Возрастающее влияние человека на биосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Рост народонаселения

1.1 Богатые и бедные нации

1.2 Причины и последствия демографического взрыва

1.3 Население, бедность, окружающая среда

2. Антропогенный материальный баланс

3. Категории антропогенного воздействия на биосферу

4. Основные источники антропогенного воздействия на биосферу

Заключение

Список использованных источников



Введение

За полтора столетия наука обо всех сложных взаимосвязях и взаимоотношениях в природе перешла в учение о взаимоотношениях организмов с окружающей средой, а затем на первое место здесь вышли социальная экология, вопросы отношений человека и природы, их взаимной безопасности.

За последние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. В настоящее время это очень важный вопрос. Растущее население слаборазвитых стран ради своего повседневного выживания истощает пастбища и почвы, сводит леса на дрова - словом, совершает безумные с экологической точки зрения действия. Плодородные земли превращают в пустыни, а это угрожает не только слаборазвитым странам, но и всей биосфере в целом.

Во-вторых, еще более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. В результате потоки вещества и энергии, вызываемые деятельностью человека, стали составлять заметную долю от общей величины биогенного круговорота. Человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование биосферы.

Анализ экологических 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 исчезновении видов животных и растений. Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться.



1. Рост народонаселения

народонаселение демографический антропогенный человек

Одна из серьезных проблем, которую человечество будет вынужденно решать в будущем, - рост численности населения.

Большую часть времени своего существования человечество имело очень низкую численность. По оценкам специалистов, численность населения планеты до начала освоения сельскохозяйственных технологий колебалась на уровне около 10 миллионов человек и только к 1830 г составила 1 миллиард человек. Если для достижения первого миллиарда численности населения Земли потребовался очень большой промежуток времени, то на появление второго миллиарда ушло всего 100 лет, третьего - 30 лет, четвертого - 15 лет, а спустя еще 12 лет (1987 г) численность превысила 5-миллиардную отметку. Произошел демографический взрыв. Для увеличения населения Земли на 1 миллиард требуется все меньше и меньше время. В мире каждую секунду рождается 21 ребёнок и 18 человек умирает. При таком соотношении рождаемости и смертности население планеты ежедневно увеличивается на 250 тысяч человек, в год - на 100 миллионов человек. Такой темп роста численности населения сохранится и в 21 веке, и основная доля прироста, по-прежнему приходится на развивающиеся страны [1, c. 184].

1.1 Богатые и бедные нации

Вклад разных стран и континентов в общую картину роста народонаселения далеко не одинаков. В настоящее время страны мира обычно делят на три основные экономические категории:

а) высокоразвитые промышленные страны с высоким национальным доходом (США, Япония, Канада, Австралия, западноевропейские и Скандинавские государства);

б) умеренно развитые страны или страны со средним национальным доходом (государства Латинской Америки, Северной и Западной Африки, Юго-Западной Азии);

в) слаборазвитые страны или страны с низким национальным доходом (большинство стран Восточной и Центральной Африки, Китай и Индия, т. е. страны третьего мира).

Страны СНГ обычно рассматривают как отдельную категорию, поскольку большинство их граждан бедны, но национальный доход достаточно высок из-за экспорта нефти и других полезных ископаемых.

Страны с высоким национальным доходом называют высокоразвитыми, а умеренно- и слаборазвитые страны развивающимися. Неравенство в распределении материальных благ между этими группами стран очень велико: в высокоразвитых странах проживает 25 % мирового населения (примерно 1,2 миллиарда человек), которые при этом владеют 80 % мирового богатства; в то же время на 75 % населения развивающихся стран (4,8 миллиарда человек) приходится всего 20 % мирового богатства. Богатство внутри каждой страны распределено также неравномерно: 10-15 % людей в высокоразвитых странах относятся к категории бедных, а в развивающихся странах только 10 % относятся к категории богатых, а остальные - бедные и очень бедные - лишены полноценного питания, жилья и всяких бытовых удобств. Главный экономический интерес этой категории людей - просто выжить. В мире более 1 миллиарда человек входят в эту категорию людей.

В 80-90-х годах экономический разрыв между развитыми и развивающимися странами увеличился: богатые продолжали богатеть, а бедные - беднеть.



1.2 Причины и последствия демографического взрыва

Как это ни парадоксально, именно в слаборазвитых странах население растет значительно быстрее, чем в высокоразвитых. Если имеющаяся скорость роста населения сохранится, то оно удвоится через 25-35 лет; при этом численность населения высокоразвитых стран приближается к постоянному уровню.

Главный фактор определяющий диспропорцию в темпах прироста населения слаборазвитых и развитых стран, - это различие в суммарном коэффициенте рождаемости (СКР), т. е. среднем количестве детей, которых рождает каждая женщина в течении жизни. Если предположить, что все дети доживают до репродуктивного возраста, то СКР = 2,0 обеспечивает неизменную численность населения, СКР < 2 приведет к снижению численности населения, а СКР > 2 обусловит рост численности населения.

СКР в высокоразвитых странах составляет 1,9, что позволяет прогнозировать уменьшение численности населения в этих странах в недалеком будущем. СКР слаборазвитых стран - 4,8 без Китая, а с его участием - 4,1. Это более чем вдвое превышает простуювоспроизводимость и приводит к удвоению численности населения в каждом поколении.

Население развивающихся стран обладает высоким демографическим потенциалом благодаря высокой доле молодых людей, которая приведет к удвоению населения в ближайшем будущем, даже если рождаемость существенно снизится. При низком уровне СКР численность стабилизируется через 60 лет; при сохранении же высокого СКР она будет неоднократно удваиваться, и за стабилизацию численности населения возьмутся такие лимитирующие факторы, как голод, болезни и другие социальные потрясения.

Естественный прирост населения определяют путем вычитания из общего коэффициента рождаемости (ОКР) общего коэффициента смертности (ОКС) на 1000 человек.

В группе развитых стран ОКР = 15, а ОКС = 9, т. е. прирост населения составляет 0,6 %. При современной численности населения высокоразвитых стран - 1,2 миллиарда человек - ежегодный прирост составляет 7,2 миллиона человек. В группе слаборазвитых стран ОКР = 31, а ОКС = 10, т. е. прирост населения составляет 2,2 %, а, учитывая, что численность населения слаборазвитых стран составляет 4,8 миллиардов человек, ежегодный прирост в этих странах составляет 100,8 миллионов человек.

Причина демографического взрыва - резкое снижение ОКС из-за использования противоэпидемических прививок в детском возрасте, что привело к снижению детской смертности, а ОКР остается по-прежнему высоким. Пострепродуктивная смертность мало влияет на рост численности населения. Таким образом, быстрый рост народонаселения во второй половине 20 века начался из-за снижения детской смертности при сохранении на прежнем уровне рождаемости.

1.3 Население, бедность, окружающая среда

Растущее население слаборазвитых стран ради своего повседневного выживания истощает пастбища и почвы, сводит леса на дрова - словом, совершает безумные с экологической точки зрения действия. Плодородные земли превращают в пустыни, а это угрожает не только слаборазвитым странам, но и всей биосфере в целом.

Через 50-70 лет при указанной выше тенденции численность населения в высокоразвитых странах будет составлять всего10 % против нынешних 25 %. Как следствие, богатые будут богатеть, а бедные - беднеть в соответствии с формулой:

Реальный экономический рост = Экономический рост - Рост численности населения

Так, в США ежегодно экономический рост составляет 2,5 %, а численность населения растет всего на 0,7 %, т. е. реальный экономический рост будет: 2,5-0,7=1,8 %, в то же время как в Кении, где экономика растет также на 2,5 % в год, а население на 4 %, реальное экономическое ухудшение составляет: 2,5-4=-1,5 %.

Обнищавший народ, стремясь выжить, будет истощать окружающую природную среду, а истощенная природная среда, в свою очередь, может поддержать только нищенское существование.

Для улучшения жизни необходимо прежде всего увеличить производство продуктов питания. Увеличение производства продуктов последние 40 лет обусловлено, во-первых, освоением новых пахотных земель (с 1950 по 1981г. количество пахотных земель увеличилось на 24 %, но из-за эрозии с 1981 по 1988г. уменьшилось на 7 %) и, во-вторых, повышением урожайности за счет орошения, использования удобрений, пестицидов, гербицидов, использования высокоурожайных сортов.

Увеличение производства сельхозпродукции небезгранично: почти все пахотные земли уже освоены, а чрезмерная эксплуатация почвы приводит к уменьшению ее плодородия. Отсюда следует, что для улучшения качества жизни человека необходимо уменьшить рост численности населения, т.е. решить проблему роста народонаселения.

Есть только один гуманный способ содержать рост населения - снижение рождаемости до уровня, соответствующего нынешней смертности. Это уже произошло в развитых странах, где рождаемость приблизилась к уровню простого воспроизводства (СКР примерно 2).

Анализируя рождаемость и смертность в высокоразвитых странах за последние 200 лет, можно заметить четкий переход от “примитивной” стабильности (высокая рождаемость и высокая смертность) к“современной” (низкая рождаемость и низкая смертность). Такой переход от примитивной стабильности к современной называется демографическим переходом. Он включает четыре стадии (фазы):

1 фаза. Уровень рождаемости высок, но и уровень детской смертности также (слабое развитие медицины); население если и растет, то медленно.

2 фаза. Общество научилось контролировать заболеваемость, при этом резко снизилась детская смертность, а рождаемость осталось высокой. Это вызвало быстрый рост населения.

3 фаза. Социальные и экономические изменения приводят к снижению рождаемости. В конце этой фазы численность вновь стабилизируется, поскольку низкая рождаемость компенсируется низкой смертностью.

4 фаза. “Современная” стабильность численности населения - за счет низкой рождаемости и низкой смертности.

Высокоразвитые страны в настоящее время приближаются к концу 3 фазы, а развивающиеся страны находятся только в ее начале [2, c. 112-121].



2. Антропогенный материальный баланс

За последние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. Во-вторых, еще более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. В результате потоки вещества и энергии, вызываемые деятельностью человека, стали составлять заметную долю от общей величины биогенного круговорота. Человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование биосферы. Биологически человек уже на предисторической фазе развития отличался от всех других одинаковых по размеру млекопитающих исключительной подвижностью, проходя за сутки обычно вдвое большее расстояние, чем они. Люди жили в условиях энергетической недостаточности и вынуждены были охранять огромную кормовую территорию, в которой периодически или постоянно кочевали. И, несмотря на это, они долгое время находились в рамках весьма скромного энергетического баланса (рисунок 1) [3, c.134].

Рисунок 1 Среднее индивидуальное потребление энергии за год на различных этапах развития человеческого общества

Расход энергии на одного человека (в ккал/сут.) в каменном веке был около 4 тысячи, в аграрном обществе - 12 тыс., в индустриальную эпоху -- 70 тыс., а в передовых развитых странах конца XX в. - 230-250 тыс., т. е. в 58-62 раза больше, чем у наших далеких предков.Рост народонаселения требует увеличения продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства [4, c. 155]

Человек постоянно вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл:

Рисунок 2 Модель ресурсного цикла



Ресурсный цикл-это совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования его человеком, включая его влияние, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды, переработку, превращение и возвращение в природу (таблица 1). Ресурсные циклы близки к естественным, представляя собой две дуги единого естественно-ресурсного цикла, протекающего в различных средах: природной и социально-экономической [5, c. 177].

Таблица 1 Ресурсные циклы

Ресурсные циклы на основе использования возобновимых природных богатств	Ресурсные циклы на основе использования полезных ископаемых
1 Цикл почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья. 2 Цикл лесных ресурсов и лесоматериалов. 3 Цикл ресурсов фауны и флоры.	1 Цикл энергоресурсов и энергии с гидроэнергетическим и энергохимическим подциклами. 2 Цикл металлорудных ресурсов и металлов с коксохимическим подциклом. 3 Цикл неметаллического ископаемого сырья с подцикламигорно-химических и минеральных.

В.А. Чернинков считает, что с ростом производительных сил использование природно-ресурсного потенциала неуклонно расширяется, происходит формирование и развитие техногенеза. Техногенез - процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека, проявляется в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, которые связаны с технической и технологической деятельностью людей по извлечению из окружающей среды, концентрации и перегруппировке целого ряда химических элементов, их минеральных и органических соединений.

По Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину (1994) общая масса вещества, которое человек перемещает на поверхности планеты в конце 20 столетия достигла 4 трлн. тонн в год. Из 120 млрд. тонн (Гт) ископаемых материалов и биомассы, которые мобилизуются мировой экономикой за год, лишь 9 Гт (7,5 %) преобразуются в материальную продукцию в процессе производства. Большая часть - около 80 % - потребляется и входит в основные и оборотные материальные фонды и резервы всех отраслей мирового хозяйства, т. е. возвращается в основном в производство. Личное потребление людей составляет только 1,5 Гт, при этом более половины этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания. Только небольшая часть последних минует производственный цикл и не требует дополнительных затрат энергии на приготовление пищи. В конце 20 века ежедневно требуется всем людям Земли около 2 млн. тонн пищи, 10 млн. м3 питьевой воды, 2 млрд. м3 кислорода для дыхания. [8 c 26-34]

В общем объеме потребляемых человечеством природных ресурсов более 70 % приходится на ресурсы недр. Из них производится 94 % энергоносителей (моторное топливо, топливо для тепловых и атомных электростанций), свыше 90 % продукции тяжелой индустрии, около 75 % строительных материалов, 60 % удобрений и 50 % товаров народного потребления непищевого значения. Минеральные ресурсы также занимают важное место в пищевом потреблении, на их основе изготовляют лекарственные препараты. Подземные артезианские воды, значительная часть которых минерализована, широко используются как в бальнеологических целях, так и для питьевого водоснабжения. Минеральные грязи, термальные водные источники являются прекрасным средством для лечения различных заболеваний [10, c. 220].

В современном мировом хозяйстве применяется свыше 250 разновидностей полезных ископаемых. Строительные камни, руды черных и цветных металлов, камни-самоцветы, золото, серебро, нефть, уголь используются с древнейших времен. Ежегодно в хозяйственный оборот вовлекаются новые месторождения традиционных полезных ископаемых, а также их новые разновидности, полезные свойства которых можно использовать с помощью современных технических средств и технологий. Анализ накопленной добычи полезных ископаемых за истекший период 20 века показывает общую тенденцию прогрессирующего роста объемов добычи. Если в первой половине 20 века объемы мировой добычи полезных ископаемых удваивались через 50 лет, а затем через 401 лет, то начиная с 50-х годов отмечается быстрое наращивание темпов и объемов добычи: срок усвоения сократился до 14-18 лет. В 90-х годах 20 века в мировом хозяйстве добывалось ежегодно около 50 млрд. тонн полезных ископаемых. В России в этот период добывалось около 17 % нефти, 25 % газа, 15 % каменного угля, 14 % товарной железной руды от всего объема добычи этих ископаемых. К 2000 г. этот показатель возрос в 2-3 раза, т.е. из недр извлекалось ежегодно 100-150 млрд. тонн минеральных ресурсов. В последние 20 лет 20 века было извлечено из недр 34 % суммарной за век добычи угля, около половины всей нефти, более половины естественного газа и более 60 % урана ( таблица 2) [6, c. 123].

Таблица 2 Мировые запасы топливно-энергетических ресурсов

Вид топлива	Геологические ресурсы	Разведанные извлекаемые ресурсы
Уголь, млрд. т	4880	609
Нефть, млрд. т	207	72
Природный газ, трлн. м3	260	94
Газовый конденсат, млрд. т	33	6
Искусственное жидкое топливо ( из сланцев и битумных пород), млрд. т	342	36
Уран, млн. т	3,2	1,6

«Зеленая революция», интенсификация сельскохозяйственного производства стимулировала быстрый рост добычи агрохимических руд. На рубеже века предстоит обеспечить выемку из недр 69 % калийных солей и 55 % фосфатных руд. Однако нужно помнить, что богатства недр - полезные ископаемые - относятся к исчерпаемым и невозобновляемым природным ресурсам и их запасы ограничены (рисунок 3).

Рисунок 3 Прогнозируемое обеспечение полезными ископаемыми

Обеспеченность зарубежных стран мира. А. Е. Ферсман еще в 30-х гг. 20 века, имея в виду идею ресурсных циклов, под комплексным использованием сырья подразумевал такую организацию производства, при которой не пропадал бы ни грамм добываемой горной массы, не было бы отходов. Пока же циклы представляют собой главным образом стадии последовательной переработки сырья. Такие циклы называют простыми, линейными. Например, связи по вертикали: лесозаготовка - вывозка леса - лесопиление - деревообработка. Данные циклы уже обеспечивают существенный эффект по сравнению с одиночно расположенными (точечными) предприятиями, и в то же время этот результат будет несоизмеримо выше при развитии не только вертикальных, но и горизонтальных связей. Эти связи могут развиваться на каждой стадии цикла, где образуются отходы. На базе этих отходов формируются производства (лесохимия, производство древесно-стружечных плит и др.). Такой цикл называется сложным. При кооперировании и комбинировании сокращаются экономические издержки производства, а главное достигается комплексность использования сырья. Динамика их развития может быть представлена следующим образом (рисунок 4) [9, c. 155].

Рисунок 4 Развитие ресурсного цикла

Таким образом, ресурсные циклы будут постепенно преобразовываться (трансформироваться) на основе тех же принципов, что и естественные циклы -- взаимосвязи и замкнутости. Данная организация ресурсных циклов получила название безотходных производств, понимаемых как совокупность технологических процессов, из которых отходы одних используются в качестве сырья для других, что обеспечивает их полную утилизацию. Реальным же, на наш взгляд, является переход к малоотходным производствам, характер ризующимся максимально возможной утилизацией выбросов [13, c. 144].



3. Категории антропогенного воздействия на биосферу

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

Анализ экологических 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 исчезновении видов животных и растений, и т. д.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. 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 (ПДК) его в природной среде [7, c. 23].

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 допустимаяконцентрация (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. 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).

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 [14, c. 133].

Загрязнение среды отходами производства и потребления. Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение окружающей природной среды. Сконцентрированные в несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Все отходы подразделяют на бытовые и промышленные (производственные).

Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жидком и реже - в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы - совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения. Газообразные - выбросами различных газов.

Промышленные (производственные) отходы - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органические растворители) и газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта). Промышленные отходы, так же, как и бытовые, из-за недостатка полигонов захоронения в основном вывозятся на несанкционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется только 1/5 часть.

Опасные отходы стали проблемой века и для борьбы с ними предпринимаются огромные усилия во всем мире.

Радиоактивные отходы - твердые, жидкие или газообразные продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы. Например, на территории России суммарная активность незахороненных отходов равняется 30 Чернобылям.

Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками и как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной и электротехнической промышленности. Диоксины обладают мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием; подавляют иммунную систему (“диоксиновый СПИД”) и, в случае получения человеком через продукты питания или в виде аэрозолей достаточно высоких доз, вызывают “синдром изнурения” - постепенное истощение и смерть без явно выраженных патологических симптомов. Биологическое действие диоксинов проявляется уже в исключительно низких дозах.

За последние десятилетия человек, качественно изменив химическую обстановку на планете, включил в круговорот совершенно новые, весьма токсичные вещества, экологические последствия от использования которых еще не изучены [16, c. 45-48].

Шумовое воздействие. Шумовое воздействие - одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения, в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. В урбанизированных зонах развитых стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д. Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110-120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ - разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Основные источники антропогенного шума - транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает автотранспорт (80 % от общего шума). В настоящее время на автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90-100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ (предельно допустимый уровень шума для ночного времени - 40 дБ).

Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно 35 млн человек (или 30% городского населения) подвержены существенному, превышающему нормативы, воздействию транспортного шума. От авиационного шума страдают несколько миллионов человек. Шумовое воздействие в крупных индустриальных городах мира - одна из наиболее острых экологических проблем современности.

Многочисленные эксперименты и практика подтверждают, что антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно сказывается на организме человека и сокращает продолжительность его жизни, ибо привыкнуть к шуму физически невозможно. Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется.

Шумовое антропогенное воздействие небезразлично и для животных. В литературе имеются данные о том, что интенсивное звуковое воздействие ведет к снижению удоев, яйценоскости кур, потере ориентирования у пчел и к гибели их личинок, преждевременной линьке у птиц, преждевременным родам у зверей.

Биологическое загрязнение. Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека.

Основными источниками биологического воздействия являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды.

Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. Значительные изменения окружающей среды в результате антропогенного воздействия приводят к непредсказуемым последствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней.

Увеличивается количество вспышек классической чумы свиней, оспы у овец, клещевого энцефалита и геморрагической лихорадки среди людей.

Полученные в последние годы данные позволяют говорить об актуальности и многогранности проблемы биобезопасности. Так, новая экологическая опасность создается в связи с развитием биотехнологии и генной инженерии. При несоблюдении санитарных норм возможно попадание из лаборатории или завода в окружающую природную среду микроорганизмов и биологических веществ, оказывающих весьма вредное воздействие на биотические сообщества, здоровье человека и его генофонд.

Помимо генно-инженерных аспектов, среди актуальных вопросов биобезопасности, имеющих важное значение для сохранения биоразнообразия, выделяют также:

а) перенос генетической информации от домашних форм к диким видам;

б) генетический обмен между дикими видами и подвидами, в том числе риск генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов;

в) генетические и экологические последствия преднамеренной и непреднамеренной интродукции животных и растений [15, c. 167].

Воздействие электромагнитных полей и излучений. На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле Земли, являясь первичным периодическим экологическим фактором, постоянно воздействовало на состояние экосистем. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону. Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности. Это явление, получившее название магнитных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем, включая и организм человека. В этот период отмечается ухудшение состояния больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле и на животных, в особенности на птиц и насекомых.

На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия. Основные источники этого воздействия - электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций.

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн, заметно повышается заболевание катарактой глаз, также, у человека нарушаются эндокринная система, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.

По мнению профессора С. Нита (Япония): “вредное воздействие на человеческий организм невидимого, но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами, чем прогресс в электронике”. Крайне необходимы дальнейшие эколого-эпидемиологические исследования воздействия электромагнитных полей и излучений на здоровье человека, состояние биоты и экосистем в целом.

Рациональное природопользование. В наши дни проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобретает государственное значение.

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. 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. Большое значение имеет правильная планировка города и зеленых насаждений, т. к. деревья очищают воздух от взвешенных в нем жидких и твердых частиц.

Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической, физической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается в разрушении растворенных органических веществ микроорганизмами. 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. 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.

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 [16, c. 23-44].



4. Основные источники антропогенного воздействия на биосферу

Между всеми оболочками Земли существует взаимосвязь. Поэтому при загрязнении одной оболочки это будет сказываться на другой.

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

Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник - это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.

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

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

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

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

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

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

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

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

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. 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 [12, c 330].

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

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

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15 дм3 при ПДК - 0,1 дм3. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации дм3.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

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

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

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

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

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

Во второй половине 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 топлива. 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.

...