приводит к превращению территорий, где расположены ее предприятия, в зоны экологического бедствия (г. Карабаш на Южном Урале, г. Оленегорск в Мурманской области и др.). Вредные выбросы предприятий, являясь сильными биологическими ядами и накапливаясь в почве и водоемах, создают реальную угрозу всему живому, включая человека, а тяжелые металлы с 25-кратным превышением ПДК обнаруживаются в грибах, ягодах и других растениях на расстоянии до 20 км от завода.

В зависимости от вида транспорта его воздействие проявляется в виде загрязнения атмосферы, водного бассейна, земельных угодий, деградации ландшафтов. Автомобильный транспорт является основным источником загрязнения воздушного бассейна городов. В России, по оценкам специалистов, его доля в суммарном объеме выбросов в атмосферу колеблется от 40 до 60%, а в крупных городах достигает 90%, в Беларуси на долю автотранспорта приходится 3/4выбросов. При этом концентрация вредных веществ в выбросах автотранспорта превышает ПДК в десятки раз. Железнодорожный транспорт на электротяге загрязняет почвы и грунтовые воды вдоль железнодорожных трасс и создает шумовой и вибрационный эффект на прилегающих территориях. Для авиационного транспорта характерно химическое и акустическое загрязнение атмосферы, для водного — загрязнение акваторий нефтепродуктами и бытовым мусором.

Дорожное строительство также влечет негативные экологические последствия: активизирует такие неблагоприятные геологические процессы, как оползни, заболачивание, подтопление прилегающих территорий, приводит к потере земельного фонда. В то же время дорожное строительство — неизбежный признак цивилизации, необходимое условие улучшения комфортности проживания населения. Поэтому в каждом конкретном случае к решению этой проблемы необходимо подходить индивидуально, с учетом возможных негатив- пых и позитивных последствий реализации проектов строительства дорог.

Жилищно-коммунальное хозяйство - основной источник образования и поступления сточных вод в водоемы. На его долю приходится 50% общего сброса стоков России и Беларуси. Вторая проблема отрасли — утилизация и захоронение твердых бытовых отходов, размещение которых изымает из хозяйственного обращения тысячи гектаров земли и существенно влияет на экологическое состояние территории крупных городов.

Огромный ущерб сельскому хозяйству наносит эрозия почв зачастую антропогенного происхождения, следствием чего является падение естественного плодородия, характерное для многих регионов. Прогрессирует истощение и загрязнение водных источников в результате непродуманной и не всегда оправданной мелиорации земель, несоблюдения норм внесения минеральных удобрений и пестицидов. Источником повышенной экологической опасности являются животноводческие комплексы и птицефабрики, вокруг которых происходит фильтрация жидкой фракции навоза в почву, грунтовые воды, загрязняется сельхозпродукция.

Таким образом, современное развитие экономики можно определить как техногенный тип экономического развития , которому свойственны высокая природоёмкость и недостаточный учет экологических требований при разработке и реализации проектов хозяйственной деятельности. Для него характерно:

• быстрое и истошительное использование невозобновимых природных ресурсов (полезных ископаемых);
• потребление возобновимых ресурсов (земельных, ресурсов растительного и животного мира и пр.) в объемах, превышающих возможности их естественного восстановления и воспроизводства;
• производство отходов, выбросов/сбросов загрязняющих веществ в объемах, превышающих ассимиляционный потенциал окружающей среды.

Все это наносит колоссальный не только экологический, но и экономический ущерб, который проявляется в стоимостных потерях природных ресурсов и затратах общества на ликвидацию негативных экологических последствий антропогенной деятельности.

Основная часть

Основные данные о работе

Антропогенное воздействие на биосферу ….........................................................3

В настоящее время последствия антропогенного воздействия на биосферу можно свести к изменениям структуры земной поверхности, химического состава биосферы, состава биоты, теплового баланса планеты.

Изменение структуры земной поверхности - последствие преобразования природных ландшафтов в антропогенные: распашка земель, рубка леса, мелиорация, создание искусственных водоемов, открытая разработка полезных ископаемых. Изменение химического состава биосферы - последствие антропогенного загрязнения воздуха, гидросферы и почв. Изменения в характере земной поверхности и атмосферное загрязнение отразились на тепловом балансе планеты Изменения в составе биоты являются следствием культивирования новых сортов растений и пород сельскохозяйственных животных, географических перемещений видов за пределы их ареалов и т. д.

Антропогенное действие на естественную среду может существовать разрушительным (деструктивным), стабилизирующим и конструктивным. Разрушительное действие приводит часто к необратимой потере свойств естественной среды. Так, приведение дождевых тропических лесов под пастбища делается предпосылкой такого, что лишенные защитного лесного полога земли за 2-3 года утрачивают плодородие, и надежда сотворения продуктивного пастбища пойдет на нет. Неконтролируемая рекреация в лесопарках ведет к необратимой деградации лесного общества. Под стабилизирующим антропогенным действием понимается целенаправленное, с просчетом вероятных отрицательных последствий и обмысленным расписанием их предотвращения, действие на естественные комплексы. Например, активное зонирование и облагораживание особенно оберегаемых естественных территорий с целью хранения естественных экологически ценных рельефов; комплексное озеленение городских новостроек с введением в состав зеленоватых насаждений древесно-кустарниковых пород, устойчивых к атмосферному загрязнению и т. п. Конструктивное антропогенное действие предполагает целенаправленное возобновление утраченных свойств находящейся вокруг среды: лесовосстановительные работы, очистка водоемов, воспроизведение разрушенных местообитаний редкостных видов растений и животных и т. п.

Антропогенные изменения в природе - изменения, происходящие в природе в итоге хозяйственной деловитости человека или общения людей с находящейся вокруг природной средой.
Воздействие человека на природу - нужное условие его существования. В итоге этого действия вероятны постоянное снабжение людей жизненными благами и воспроизводство человечного сообщества.
Все атмосферные изменения в природе разрешено поделить на две категории: преднамеренные преображения - это усвоение земель под сельскохозяйственные угодия, сооружения водохранилищ, стройку городов, индустриальных компаний, высушивание топких мест. Попутные конфигурации - это конфигурации газового состава атмосферы, марание находящейся вокруг среды, образование фотохимических туманов (смогов), убыстрение коррозии металлов.
Воздействие человека воздействует, по существу, на всех ресурсах и компонентах биосферы (почвенном покрове, гидросфере, атмосфере, животном и растительном мире, литосфере). Даже труднодоступные районы земного шара - Арктика, Антарктида, высокогорья, глубины океанов, околоземное место - оказались в той или другой мере затронуты хозяйственной деловитостью человека, а неизбежно тянет за собой изменения в экологических системах, рельефах, естественных комплексах. Человечество в данный момент деятельно употребляет около 55 % суши, 12 % речной воды, половину ежегодного прироста бора, любой год извлекается из недр наиболее 100 миллиардов тонн руды и сжигается 7 миллиардов тонн относительного горючего. Наиболее заметны изменения и преображения почвенного покрова. По существу, все земли, подходящие для применения в сельском хозяйстве, потеряли натуральные экосистемы.
На всех континентах планеты изменяется режим водотоков, возникают новейшие водоемы (водохранилища), каналы, осушаются топкого места, вырубаются и заменяются искусственными насаждениями натуральные бора, изменяется газовый состав атмосферы, увеличивается загрязнение гидросферы и атмосферы, количество одних видов миниатюризируется, а остальных видов животных и растений возрастает; изменяется климат отдельных районов, городов. Ежегодно пропадает 5-7 млн. га разных земель. Возникла проблема так называемого теплового загрязнения планеты; раз в год в биосферу выбрасывается 142. 8 #215; 10 кДж тепла и 1 миллиардов тонн товаров недостаточного сгорания.

Можно выделить четыре главных формы воздействия человека на биосферу:
1. Изменение структуры земной поверхности - распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и другие изменения поверхностных вод.
2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящих в него веществ - добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменение влагооборота.
3. Изменение энергетического и, в частности, теплового баланса
отдельных регионов и планеты в целом.
4. Изменения, выносимые в быту - совокупность живых организмов, истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов в новые места.

К более принципиальным формам антропогенного действия на природу относятся: переэксплуатация и бессилие естественных ресурсов, и техногенное загрязнение среды.
Во 2-ой половине xx в. возросшие темпы применения минерально-сырьевых ресурсов вызвали резкое повышение масштабов добычи нужных ископаемых и расширили географию добычи минерального сырья. В 1913 г. на 1-го обитателя Земли добывалось 5 т минерального сырья, в 1940 г. - 7, 4, в 1960 г. - 14, 3, в конце 70-х гг. - 25 т. При сохранении современных темпов применения минерального сырья эта размер вырастет к 2000 г. в 1, 8 раза.
В 1998 г. по сопоставлению с 1950 г. затраты лесоматериалов в мире возросли наиболее чем в 2 раза, бумаги - в 6, воды - в 3, зерна - практически в 3, а внедрение каменного угля как горючего возросло в 4 раза. Также в 4 раза возросло создание стали.
За крайние 50 лет мир растерял практически половину собственного лесного массива. Чрезмерное рыболовство привело к тому, что популяции рыб находятся на границы крушения. Продолжающееся ограничение биоразнообразия на планете ведет к предстоящей дестабилизации равновесия в биосфере. Эрозия земли стала суровой неувязкой во почти всех странах мира. В США, Европе, Китае, Индии, на Ближнем Востоке и в Африке сокращаются запасы воды. Нехватка воды значит и нехватку продуктов питания. 70% глобальных водных ресурсов употребляются на выращивание урожая.
Использование естественных ресурсов возрастет в движение следующих 50 лет. Ожидается, что народонаселение нашей планеты возрастет к этому времени на 60%.
Техногенное загрязнение разных естественных сред оказывает плохое действие на живые организмы, условия жизни человека и его самочувствие. Антропогенное загрязнение находящейся вокруг среды за крайние десятилетия получило вселенский характер, что привело к резкому ухудшению состояния естественных экосистем и значительно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы на Земле. Кроме такого, разные виды техногенного загрязнения являются предпосылкой почти всех экологических проблем современности(поражение озонового экрана, модифицирование климата, неувязка отходов, ограничение биоразнообразия).
Воздействие человека на находящуюся вокруг среду в современную эру стало причиной геологического или даже космического масштаба, превосходящим все естественные силы, какие когда – то влияли на эволюцию жизни, эволюцию биосферы.

Практическая деятельность человека на современном этапе развития биосферы приводит к нарушению разных телесных законов, связанных с экологическим равновесием в природе, в частности принципа Ле Шателье - Брауна.
Поскольку в биосфере устройство воплощения принципа Ле Шателье - Брауна базируется на функционировании систем живого, оно, это функционирование, как постулировал В. И. Вернадский, служит главным регулятором общеземных действий. В настоящее время действие принципа Ле Шателье - Брауна в рамках биосферы нарушено. (Считается, что этот принцип не соблюдается в возмущенной биоте суши и продолжает соблюдаться в невозмущенной биоте океана.)

Сегодня происходит отклонение круговорота углерода от равновесного доиндустриального состояния. Если в конце прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере, то с начала нашего века это явление не обнаруживается. Наоборот, биота выбрасывает углекислый газ, и поэтому биомасса ее автоматически снижается. (В биоте суши происходит сокращение массы органического углерода со скоростью 1,1 ГтС/год. Биота океана поглощает органический углерод со скоростью 2,3 ГтС/год.)

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

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

«Природа не храм, а мастерская, и человек в ней работник...». Великий русский писатель И. Тургенев, который обладал удиви­тельным даром видеть и чувствовать природу, вкладывал в эту фразу особый смысл. Он глядел в будущее. Можно лишь восторгаться прозорливостью великого писателя. Да, природа - это мастерская, где создаются все блага, нужные для существования человека. Она требует бережного к себе отношения.

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

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

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Реферат

Антропогенное влияние на биосферу

С одержание

ВВЕДЕНИЕ

I. Общая характеристика загрязнения природной среды

II. Экологические проблемы биосферы

1. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы

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

3. Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы

4. Влияние человека на растительный и животный мир

5. Радиоактивное загрязнение биосферы

III. Пути решения проблем экологии. Рациональное природопользование

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

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

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

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

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

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. В.И.Вернадский писал: "Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли". Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом.

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

І. Общая характеристика загрязнения природной среды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ІІ. Экологические проблемы биосферы

1. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

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

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

· множество живых организмов, разлагающих детрит до гумуса.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Влияние человека на растительный и животный мир

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

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

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

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

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

5. Радиоактивное загрязнение биосферы

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

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом - единственный выход из ситуации: рациональное природопользование.

ІІІ. Пути решения проблем экологии . Рациональное природопользование

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

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

Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов должны предусматривать:

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

Ш совершенствование технологии и добычи природных ресурсов;

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

Ш рекультивацию земель после использования месторождений;

Ш экономичное и безотходное использование сырья в производстве;

Ш глубокую очистку и технологии использования отходов производства;

Ш вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;

Ш использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральных веществ;

Ш использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральных соединений;

Ш замкнутые циклы производства (разработку и применение);

Ш применение энергосберегающих технологий;

Ш разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.

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

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

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

Ш охрану и разведение редких видов растений и животных;

Ш широкое просвещение и экологическое образование населения;

Ш международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Список использованной литературы

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

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

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

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

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

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

Подобные документы

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

реферат , добавлен 24.01.2007


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

курсовая работа , добавлен 02.06.2008


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

реферат , добавлен 11.01.2013


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

реферат , добавлен 04.04.2009


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

презентация , добавлен 15.10.2015


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

презентация , добавлен 24.02.2016


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

курсовая работа , добавлен 14.03.2015


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

контрольная работа , добавлен 21.01.2010


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

реферат , добавлен 08.07.2010


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

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

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

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

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

Сформировавшись, человеческое общество прошло следующие этапы взаимодействия с природой:

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

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

Промышленная и научно-техническая революция;

Искусственное воспроизводство и сохранение окружающей среды – протоносфера.

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

По А. Н. Тетиору, к антропогенным воздействиям относят все виды угнетающих природу воздействий, создаваемых техникой и непосредственно человеком. Антропогенные воздействия подразделяют на:

Загрязнения – внесение в среду не характерных для нее новых физических, химических или биологических агентов (элементов, соединений, веществ, объектов) или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов; иногда считают, что загрязнение – это изъятие элементов из экосистем;

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

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

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

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

Таблица 2

Динамика показателей состояния окружающей среды

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

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

Таблица 3.

Главные загрязнители биосферы

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

Таблица 4.

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

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

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

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

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

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

Таблица 5.

Преобладающие загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Биосфера – динамичная планетарная экосистема, во все периоды эволюционного развития постоянно изменялась под действием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов, за счет сложного механизма круговорота веществ. Организмы, в процессе эволюции, приспосабливались к изменившемся внешним условиям среды путем изменения внутривидовой информации.

Планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, называется антропогенными.

Известный эколог Б. Коммонер выделил основные виды антропогенного влияния:

Упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

Концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

Рост числа ядовитых отходов от химических производств;

Введение в экосистему новых видов;

Появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Большая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер , т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные (непроизвольные) , имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

Антропогенное воздействие, так же, можно разделить на:

- положительные воздействия: воспроизводство природных ресурсов, восстановление запаса подземных вод, рекультивация земель на месте разработки полезных ископаемых и т.д.

- отрицательные воздействия: выруба леса на больших площадях, засоление и опустынивание земель, сокращение численности и исчезновение видов животных и растений.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение – это поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод , загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства .

По видам загрязнений выделяют химическое , физическое и биологическое загрязнение.

По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Хозяйственная деятельность человека неоднократно приводила к ухудшению природных условий, порождала локальные экологические кризисы. Человек, уничтожая флору и фауну на значительных территориях, приводил к образованию пустынь. Научно – технический прогресс (НТП) увеличивает возможности воздействия на окружающую среду, создавая предпосылки для возникновения крупных экологических кризисов. С другой стороны, этот же прогресс расширяет возможности предупреждения таких кризисов.

Наиболее отчетливо эти противоположные тенденции проявились во второй половине XX века. Так, например, растительный покров большей части поверхности континентов носит вторичный характер, т.е. заменён нужными человеку растениями. Это обстоятельство привело к нарушению процесса почвообразования, изменению физико-химических свойств почв и их эрозии. В возрастающих масштабах человеком загрязняются атмосфера и воды континентов и океанов.

Понимая экологический кризис как непоправимое за короткий срок ухудшение природной среды, нельзя говорить о глобальном кризисе в настоящее время. Сейчас существует множество локальных кризисов, которые не всегда разрешимы и, накапливаясь, могут принять глобальные масштабы. Экологический ущерб биосфере не всегда может быть возмещён, например, уничтожение генофонда современных организмов.

Демографические процессы, сопровождающиеся ростом народонаселения, способствуют увеличению масштабов промышленного и сельскохозяйственного производств, исчерпанию минеральных ресурсов и увеличению количества отходов.

Особо следует отметить влияние человека на климат городов, регионов и планеты в целом за счет загрязнения атмосферы. Атмосфера Земли как компонент биосферы является трансформатором локальных воздействий человека на окружающую среду в глобальные изменения природных условий. Так, современные города, благодаря растущей урбанизации, можно рассматривать как „острова тепла“ и источники выделения газов, паров и аэрозолей. Это обстоятельство вызывает образование туманов, приводящих к смогу, сопровождающимися увеличением концентрации в атмосфере опасных для биосферы веществ.

Постоянный рост количества сжигаемого в энергетических целях топлива органического происхождения способствует повышению температуры у поверхности Земли, что обусловливает изменение климата как в региональном, так и в планетарном масштабах. При этом нарушается естественный ход эволюции биогеоценозов и биосферы в целом.

К глобальным изменениям биосферы можно отнести:

«Кислотные дожди» . Суть проблемы кислотных осадков состоит в том, что в атмосфере образуются растворы серной и азотной кислот при соединении с атмосферной влагой попадающих в воздух диоксидов серы и азота. Затем эти кислоты выпадают на поверхность Земли в виде «кислых дождей», «кислых туманов», «кислого снега», а также «кислых сухих осадков». Дождевая вода, образующая при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию (рН=7,0). Поступление в атмосферу больших количеств диоксида серы, диоксида азота и других оксидов азота вызывает изменение рН атмосферных осадков(рН=5,6–5,7). Наибольший вклад в формирование кислотных осадков вносит диоксид серы (70 – 80%), так как масштабы образования H 2 SO 4 на порядок выше, чем HNO 3 . «Кислотные осадки» оказывают негативное воздействие на водные и наземные экосистемы. Из-за «кислотных дождей» исчезает в озерах рыба, засыхают и гибнут леса (особенно страдают хвойные деревья), снижается продуктивность почв, падает урожайность и т.д. «Кислотные дожди» убивают не только живую природу, но и наносят непоправимый урон историческим и архитектурным памятникам, превращая мрамор в гипс, и т.д. Окружающая среда становится химически агрессивной, приобретают подвижность тяжелые металлы и другие опасные соединения, попадая в питьевую воду, они создают угрозу для здоровья человека.

"Озоновые дыры".

Стратосферный озоновый слой защищает все живые организмы планеты, в том числе и человека, от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения Солнца (длина волны 200 – 320 нм). Его истощение увеличивает поток рентгено- и ультрафиолетовых лучей к поверхности Земли, что вызывает у человека ряд опасных нарушений, ведущих к возникновению рака кожи, катаракты, снижению иммунитета. Воздействие ультрафиолетового излучения приводит к мутациям на генном уровне, главной мишенью становятся молекулы ДНК.

Считается, что естественные круговороты озона в стратосфере нарушены из-за его разрушения катализаторами, способными активно присоединять атомарный кислород (хлором, фтором, оксидами азота, а также другими атомами и радикалами). Среди таких катализаторов наиболее важная роль принадлежит атомам хлора, которые образуются в результате фотохимического разрушения фреонов (ХФУ). Благодаря высокой устойчивости фреоны способны достигать озонового слоя, в агрессивной среде которого из них высвобождается хлор. Каждый атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тыс. молекул озона.

«Парникофый эффект». Атмосфера, содержащая «парниковые газы» (в их числе пары воды, углекислый газ, метан, фреоны, оксиды азота, озон и другие газы), действует как крыша парника: она, с одной стороны, пропускает внутрь солнечное излучение, с другой – почти не пропускает наружу тепло, излучаемое Землей. «Парниковые газы», и, в первую очередь, углекислый газ, задерживают длинноволновое тепловое излучение с поверхности Земли, вызывая повышение температуры приземного слоя воздуха и создавая «парниковый эффект». Этот процесс присутствовал на планете в течение всей истории Земли, создавая благоприятные условия для жизнедеятельности организмов. В последние десятилетия происходит рост антропогенного поступления в атмосферу «парниковых газов» и увеличение их концентрации, что ведет к усилению «парникового эффекта», повышению среднегодовой температуры воздуха на Земле и создает угрозу устойчивости климата. Изменение климата в сторону потепления будет способствовать таянию вечных снегов и льдов и подъему уровня Мирового океана. Потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, засухами, ускорением темпов вымирания животных и растений, а также обострением социально-экономических проблем из-за нехватки пищевых ресурсов и пресной воды.

Таким образом, не ограничивая масштабы своей деятельности, не применяя специфических экозащитных (природоохранных) мер, человек будет способствовать постепенной деградации биосферы.