Экология. Природа. Человек

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра техносферной безопасности

Дисциплине "Экология"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Экология. Природа. Человек

Выполнил: студент

Иванов Николай Юрьевич

Проверил: доцент кафедры, к.с.х.н.

Петрова Елена Юрьевна

г. Тюмень

2014

СОДЕРЖАНИЕ

Дайте определение экологии. Что является предметом и задачами ее изучения?

Какие ограничения накладывает экология на использование человеком природных ресурсов? В чем заключаются негативные экологические последствия возделывания земли?

Что Вы знаете об опасности воздействия на человека и биоту электромагнитных полей и излучений. Приведите примеры

Назовите основные виды загрязнения подземных вод. Как загрязняющие вещества попадают в подземные воды?

Список источников литературы и электронных ресурсов

1. Определение экологии. Предмет и задачи ее изучения

экология электромагнитные излучения биота

Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос - дом, жилище, родина, и логос - наука), означающих дословно "наука о местообитании". В более общем смысле экология - это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания.

Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки в тесной связи с другими естественными науками - химией, физикой, геологией, географией, математикой.

Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная, как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействия человека, какие предельно допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не разрушить их. Все это и является предметом экологии.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологи - экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов, их популяции, т. е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом. Основной, традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо).

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

Аутэкология первое и наиболее простое подразделение экологии изучает действия природных факторов на отдельные (искусственно изолированные организмы).

Популяционная экология (демэкология), более высокий уровень организации живой материи, когда особь находится в окружении таких же особей, которые вместе занимают определенную территорию и относятся к одному виду. Такие группы, как уже отмечалось ранее, называют популяциями. В популяции особь начинает испытывать влияние соседей, а главное - начинает воспроизводиться. При этом, очевидно, возникают новые проблемы, которые обусловливают необходимость изучения влияния тех же внешних факторов, но уже не на отдельную особь, а на группу особей, на изменение ее состава и численности.

Нельзя полагать, что популяция - просто сумма отдельных особей, а ее свойства - лишь сложение свойств этих особей. У популяции в результате сложного взаимодействия входящих в нее организмов появляются только ей присущие свойства, которые совершенно не присущи отдельной особи (например, способность к размножению, а, следовательно, к изменению численности и полового состава).

Исследование жизнедеятельности отдельных популяций, определение характера и причин их изменений, происходящих в результате внешних и внутренних воздействий, составляет предмет популяционной экологии, или демэкологии.

Синэкологию (биоценологию)- изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Однако совершенно ясно, что как отдельная особь не способна длительно существовать вне «родной» популяции, так и сама популяция не может жить изолированно: она нуждается в веществе и энергии, информации, пространстве и других ресурсах, без которых нет жизни. Вследствие этого одна популяция вступает во взаимоотношения, с другими популяциями. Иными словами, различные популяции связаны множеством нитей, они, объективно повинуясь законам природы, не могут существовать друг без друга. Следовательно, совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, которое называют сообществом, или биоценозом. Важнейшее свойство сообщества - устойчивость, то есть способность к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних воздействиях. При этом важно подчеркнуть, что устойчивость сообщества обусловлена как устойчивостью входящих в него популяций, так и особенностями взаимодействия между ними. Изучение сообществ, их взаимоотношений с окружающей средой составляет предмет экологии сообществ.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде и задачи перед ними стоят преимущественно биологического свойства - изучить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы и т.д.

В изложенном выше понимании общую экологию нередко называют биоэкологией, когда хотят подчеркнуть ее биоцентричность.

С точки зрения фактора времени экология дифференцируется на историческую и эволюционную.

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, т.е. различают экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

Экология своими корнями уходит в далекое прошлое. Потребность в знаниях, определяющих «отношение живого к окружающей его органической и неорганической среде», возникла очень давно.

Достаточно вспомнить труды Аристотеля (384-322 до н.э.), Плиния Старшего(23-79 н.э.), в которых обсуждалось значение среды обитания в жизни организмов.

В 1866 г. вышел в свет фундаментальный труд немецкого зоолога Э. Геккеля «Всеобщая морфология организмов». В нем впервые дано общее определение экологии как суммы знаний по совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической. Ученый отнес экологию к биологическим наукам и наукам о природе, которые, прежде всего, интересуют все стороны жизни биологических организмов.

Как самостоятельная наука экология окончательно оформилась в начале 20-го столетия. В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастает. Особенно большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке связанно с резким усилением отрицательного взаимного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, в связи с резко негативными последствиями научно - технического прогресса.

Таким образом, современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации» многих естественных, технических и гуманитарных наук. Например, на стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т.д. Соответственно более широкое толкование получил и сам термин «экология».

Задачи экологии

С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на:

1. Теоретическая экология - вскрывает общие закономерности организации жизни.

2. Прикладная экология - изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу составляет система обще экологических законов, правил и принципов.

Исходя, из приведенных выше понятий следует, что задачи экологии весьма многообразны.

В общетереотическом плане к ним относятся:

1. разработка общей теории устойчивости экологических систем;

2. изучение экологических механизмов адаптации к среде;

3. исследование регуляции численности популяций;

4. изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

5. исследование продукционных процессов;

6. исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

7. моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

улучшение качества окружающей природной среды;

сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районов.

Следует осознать, что человек для природы всего лишь один из многочисленных порожденных ею видов живых существ. Когда-то его не было… война, которую человек фактически ведет с природой, - заранее проигранная война: кто бы ни победил в ней - человек обречен. Выход из создавшегося положения - мирное сосуществование человеческого общества и природы, при котором должна быть разумно перестроена жизнь и отдельного человека, и обществом в целом.

Все это определяет стратегическую задачу экологии: на основе познания законов природы, используя все достижения научно технического прогресса, создать научную базу для гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы и разработать практические рекомендации, направленные на оздоровление и поддержания надлежащего качества природной среды, без чего невозможно нормальное существования всего ныне живущего на Земле и жизни как таковой в перспективе.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и «возможно, само существование человека на нашей планете будет

2. Ограничения экологии на использование человеком природных ресурсов. Негативные экологические последствия возделывания земли

Человек, будучи представителем высшей ступени эволюции живых организмов отличается от них прежде всего своим разумом, речью и способностью к труду. Вследствие этого он оказывает на свое местообитание влияние гораздо большее, чем другие животные, вплоть до его разрушения, причем результат своей деятельности он ощущает и понимает как правило позже. С самого начала своей истории человек столкнулся с законами природного равновесия.

Длительная история развития человечества - это, прежде всего, история природопользования, развития производительных сил, познания человеком законов природы и общества, смена на этой основе, общественно-экономических формаций. Поэтому, вполне естественно, что взаимоотношение человека с природой и ее ресурсами подчиняется, с одной стороны - характеру ресурсов в самом широком понимании этого слова, начиная с размеров самой территории и кончая залегающими в недрах земли полезными ископаемыми и, с другой, состоянием производительных сил. В том числе - уровнем развития науки, техники и теми производственными отношениями, которые складываются в конкретном обществе на протяжении его истории. Hаскальные рисунки первобытного человека, изображающие сценки охоты или собирания плодов, свидетельствуют о том времени, когда человек, производное от природы, приступил к осмысленному использованию наиболее доступных и, одновременно, необходимых биологических ее ресурсов, приступил к “покорению” природы.

Все компоненты природы, которые объективно существуют, вне зависимости от того, использовались ли они человеком когда либо, используются они или не используются обществом в настоящем, определяются как природные блага. Это понятие охватывает все, без исключения, природные ландшафты, почвенный и растительный покров, водные объекты и полезные ископаемые, представителей растительного и животного мира. H.Реймерс определяет:

Природные блага, есть совокупность природных ресурсов и природных условий жизни общества, которые используются в настоящее время или могут быть использованы в обозримом будущем.

Однако надобно отметить, что природные блага - объективно существующие компоненты природы, и они не зависят от того предполагается ли их использовать и будут ли они использованы когда ни будь человеком или не будут.

В отличие от природных благ, природные ресурсы - есть компоненты природы (природные объекты и явления), используемые в прошлом и (или) настоящем, и оцененные в отношении возможности их использования в будущем.

Например, само по себе наличие в тайге зверя (например, соболя) есть природное благо, которое может перейти в состояние ресурса, если будет показано, что соболя есть смысл добывать для обеспечения занятости и материального благосостояния местного населения. Изучив популяцию соболя и оценив возможности их воспроизводства можно определить их количество, которые могут быть добыты без ущерба для популяции, то есть определены их запасы или природно-ресурсный потенциал популяции. Соответственно, та часть природных ресурсов Земли и ближнего космоса, которая может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных энергетических, технических и социально-экономических возможностях общества, без ущерба для возможности последующего устойчивого его развития может быть определена как природно-ресурсный потенциал.

В определении природно-ресурсного потенциала есть важнейшая мысль об ограничении использования природных ресурсов необходимостью сохранения возможности устойчивого развития общества. Следовательно, использование природных ресурсов подразумевает либо количественные ограничения этому, либо требует каких то дополнительных мероприятий по восстановлению природной среды. С этих позиций и целесообразно рассмотреть классификацию природных ресурсов.

При обсуждении проблемы природных ресурсов, с учетом определения, которое приведено выше, возникают некоторые соображения, до последнего времени не учитывавшиеся, но которые в современную пору информационной революции не учитываться уже не могут. Речь идет о таких видах ресурсов, как здоровье общества, его генетический фонд, интеллект, знания (информация) и умения. Hасколько правомерно или неправомерно отнести указанные категории к природным ресурсам? Попробуем рассмотреть этот вопрос с нескольких позиций:

1) человек есть производное от социума, но одновременно - часть природы, живого вещества ее биосферы;

2) интеллект человека - его ум, способность к познанию, мышлению есть производное человеческого опыта и образования. Он развивается от поколения к поколению, определяя, в конечном итоге, научно-технический потенциал общества, условия и последствия его взаимодействия с природной средой;

3) взаимодействие с природной средой опирается, помимо энергетических и технологических оснований на знание законов социума (экономики), с одной стороны, и законов природы - с другой. В свою очередь понимание этих законов зиждется на накопленном тысячелетнем опыте многих поколений людей, их знаниях и представлениях, информации об этом мире. Правомерно, ли сравнить интеллект, знания и уменья, как современные духовные ресурсы, накопленные поколениями людей в процессе труда и развития, например, с органическим горизонтом почвы, накопленным за многие тысячелетия “трудом” почвенных организмов. Представляется, что правомерно. И хотя сравнение не есть доказательство, оно все таки говорит в пользу отнесения интеллекта, знаний и умений людей к особой, духовной категории природных ресурсов.

Поэтому все природные ресурсы правомерно подразделить на 2 категории: ресурсы материальные и ресурсы людские. Отталкиваясь от сказанного попробуем рассмотреть те и другие и определиться с некоторыми направлениями рационализации их использования.

В последующем курсе предстоит рассмотреть, в самом общем виде, покомпонентное использование природных ресурсов Земли, его последствия и типичные частные мероприятия, направленные к рационализации использования того или иного вида природных ресурсов, подчеркнув далеко не всеобъемлющий характер рассмотренных далее мероприятий, направленных к снижению ущербов, наносимых природе. А прежде - предлагаемую ниже классификацию природных ресурсов Земли, предлагаемую авторами настоящего курса (табл.1 ).

До последнего времени к невозобновимым геологическим ресурсам относили исключительно полезные ископаемые, сосредоточенные в соответствующих месторождениях. Hыне правомерно, наряду с ними, к невозобновимым геологическим ресурсам отнести также подземное пространство, которое используется все шире, поскольку, по мере развития техники, многие инженерные системы уходят в глубь Земли, освобождая ее поверхность исключительно для жилищного строительства и использования земель в целях воспроизводства биоресурсов.

Таблица 1. Классификация природных ресурсов Земли

Материальные
Невозобновимые	Геологические
Ограниченно возобновимые	Минеральные воды и грязи Почвенные Рекреационные Комплексные (ландшафтные) Подземное пространство
Возобновимые	Водные Биологические Климатические Генетические (генофонд)
Социальные
Ограниченно возобновимые	Здоровье Интеллект Знания

Отнесение водных и биологических ресурсов к возобновимым в определенной мере условно. Действительно, в количественном отношении, кругооборотом воды в природе водные ресурсы возобновляются, однако при этом может не происходить возобновление их качества и временного режима. То же можно сказать и в отношении биологических компонентов природы. Известно, что многие организмы, существовавшие в прошлом, ныне исчезли с поверхности Земли, а их экологические ниши заняли другие виды. Таким образом, можно говорить о возобновлении (воспроизводстве) органического вещества Земли в целом, однако при этом может происходить снижение биологического разнообразия. Потому не случайно, сохранив биологические ресурсы в категории возобновимых, генетический фонд, относящийся уже к отдельным популяциям организмов, показан, как ресурс ограничено возобновимый.

Взаимодействие человека и природы, общества и природы имеет два диалектически взаимосвязанных начала: материально-практическое и духовное. Каждый из рассмотренных выше этапов в истории этого взаимодействия означал не только освоение человеком новых пространств планеты и вовлечение все новых и новых природных ресурсов в процесс общественного производства, но также изменение мировоззренческой картины природы и общественного сознания. Духовное освоение природы определялось не только постоянным ростом знаний о природных закономерностях, но и изменением существующих культурных координат той или иной эпохи. Именно культура вырабатывает, хранит и транслирует социально принятые ценностные установки, определяющие цели человеческой деятельности. Потому и видение природы происходит через призму этих ценностей и нормативов. Казалось бы, что все воздействия человека на природу связаны с необходимостью обеспечения материальных компонентов жизни людей. Однако они, эти воздействия, оказываются органически связаны с укоренившимися традициями отношения к бесконечности природных ресурсов, следовательно, возможностей их эксплуатации и получения адекватных жизненных благ. Быстрый рост экономических и научно-технических возможностей получения продукции на основе использования природных ресурсов, а иных источников, позволил экономически и технологически развитым странам мира выработать высокий стандарт потребительских благ. При этом, резко сократилась доля продуктов, направленных на удовлетворение биологических потребностей - питания и одежды и многократно возросла доля сервиса, непосредственно не создающего материальные блага, гипертрофировалась доля военно-промышленного комплекса, направленность которого объективно ориентирована исключительно на разрушение природных объектов и социальных структур общества.

Обладание определенным уровнем потребительских ценностей, постепенно формирует “псевдоавторитет”, некую систему личных установок, эталон благополучия или неблагополучия самого человека, его семьи, общества в котором он вращается. Эту идеологию завистнического и ничем не сдерживаемого накопительства постоянно возбуждают средства массовой информации и, в случае продолжения подобной ориентации, несовместимой с необходимыми ограничениями использования природных ресурсов, она будет способствовать движению к экологической катастрофе.

Так в чем же заключаются негативные экологические последствия возделывания земли?

В производящем хозяйстве важное место принадлежит сельскохозяйственному производству. В истории его развития можно выделить три этапа. Первый - этап экстенсивного развития, который продолжался от V-IV тыс. до н. э. до XVII столетия н. э. Второй этап интенсивного развития сельского хозяйства - XVIII столетия до 1550 года, т. е. захватывает эпоху индустриализации. Третий - современный этап деструктивного развития сельскохозяйственного производства продолжается до настоящего времени.

Сельское хозяйство обеспечивает человечество продуктами питания и многими видами технического сырья. Темп увеличения производства пищи всегда был ниже темпа прироста населения. Одним из важнейших сдерживающих факторов роста населения были локальные и региональные социально-экологические кризисы. Первый региональный социально-экологический кризис был связан с тем, что в ряде регионов мира возросшее население не могло быть обеспечено пищей, получаемой за счет охоты, рыболовства и сбора дикорастущих плодов. Это стимулировало переход 5-7 тыс. лет тому назад от присваивающего к производящему хозяйству.

На каждого жителя Земли в настоящее время приходится в среднем около ј га пашни. 90% площади возделанных земель находятся в тропиках, субтропическом, суббореальном поясах и разделены между ними почти поровну. Однако показатель относительного использования земель наибольший в суббореальном поясе - в полосе лесостепи, степей и прерий (32%). Здесь сочетаются наиболее благоприятные почвенные и климатические условия для выращивания главных земледельческих культур.

Самое большое значение почвы в том, что люди берут из нее почти все необходимое для своей жизни. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% ее люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% дают ресурсы Мирового океана.

Потери земли

Наиболее ценные в сельскохозяйственном отношении земли включают пашню, залежи и многолетние насаждения. Из всех возделываемых земель 590 млн. га приходится на долю зерновых, дающих в год 1197,5 млн т зерна.

Несмотря на большую потребность в расширении посевных площадей, освоения новых земель в отдельных регионах мира уже практически не приводит к увеличению мировой пашни. Во-первых, одновременно с распашкой новых земель значительные площади пашни выбывают из хозяйственного использования из-за разных форм детириорации, т. е. порчи земли. Значительные затраты на мелиорацию часто уже не могут остановить этот процесс.

Основными причинами утраты части земельных ресурсов сельского хозяйства являются:

Эрозия почвы - смыв или сдувание поверхностного, наиболее плодородного слоя почвы водой и ветром;

· Потеря гумуса и снижение плодородия вследствие неправильной агротехники, в основном из-за отсутствия севооборотов и недостаточного возвращения в почву питательных веществ;

· Подтопление и вторичное засоление почвы, вызываемое бездренажным орошением и неконтролируемой подачей воды;

· Машинная деградация почвы (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя, смешивание его с подстилающей породой и т. п.);

· Химическое и радиационное загрязнение почвы.

Одним из наиболее серьезных проявлений деградации земель является «техногенное опустынивание», вызванное деятельностью человека и изменениями климата. Большая площадь современных пустынь имеет антропогенное происхождение. От деградации почвы уже пострадали 70% засушливых земель планеты (3,6 млрд га) - территория которая по площади в три раза больше Европы.

Проблемы загрязнения почв

Отрицательное влияние на почву оказывают отходы промышленных предприятий, выхлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепромыслов. Избыточное количество марганца, хрома, меди, кобальта, никеля, свинца и других элементов, содержащихся в почвах вблизи заводов, снижает урожайность зерновых на 20 - 30 % , бобовых на 40, картофеля - на 47, кормовой и сахарной свеклы на 35%. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей вместе с попаданием в почву соединений серной кислоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает гибель их корневой системы, снижает урожай. Поэтому борьба с выбросами промышленных предприятий является одновременно борьбой за сохранение плодородия почв. Технология производственных процессов должна быть построена так, чтобы исключить попадание вредных отходов, остатков и загрязнений в почву.

Загрязнение почв чужеродными химическими веществами наносит им большой ущерб. Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и с сорняками широко применяют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, защищающие растения от вредителей, болезней и сорняков, сохраняют до трети урожая, но одновременно они отрицательно влияют на численность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестициды и продукты их естественных превращений вредны для личинок таких необходимых в природе животных, как насекомые-опылители и насекомые-энтомофаги, насекомоядные, хищные, для промысловых птиц и млекопитающих.

Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в воду, причиняя вред здоровью человека. Решить проблему применения пестицидов в сельском хозяйстве можно строгой дозировкой и умелым их использованием. Необходимо создавать такие препараты, которые сравнительно быстро разрушаются, а продукты их естественной переработки должны быть неядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препараты. Однако проблема получения ядохимикатов избирательного действия требует дальнейших разработок.

Другая проблема - правильное использование химических удобрений. Неправильный подбор минеральных удобрений может вызывать избыточное подщелачивание или подкисление почвы. Для лесных кислых почв необходимы подщелачивающие удобрения ( натриевая и аммонийная селитры ), известкование почвы. На карбонатных почвах и в аридных районах нужны подкисляющие удобрения: суперфосфат, сульфат аммония и др. особенно осторожно следует применять минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.

3. Опасности воздействия на человека и биоту электромагнитных полей и излучений

Электромагнитный смог, в отличие от таких уже привычных для нас явлений, как загрязнение промышленными отходами воздуха, почвы и воды, невидим, но это отнюдь не значит, что он не влияет на человеческий организм.

Ранее считалось, что наибольшую опасность для человечества представляют радиоактивные излучения, однако научные исследования последних десятилетий показывают, что электромагнитная радиация (излучаемые электромагнитные поля) может оказаться столь же опасной, как и атомная. К тому же, если атомная радиация распространена лишь в определенных зонах - там, где хранятся ядерные запасы, на атомных электростанциях-то электромагнитная радиация распространена повсеместно.

В настоящее время проблема электромагнитной безопасности и защиты окружающей природной среды от воздействия ЭМП приобрела большую актуальность и социальную значимость, в том числе на международном уровне.

Технологическое развитие информационного общества привело к тому, что в условиях постоянного воздействия ЭМП находится значительная часть экосистем, особенно в условиях городов, на прилегающих к городам территориях, а также локально в практически незаселенных условиях. Анализ опубликованных данных показывает наличие высоких уровней ЭМП, в местах недоступных для человека, в заселенных представителями флоры и фауны.

Однако нормирование ЭМП как физического фактора внешней среды проводится только с целью его санитарно-гигиенической оценки для человека, а экологические нормативы для источников ЭМП в нашей стране отсутствуют.

До настоящего времени ПДУ для оценки воздействия ЭМП на окружающую среду в целом не разработаны ни в одной стране мира. Имеются лишь разрозненные результаты отдельных исследований воздействия ЭМП на компоненты экосистем. Единственным объектом живой природы, для которого разработаны и внедрены соответствующие ПДУ как в РФ, так и во многих государствах за рубежом, является человек.

Вся биота экосферы существует под воздействием магнитного поля Земли. За миллионы лет эволюции биологические системы приспособились к географическим особенностям, уровню и колебаниям магнитного поля и природных электромагнитных воздействий.

На человека непрерывно действуют электрическое поле напряженностью 120-150 В/м и магнитное поле Земли напряженностью 24-40 А/м. Колебания этих значений связаны с электромагнитными явлениями в атмосфере и ионосфере Земли и зависят от солнечной активности.

Электромагнитное поле Земли служит для биосферы своеобразным щитом. Опыты над животными показали, что заметное уменьшение геомагнитного поля так же, как и экранировка от электрических полей, вызывают изменения процессов жизнедеятельности. Если естественное поле Земли необходимо для живого мира, то сильные электромагнитные излучения от искусственных источников способны оказать губительное воздействие на человека, растения, животных и привести к значительным функциональным нарушениям. Основными техногенными источниками электромагнитных полей и неионизирующих электромагнитных излучений служат воздушные линии электропередач высокого напряжения, радио- и телевизионные передающие станции, радиолокационные и навигационные средства. На значительных территориях, особенно вблизи высоковольтных ЛЭП, радио- и телецентров, радиолокационных установок, напряженности электрического и магнитного полей увеличены по сравнению с естественным электромагнитным фоном на 2.

1. Влияние электромагнитных излучений на организмы

В процессе эволюционного развития все живые существа на Земле приспособились к определенным изменениям природных электромагнитных полей (ЭМП) и, по мнению большинства исследователей, вынуждены были выработать по отношению к ним не только защитные механизмы, но и в какой-то степени включить их в свою жизнедеятельность. Поэтому увеличение или уменьшение параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызвать в организмах функциональные сдвиги, в ряде случаев перерастающих в патологические.

О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние наблюдения, так и экспериментальные исследования на различном уровне организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими,

но и информационными его характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое действие.

Тепловой механизм воздействия современная теория признает при относительно высоких уровнях (к примеру, в диапазоне сверхвысоких частот это более 1 мВт/смІ).

Информационные биоэффекты проявляются при более низких уровнях ЭМП. В этом случае механизмы воздействия ЭМП еще мало изучены, хотя достоверно установлено, что на биологическую реакцию, в таких случаях кроме интенсивности, влияют частота и комбинация частот излучения, продолжительность облучения, модуляция сигнала, периодичность действия и др. Сочетание этих параметров может привести к существенно различающимся реакциям и последствиям облучаемого организма.

Многочисленные исследования позволили установить, что наиболее чувствительными к действию ЭМП является нервная, сердечно-сосудистая, иммунная и эндокринная системы человека, при этом выявлена повышенная опасность ЭМП для растущих организмов, а также людей с заболеваниями указанных критических систем организма. Сегодня очень актуальными являются проблемы безопасности пользователей персональных электронно-вычислительных машин. На современном этапе очень многое задач решаются с помощью компьютеров. Их используют научные работники, инженеры, операторы, бухгалтера, экономисты, диспетчеры и т.д. Исследования последних лет показывают совокупность изменений, наблюдаемых в состоянии здоровья профессиональных пользователей ПЭВМ. Это в первую очередь ? заболевания сердечно-сосудистой и нервной системы. Авторы отмечают осложнения беременности и родов, неблагоприятное влияние на плод. Получены данные о повышенном уровне онкологических заболеваний.

Рассмотрим воздействие электромагнитных излучение на производстве. Степень воздействия магнитного поля (МП) на работающих зависит от максимальной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).

2. Вред от использования мобильных телефонов

Непосредственным источником электромагнитного излучения в мобильном телефоне является его антенна. Излучение нагревает ткани организма. Ток крови осуществляет теплоотвод и уменьшает нагрев. Но, к примеру, хрусталик глаза не омывается кровью и при значительном нагреве мутнеет. Эти изменения, как правило, необратимы. Процесс сопровождается резью в глазах и шумом в голове. Пользование телефон влияет на сердечно-сосудистую систему, на память, реакцию. Исследования биологического действия на мозг человека проводились в России совместно с Центром электромагнитной безопасности, Институтом биофизики в 1997-1998 гг. Их результаты показали, что мобильные телефоны стандартов NMT-450 и GSM-900 вызывают достоверные и заслуживающие внимания изменения в биоэлектрической активности головного мозга. Числа в стандартах означают рабочую частоту мобильных телефонов в МГц. Эти исследования показывают невозможность нормального функционирования центральной нервной системы и отмечают защитный ответ на воздействие. Одним из последних является исследование профессора Рони Сегера, исследователя рака из Научного института Вайзмана в городе Реховот (Израиль). Профессор проверил влияние электромагнитного поля мобильного телефона на мозг крыс. Они получали дозу в 10 раз меньшую, чем разговаривающий человек. В ответ в крысиных мозгах начиналось активное деление клеток. У людей такой процесс, выходящий из-под контроля, как правило, ведет к образованию опухолей.

А спустя всего 5 минут «разговора» клетки крыс начинали выделять вещество, стимулирующее деление клеток, - то же самое, что и у раковых больных.

«Мозг действительно реагирует на нетепловое излучение мобильного телефона», - говорит профессор. В этом состоит суть его открытия.

Ранее финские специалисты определили, что излучение делает более проницаемыми кровеносные сосуды мозга, отчего сквозь них в сам мозг начинают попадать различные яды, которые прежде «отфильтровывались» и выводились из организма.

Затем шведские ученые пришли к выводу, что у пользователей со стажем более 10 лет в два раза чаще развивается опухоль слухового нерва. А те же финны, обследовав людей с опухолями нервной системы - глюомами, признали: у тех, кто говорит по мобильному давно и часто, вероятность получить опухоль на той стороне, к которой прикладывается трубка, на 39% выше.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля.

К ЭМП промышленной частоты относятся линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц).

Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови.

Для предупреждения негативного электромагнитного излучения на организм в условиях воздействия магнитных полей необходимо придерживаться разработанных гигиенических требований.

4. Виды загрязнения подземных вод. Как загрязняющие вещества попадают в подземные воды

Все более разнообразным и глубоким становится воздействие антропогенных процессов на подземную гидросферу. Взаимодействие человека и подземной гидросферы имеет различные аспекты; среди отрицательных последствий этого взаимодействия наиболее серьезными являются загрязнение и истощение подземных вод. Острота этой проблемы возрастает в связи с загрязнением крупных рек и озер в густонаселенных странах и стремлением к переходу на водоснабжение подземными водами.

Предотвращение загрязнения и истощения подземных вод и неблагоприятных последствий от этих явлений - главная задача охраны подземных вод - нового направления гидрогеологии, развивающегося в последние годы.

Вода, которая находится в толще горных пород верхней части земной коры, (до глубины 12-16 км) в парообразном, твердом и жидком состояниях называется подземной.

Загрязнение подземных вод вызывает ухудшение их свойств и состава, ограничивающее или даже не допускающее использование подземных вод (для питьевых, хозяйственных, ирригационных и других целей). Загрязнение подземных вод происходит под влиянием как техногенных, так и естественных природных процессов. Это воздействие на подземную гидросферу может иметь как региональный, так и локальный характер.

Подземные воды являются полезным ископаемым, в процессе эксплуатации они способны возобновляться в естественных условиях, количество таких вод оценивается их запасами. Подземные воды являются одним из источников питания рек и находятся на всей территории России, статические запасы подземных вод составляют 28000 км3, а объем их естественных ресурсов приблизительно равен 787,5 км3 в год.

Исходя из характера пустот водовмещающих пород подземные воды в обломочных породах (например, песок), называют поровые; в растворимых породах (гипс, доломит, известняк) - карстовые или трещинно-карстовые; и в скальных породах (гранит) - трещинные или жильные.

По условиям залегания подземные воды делят на: межпластовые, почвенные, грунтовые и верховодку. По степени минерализации выделяют: пресные подземные воды, соленые, солоноватые и рассолы; по температуре они делятся на: переохлажденные, холодные и термальные; а в зависимости от качества подземной воды выделяют техническую и питьевую воды

Иногда подземные воды способны вызвать оползни, заболачивание территорий, осадку грунта, они затрудняют ведение горных работ в шахтах, для уменьшения притока подземных вод проводят осушение месторождений, водоотлив.

На территории России известно 3367 месторождений подземных вод, из них эксплуатируется менее 50%, на хозяйственные и питьевые нужды используется около половины воды.

1. Понятие о загрязнении подземных вод

Под загрязнением подземных вод в настоящее время понимают любое ухудшение их качества (в сравнении с естественными условиями), прямо или косвенно связанное с деятельностью человека, включая промышленное производство, сельское хозяйство, коммунально-бытовую деятельность. При оценках степени загрязнения и качества природных, в том числе подземных вод, используется представление о так называемых «предельно допустимых концентрациях» (ПДК) загрязняющих веществ, при превышении которых воды становятся непригодными для хозяйственно питьевого использования.

Подземные воды по сравнению с поверхностными, в целом характеризуются значительно более высокой естественной защищенностью от различных видов загрязнения. Однако и для подземных вод, особенно для условий первого от поверхности грунтового водоносного горизонта, существует достаточно много путей их возможного загрязнения. Загрязнение подземных вод может происходить через атмосферу путем выпадения и последующей инфильтрации уже загрязненных атмосферных осадков; через загрязненные поверхностные воды на участках их поглощения в грунтовые водоносные горизонты; при инфильтрации чистых атмосферных осадков и поверхностных вод через загрязненную поверхность земли и почвенный слой (при внесении минеральных удобрений и ядохимикатов); путем фильтрации жидких продуктов или отходов производства и канализационных стоков при утечках из трубопроводов и сетей или на местах их складирования (сточные ямы, отстойники, шламонакопители и др.) при отсутствии или недостаточной надежности противофильтрационных мер; при инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод на участках складирования твердых отходов (коммунальные или промышленные свалки, отвалы горнодобывающих предприятий и др.). Источником интенсивного загрязнения, в том числе и глубоко залегающих подземных вод, являются захоронение жидких и твердых отходов промышленного производства (как правило, наиболее вредных, высокотоксичных или радиоактивных отходов) путем закачки их в глубокие поглощающие скважины или «захоронения» в отработанных шахтах и карьерах.

Источниками загрязнения могут являться ликвидированные, но не изолированные с поверхности колодцы, буровые скважины, шахтные стволы, а также глубокие скважины, разведочные или эксплуатационные (нефть, газ, промышленные воды) или скважины, используемые для закачки промышленных отходов при их недостаточно надежной изоляции от вышележащих водоносных горизонтов.

Распространение загрязняющих веществ от участков (очагов) загрязнения в самом водоносном горизонте определяется направлением и скоростью движения потока подземных вод. Однако конвективный перенос загрязняющих веществ с потоком подземных вод практически всегда сопровождается проявлением ряда химических (выщелачивание, выпадение в осадок, комплексообразование и др.), физико-химических (сорбция, диффузия, дисперсия) и микробиологических процессов, существенно влияющих на состав и содержание тех или иных компонентов. При этом по существующим представлениям наиболее существенными являются процессы химической и физической сорбции загрязняющих веществ, активно протекающие в почвенном слое, породах зоны аэрации, в самих водоносных горизонтах и разделяющих слабопроницаемых слоях. Наибольшей сорбционной емкостью обычно характеризуются почвы и рыхлые тонкодисперсные, в том числе и слабопроницаемые, породы (супеси, суглинки, глины и др.); наименьшей - трещиноватые и закарстованные породы, в которых практически все виды загрязнения распространяются сравнительно быстро и на значительные расстояния.

Основными видами загрязнения подземных вод являются бактериальное, химическое и так называемое тепловое загрязнение.

2. Бактериальное загрязнение подземных вод

Бактериальное загрязнение связано с появлением в подземных водах болезнетворных бактерий, что может являться причиной массовых случаев, главным образом кишечных заболеваний при использовании загрязненных вод в хозяйственно-питьевых целях. Большинство болезнетворных (патогенных) бактерий, по имеющимся оценкам, сохраняют свою жизнедеятельность короткое время (максимально до 1000 суток), поэтому бактериальное загрязнение, как правило, не распространяется на значительные расстояния и носит временный характер.

К сожалению, в настоящее время существуют ограниченные данные о выживаемости и распространении болезнетворных бактерий и вирусов в условиях водоносных горизонтов.

Бактериальное загрязнение, как правило, наиболее интенсивно проявляется в первом от поверхности (грунтовом) водоносном горизонте.

Очаги загрязнения чаще всего связаны с полями ассенизации и фильтрации, скотными дворами, выгребными ямами, неисправностями канализационных сетей, участками сброса канализационных стоков в поверхностные воды или закачки их в поглощающие колодцы и скважины и т.д.

Оценка бактериального загрязнения воды проводится путем определения содержания наиболее жизнестойких бактерий вида colli (кишечная палочка). Вода считается чистой, если в 1 л ее содержится не более трех кишечных палочек. Для бактериальной характеристики подземных вод чаще используется обратная величина «коли-титр», определяемая количеством кубических сантиметров воды, приходящихся на одну кишечную палочку. Для чистой воды «коли-титр» должен быть больше 333.

Кроме содержания кишечной палочки производится оценка общего количества бактерий в 1 мл воды, а в случае подозрения на бактериальное загрязнение воды - определение содержания болезнетворных бактерий, кишечных вирусов и яиц гельминтов.

3. Химическое загрязнение

Химическое загрязнение подземных вод является наиболее распространенным и трудноустранимым. Оно проявляется в наличии (появлении) в подземных водах минеральных и органических веществ, отсутствующих в естественных условиях, или в увеличении концентрации ранее имевшихся компонентов химического состава до значений, резко превышающих их содержание в естественных условиях.

Оценки степени загрязнения подземных вод в настоящее время выполняются главным образом для пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

При этом к собственно загрязненным водам обычно относят подземные воды, в которых содержание тех или иных нормируемых химических веществ превышает ПДК, что делает их непригодными для использования или даже опасными для здоровья человека.

Однако в общем случае на начальной стадии загрязнения, содержание тех или иных компонентов может и не достигать значений ПДК, а загрязнение в этом случае будет фиксироваться по появлению в подземных водах химических веществ, отсутствующих в естественных условиях, или по повышению концентраций «естественных» компонентов выше максимальных (для данного района, водоносного горизонта и т.д.) значений, наблюдаемых в естественных условиях.

Формирование химического загрязнения подземных вод связано в основном с газообразными, жидкими и твердыми отходами промышленного производства, сельскохозяйственной деятельностью, канализационно-бытовыми отходами городов и населенных пунктов. Пути поступления загрязняющих веществ в подземную гидросферу могут быть существенно различными.

В зависимости от вида хозяйственной деятельности и состава отходов набор загрязняющих химических веществ может быть чрезвычайно широким. С промышленными отходами в зависимости от характера производства, в водоносные горизонты могут поступать железо, цинк, хром, тяжелые металлы, сульфаты, хлориды, цианиды, роданиды; на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях - фенолы, альдегиды, жирные кислоты, соединения азота, поверхностно- активные вещества и др. С внесением минеральных удобрений связано поступление в подземные воды аммиака, фосфора, марганца, сульфатов, хлоридов и др. При применении химических средств защиты растений - мышьяка, фтора, меди, цинка и др.; с хозяйственно-бытовыми отходами кроме бактериального загрязнения - соединения азота, хлориды, поверхностно-активные вещества и др.

Тепловое загрязнение

Тепловое (термальное) загрязнение проявляется обычно в повышении температуры подземных вод в сравнении с ее значениями в естественных условиях. Подобные нарушения естественного температурного режима подземных вод характерны главным образом для городских территорий, крупных промышленных предприятий, а также для участков «захоронения» высокотемпературных жидких отходов промышленного производства. В ряде случаев повышения температуры грунтовых вод могут быть связаны также с самовозгоранием, или химическим разложением твердых промышленных и бытовых отходов в местах их складирования. В свою очередь тепловое загрязнение подземных вод определяет изменения их химического и газового состава, микробиологической деятельности, деградацию многолетнемерзлых пород и др.

Охрана подземных вод

подземный вода загрязнение бактериальный

Охрана подземных вод как комплексная проблема имеет два основных направления: охрану подземных вод как полезного ископаемого на эксплуатирующихся или разведываемых месторождениях подземных вод и охрану подземных вод как одного из основных компонентов природной (окружающей) среды.

Охрана запасов подземных вод от загрязнения наиболее актуальна для месторождений пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого (а в ряде случаев и технического) водоснабжения, и месторождений лечебных минеральных вод.

...