Екологічні проблеми Черкащини

Кінетична енергія сонячного випромінювання перетворюється в такий спосіб на потенційну енергію, запасену глюкозою. З глюкози, разом з одержуваними з ґрунту мінеральними елементами живлення, - біогенами - утворюються всі тканини рослинного світу - білки, вуглеводи, жири, ліпіди, ДНК, РНК, тобто органічна речовина планети.

Крім рослин продукувати органічну речовину можуть деякі бактерії. Вони створюють свої тканини, запасаючи в них, як і рослини, потенційну енергію з вуглекислого газу без участі сонячної енергії. Замість неї вони використовують енергію, що утворюється при окислюванні неорганічних сполук, наприклад, аміаку, заліза й особливо сірки (у глибоких океанічних западинах, куди не проникає сонячне світло, але де в достатку накопичується сірководень, виявлені унікальні екосистеми). Це так звана енергія хімічного синтезу, тому організми називаються хемосинтетиками.

Таким чином, рослини і хемосинтетики створюють органічну речовину з неорганічних складових за допомогою енергії навколишнього середовища. їх називають продуцентами чи автотрофами. Вивільнення запасеної продуцентами потенційної енергії забезпечує існування всього живого на планеті. Види, що споживають створену продуцентами органіку як джерело речовини й енергії для своєї життєдіяльності, називаються консументами чи гетеротрофами.

Консументи - це найрізноманітніші організми (від мікроорганізмів до синіх китів): найпростіші, комахи, плазуни, риби, птахи і, нарешті, ссавці, включаючи людину. Консументи, у свою чергу, підрозділяються на ряд підгруп відповідно до розходжень у джерелах їхнього харчування.

Тварини, що харчуються безпосередньо продуцентами, називаються первинними консументами чи консументами першого порядку. їх вживають у їжу вторинні консументи.

Наприклад, кролик, що харчується морквиною, - це консумент першого порядку, а лисиця, що полює за кроликом, - консумент другого порядку. Деякі види живих організмів відповідають декільком таким рівням. Наприклад, коли людина їсть овочі - вона консумент першого порядку, яловичину - консумент другого порядку, а вживаючи в їжу хижу рибу, виступає в ролі консумента третього порядку.

Первинні консументи, що харчуються тільки рослинами, називаються рослиноїдними чи фітофагами. Консументи другого і більш високих порядків - м'ясоїдними. Види, що вживають в їжу як рослин, так і тварин, відносяться до всеїдних, наприклад, людина.

Мертві рослинні і тваринні залишки, наприклад, листяний опад, трупи тварин, продукти систем виділення, називаються детритом. Існує безліч організмів, що спеціалізується на харчуванні детритом. Вони називаються детритофагами. Прикладом можуть слугувати грифи, шакали, хробаки, раки, терміти, мурахи і т.п. Як і у випадку звичайних консументів, розрізняють первинних детритофагів, що харчуються безпосередньо детритом, вторинних і т.п.

Біоценоз - це сукупність рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів, що населяють визначену ділянку суші чи водойми (біотоп).

Навколишнє середовище - це середовище мешкання і виробничої діяльності людини. Навколишнє середовище - це світ, частково даний нам природою, частково це світ, змінений людською діяльністю.

Можна припустити, що існує дві моделі навколишнього середовища: відкрита і закрита (замкнута).

Замкнута модель навколишнього середовища створена природою мільйони років тому і передбачає цілком безвідхідне виробництво.

Відкрита модель навколишнього середовища почала існувати з тих пір, коли людина проголосила себе »царем природи». Відтоді вона почала повертати течії річок, рівняти гори, насипати терикони, забруднювати відходами навколишнє середовище. Наприклад, легковик на 1000 км пробігу спалює стільки кисню, скільки потрібно людині для дихання протягом року; при цьому цей автомобіль здатний викинути в атмосферу до 20 кг шкідливих речовин. 97% усіх лісових пожеж виникає з вини людини. Після відвідування людиною природних ландшафтів вогнище не заросте травою протягом 5-7 років, кинутий в лісі папір буде розкладатися 2000 років, консервна банка - більше 90 років, целофановий пакет - більше 200 років, скло -- більше 1000 років.

Нежива і жива природа, що оточує рослини, тварин і людину, зветься середовищем мешкання. Безліч окремих компонентів середовища, що впливають на організми, називаються екологічними факторами.

За природою походження виділяють абіотичні, біотичні й антропогенні фактори.

Абіотичні фактори - це властивості неживої природи, що прямо чи побічно впливають на живі організми.

Найбільш істотні абіотичні фактори - кліматичні, ґрунтові, орографічні. Найважливіші з кліматичних факторів - енергія Сонця, освітленість земної поверхні, температура і вологість повітря, опади, газовий склад атмосфери, вітер, атмосферний тиск.

Ґрунтові (едафічні) фактори не тільки впливають на живі організми, але й слугують середовищем мешкання для багатьох мікроорганізмів, рослин і тварин. Ґрунтові організми і самі створюють своє середовище. Едафічні фактори пов'язані з функціонуванням ґрунтового покриву. Потужність грунту коливається від 3-10 см (арктичні дернові грунти) до 1,5-2,0 м (чорноземи степів).

Ґрунти як геомембрана регулюють взаємодію атмосфери, літосфери, гідросфери і біосфери. Вони пропускають чи затримують різні потоки речовини й енергії, що надходять з надр Землі на сушу, через гідросферу, з космосу через атмосферу. У ґрунтах акумулюються хімічні елементи, необхідні для рослин. Завдяки родючості, тобто здатності задовольняти потреби рослин в елементах харчування, волозі і повітрю, ґрунти забезпечують постійне відтворення нескінченних поколінь живих організмів у ланцюзі: зелені рослини - тварини - людина - мікроорганізми.

В екологічному відношенні особливий інтерес становлять властивості ґрунтів, які спричиняють вплив на життя організмів,

- потужність і гранулометричний склад, вологість і температура ґрунтів, хімічний склад гумусу, реакція, повітряний і сольовий режим, забезпеченість елементами харчування та ін.

Орографічні фактори відіграють найважливішу роль у перерозподілі опадів на різних елементах рельєфу. На рівних територіях водорозділів формуються зональні типові ґрунти, а в пониззях, у зв'язку з додатковим припливом води - гідроморфні; на підвищеннях і схилах опади стікають, викликаючи ерозію. Від експозиції схилів залежить тепловий режим ґрунтів,

- північні схили одержують значно менше тепла, ніж південні. Відповідно до розподілу вологи і тепла розвиваються визначені екосистеми зі своєрідними співтовариствами мікроорганізмів, рослин і тварин.

Біотичні фактори - це усі форми впливу живих організмів один на одного.

Життя виникло і розвивається як біохімічний круговорот речовин, що здійснюється через безліч організмів, різних видів рослин, тварин і мікроорганізмів.

Усі живі організми існують у формі популяцій. Популяція

- сукупність вільно і випадково перехресних особин визначеного виду, що займають спільну територію. Ці види володіють подібною спадкоємною природою, обмінюються генетичною інформацією. На динаміку популяцій істотний вплив спричиняють люди, особливо через забруднення навколишнього середовища.

Структура популяцій, коливання чисельності залежать від особливостей популяції, режиму факторів середовища, тобто визначаються екологічною нішею - сукупністю усіх вимог організмів до факторів навколишнього середовища і місцевості, де ці вимоги задовольняються.

Серед біотичних факторів виділяють зоогенні (вилив тварин), фітогенні (вплив рослин), і мікрогенні (вилив мікроорганізмів).

Раніше до біотичних факторів відносили і вплив людини на живі організми, однак у даний час виділяють особливу категорію факторів, породжуваних людиною.

Антропогенні фактори - це усі форми діяльності людського суспільства, що призводять до зміни природи як середовища мешкання і безпосередньо позначаються па їхньому житті.

До хімічних антропогенних факторів відносяться викиди в повітря двооксиду вуглецю, двооксиду сірки, фреонів, важких металів, вуглеводнів і інших речовин, що надходять від промисловості, транспорту, теплоенергетики; скидання стічних вод промисловими підприємствами, комунально-побутовнм і сільським господарством у водні басейни; забруднення ґрунтів різними важкими металами і радіонуклідами, які потрапляють у води, сільськогосподарські рослини і по харчовому ланцюжку в організм тварин і людини.

Багато видів діяльності людей вносять в екосистеми істотні зміни. Застосування гербіцидів для знищення бур'янів призводить до загибелі не тільки бур'янів, але і комах. Вирубка лісів, оранка цілинного степу знищують екосистеми. Ерозія, засолення ґрунтів, гірський видобуток, урбанізація переривають на великих територіях біологічний круговорот речовин, знижують загальну біомасу.

Втручання людини в природні процеси змінює:

* склад біосфери, круговорот і баланс її компонентів у зв'язку з викидом в атмосферу, воду різних речовин, створенням відвалів;

* структуру земної поверхні через вирубку лісів, оранки, меліорації, затоплення та ін.;

* рослинний і тваринний світ (створення нових сортів рослин і порід тварин, переміщення їх на нові території).

Господарська діяльність призвела до виникнення аномалій:

* глобальних, що охоплюють велику частину Землі чи ж усю планету (накопичення С0₂ в результаті спалювання газу, нафти, вугілля);

* регіональних, характерних для провінцій, природних зон, компонентів (повсюдне застосування добрив);

* локальних - у сфері дії заводів, рудників.

Аномалії можуть бути корисними, нейтральними і шкідливими. Корисні аномалії сприяють поліпшенню умов життя рослин, тварин, людини, наприклад, вапнування кислих ґрунтів, внесення добрив, а шкідливі погіршують умови їхнього існування. Нейтральні аномалії не впливають на навколишнє середовище.

Таким чином, кожен живий організм зазнає впливу від неживої природи, організмів, інших видів, у тому числі і людини, і, у свою чергу, впливає на кожну з цих складових.

Незважаючи на розмаїття екологічних факторів і різну природу їхнього походження, існують деякі загальні правила і закономірності їхнього впливу на живі організми.

Для життя організмів необхідно визначене сполучення умов. Якщо всі умови середовища мешкання сприятливі, за винятком одного, то саме ця умова стає вирішальною для життя відповідного організму. Воно обмежує (лімітує) розвиток організму, тому називається фактором, що лімітує.

Екосистема - це сукупність живих організмів, що обмінюються безупинно енергією, речовиною й інформацією один з одним і з навколишнім середовищем.

Розглянемо спочатку процес обміну енергією.

Життя в екосистемі підтримується завдяки проходженню через живу речовину енергії, переданої від одного трофічного рівня до іншого. При цьому відбувається постійне перетворення енергії з одних форм на інші. Крім того, під час перетворення енергії частина її губиться у вигляді тепла. У такий спосіб:

* природні екосистеми існують за рахунок не забруднюючої середовище невичерпної сонячної енергії, кількість якої надмірна і відносно постійна;

* перенос енергії і речовини через співтовариство живих організмів у екосистемі відбувається по харчовому ланцюжку. Усі види живого в екосистемі поділяються за виконанням ними функцій у цьому ланцюзі на продуцентів, консументів, детритофагів і редуцентів - це біотична структура співтовариства. Кількісне співвідношення чисельності живих організмів між трофічними рівнями відбиває трофічну структуру співтовариства, що визначає швидкість проходження енергії і речовини через співтовариство, тобто продуктивність екосистеми;

* природні екосистеми, завдяки своїй біотичній структурі, невиразно довго підтримують стійкий стан, не страждаючи від виснаження ресурсів і забруднення власними відходами. Одержання ресурсів і рятування від відходів відбуваються в рамках круговороту всіх елементів.

Термін »ойкумена» вперше був вжитий давньогрецьким географом Гекатеем Мілетським (близько 546 - 480 р. до н.е.). Під ойкуменою розуміється частина планети, населена людиною. Не населена людиною територія, незалежно від її географічного змісту, вважалася пустелею, тобто природа без людини порожня.

Сучасне середовище перебування людини (ойкумена XXI століття) за ступенем антропогенної зміни біоти можна класифікувати в такий спосіб. У першу чергу виділяються урбанізовані території, на яких колишня, природна біота, практично знищена. До них відносяться міста з високим рівнем концентрації промисловості. Наступними за ступенем зміни є території, де природний рослинний покрив цілком замінений оброблюваними, тобто сільськогосподарськими угіддями. Трохи меншому антропогенному впливу піддалися території з острівним перебуванням природних екосистем (лісів, озер, боліт).

На великих площах природне середовище не змінене безпосередньо людиною, але виявилося в зонах розсіювання забруднюючих речовин, що надходять в атмосферу чи гідросферу. Речовини, які беруть участь в біотичному круговороті, призводять до зміни видового розмаїття і структури біоценозів. Забруднюючі речовини надходять і на території цілком чи частково перетворені людиною.

Особливу категорію земель в ойкумені складають пустелі, виникнення яких пов'язано з антропогенною діяльністю; еродовані сільськогосподарські угіддя, кар'єри, відвали й інші об'єкти техногенного походження, здебільшого чи цілком позбавлені рослинного покриву.

Вплив людини на навколишнє природне середовище може розглядатися в різних аспектах в залежності від мети вивчення цього питання. З огляду екології становить інтерес дослідження впливу людини на екологічні системи під кутом зору відповідності чи протиріччя дій людини об'єктивним законам функціонування природних екосистем. Виходячи з погляду на біосферу як глобальну екосистему, усе різноманіття видів діяльності людини в біосфері призводить до змін: складу біосфери, круговороту і балансу її речовин; енергетичного балансу біосфери; біоти. Спрямованість і ступінь цих змін такі, що одержали назву екологічної кризи.

Сучасна екологічна криза характеризується такими проявами:

* поступовою зміною клімату планети внаслідок зміни балансу газів в атмосфері;

* загальним і місцевим (над полюсами, окремими ділянками суші) руйнуванням озонового шару;

* забрудненням Світового океану важкими металами, складними органічними сполуками, нафтопродуктами, радіоактивними речовинами; насичення вод вуглекислим газом;

* розривом природних екологічних зв'язків між океаном і водами суші в результаті будівництва гребель на річках, що призводять до зміни твердого стоку, нерестових шляхів і т.п.;

* забрудненням атмосфери з утворенням кислотних опадів, високотоксичних речовин в результаті хімічних і фотохімічних реакцій;

* забрудненням вод суші, у тому числі річкових, що слугують для питного водопостачання, високотоксичними речовинами, включаючи двооксиди, важкі метали, феноли;

* опустелюванням планети;

* деградацією ґрунтового шару, зменшенням площі родючих земель, придатних для сільського господарства;

* радіоактивним забрудненням окремих територій у зв'язку з похованням радіоактивних відходів, техногенними аваріями і т.п.

* нагромадженням на поверхні суші побутового сміття і промислових відходів, особливо пластмас, які практично не розкладаються;

* скороченням площ тропічних і північних лісів, що веде до дисбалансу газів атмосфери, у тому числі скорочення концентрації кисню в атмосфері планети;

* забрудненням підземного простору, включаючи підземні води, що робить їх непридатними для водопостачання і загрожує поки ще мало вивченому життю в літосфері;

* масовим, лавиноподібним зникненням видів живої речовини;

* погіршенням життєвого середовища в населених місцях, насамперед урбанізованих зонах;

* загальним виснаженням і вичерпанням запасів природних ресурсів для розвитку людства;

* зміною розміру, енергетичної і біогеохімічної ролі організмів, переформуванням харчових ланцюгів, масовим розмноженням окремих видів організмів.

Проблеми забруднення навколишнього середовища викликали необхідність виділення ще однієї сфери життєдіяльності - соціосфери.

Соціотехносфера - це не суспільство як таке, а та його частина, ті його прояви, що виступають як фактори впливу на природу, входять до її складу і формують ряд важливих елементів навколишнього середовища.

Поява розмаїття в засобах впливу на природу аж ніяк не робить суспільство незалежним від неї. Навпаки, породжуючи ілюзію незалежності від природи і її законів і як наслідок цього - нераціональні форми природокористування, він може лише підсилити протиріччя між суспільством і природою. В умовах загострення екологічних протиріч залежність суспільства від природи різко зростає, здобуваючи нову якість.

Інші первинні ефекти зв'язуються з порушенням деяких геофізичних, термодинамічних, хімічних і інших оболонок Землі, а також з порушеннями механізмів взаємодії між ними. Це викликається наслідками ядерних вибухів: викидами в атмосферу великого обсягу дрібнозернистого пилу (від 1 до 10 мільйонів тонн на 1 мегатонну потужності ядерного пристрою), що призведе до різкого зниження її прозорості протягом тривалого часу (до 1,5-2 місяців), і сильних пожеж (у лісах, містах, промислових центрах, на паливних складах), внаслідок яких утворяться у великих кількостях окис азоту, двоокис вуглецю, чадний газ, тропосферний озон, активні вуглеводні, а також виділяться в атмосферу додаткові маси зважених часток. У момент вибуху і внаслідок пожеж знищиться значна кількість атмосферного кисню. Відбудуться різкі зміни в стані глобального клімату: спочатку - сильне підвищення температури, потім - тривале похолодання (на рівні арктичних температур), так звана ядерна зима.

Під час вибуху однієї бомби виникає яма площею в сто квадратних метрів, при цьому в тропосферу, на висоту 12-15 км, піднімається від 100 000 до 600 000 тонн пилу. Через десять хвилин після вибуху 80% цього пилу буде знаходитися в стратосфері на висоті до 40 км. Усього в глобальній ядерній війні за порівняно короткий проміжок часу (підраховано, що напад на Європу не зайняв би більше 40 хвилин) у стратосферу було б піднято кілька мільярдів тонн пилу. Це дуже дрібні частки (8% з них мають у діаметрі менше одного мікрона), тому назад на землю вони опускалися б повільно, кілька місяців.

Моделювання показало, що така ситуація продовжувалася б півтора місяця. Нестача світла призвела б до припинення процесу фотосинтезу в рослинах. Зупинилося б виробництво біомаси. Тільки через п'ять місяців рівень освітленості досяг би однієї четвертої, а через вісім місяців - половини норми.

Якщо люди і тварини можуть жити і без світла, то для рослин це неприйнятно. Від 30 до 70% рослинності в північній півкулі загине. Ближче до екватора рівень освітленості, імовірно, буде вищий, але і сама тропічна флора має потребу в більшій кількості світла, ніж рослинний світ помірної смуги. Тому тут значну частину рослин очікує загибель.

Ймовірні зміни температурного режиму. Приблизно через три тижні середня температура в північній півкулі впаде нижче -20єС, а в окремих місцях, наприклад у північній Індії, Скелястих горах США, на Камчатці й у Норвегії знизиться б до -50є С. Після розсіювання хмар пилу і хмар у північній півкулі потеплішає (у Центральній Європі до + 20є С), але в тропіках і в південній півкулі буде відносно холодно - в Амазонії, наприклад, близько нуля градусів.

Зниження температури - горезвісна »ядерна зима» імовірно вплинула б на розміри заледеніння Землі. Океани покрилися би льодом. По берегах морів нагромаджувалися б крижані гори. Лід покриє і гори, збільшиться маса льодовиків у помірних широтах. Не виключено, що шар льоду антарктичних льодовиків перевищить критичний рівень, і величезні маси льоду сповзуть в океан. Після очищення неба в результаті розсіювання хмар вони почнуть танути, так само як і високогірний крижаний покрив. Наслідком цього може стати підвищення рівня Світового океану одночасно з його охолодженням. Окисли азоту в стратосфері комбінувалися б з озоном. Озоносфера при цьому зникла б як така на тривалий період, можливо на два-три роки. Згодом вона відновиться, але доти на поверхні нашої планети буде інтенсивно надходити ультрафіолетове випромінювання. Воно знищить у морях планктон, що ще залишився, сухопутні бактерії, зчинить несприятливий вплив на генетичний апарат усіх живих істот. Підвищиться рівень мутації, кількість каліцтв і аномалій у розвитку.

Через те, що більш як 90% мутацій є летальними і несприятливими, ряд біологічних видів вимре.

Мільярд поранених - у тому числі і легко - не проживуть навіть кілька тижнів. Близько 50% з них помруть внаслідок поранень чи опіків опромінення, а також через недостатню медичну допомогу. Інші загинуть від холоду, відсутності житла, одягу, палива. У них не буде питної води, не зараженої радіоактивними речовинами, може не вистачити навіть повітря. Серед »невдах» - тих, хто залишиться в живих, на початку виникне паніка, емоційний шок. Тільки в окремих випадках буде спостерігатися усвідомлене, цілеспрямоване поводження.

Визначальним фактором для розвитку такого стану є не ушкодження від самого вибуху. Воно викликається виглядом незліченної кількості мерців і усвідомленням масштабів катастрофи.

Дим і сажа від пожеж можуть стати причиною швидкої загибелі людей похилого віку з хворобами кровообігу й органів дихання. Важко відповісти на запитання, наскільки знизиться зміст кисню. Якщо для тварин і рослин була б достатньою навіть половинна його кількість, то людина пристосована до більш високого його вмісту. На тваринах слабко позначиться підвищення інтенсивності ультрафіолетового сонячного випромінювання - вони покриті вовною, і постраждають тільки очі. У людини ж виникнуть опіки, участяться випадки раку шкіри. В ультрафіолетових променях у людей виникне кон'юнктивіт, так що вони практично осліпнуть, їх вразить хвороба, аналогічна сніжній сліпоті.

Список використаноїлітератури

1. Колтунов Н. І. «Еколого-ландшафтна організація території». - М.: ІК «Родник», 1990 р . 2. Марцинкевич Г. І., Кліцунова Н. К.. «Основи ландшафтознавства». - Мінськ: Вища школа. 1986 р . 3. Солнцев Н. Н. «Вчення про ландшафт. Вибрані праці ». - М: МДУ, 2001 р

2. Новітня технологія розробки вугільних пластів на базі свердловинної газифікації/ В.С. Фальштинський, Р.О. Дичковський, М.М. Табаченко. Уголь Украины. - 2010. - №1. - С.10-14.

3. Пат. на винахід №89278 UA від 11.01.2010. Спосіб підземної газифікації/ В.І. Бондаренко, В.С. Фальштинський, Р.О. Дичковський, та інш - Опубл 1.01.2010. Бюл. №1.

4. Параметры распространения температурного поля в породах вмещающих подземный газогенератор. /В.С. Фальштынский, Р.Е. Дычковский, Н.М. Табаченко, В.В. Лапко// Школа подземной разработки: Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Д., 2007 г. - С.216-224.

5. Патент на корисну модель №50867 (UA) від 25.06.2010. Спосіб рекуперації тепла при підземній газифікації твердого палива/ В.С. Фальштинський, Р.О. Дичковський, М.М. Табаченко, та інш. - Опубл 25.06.2010. Бюл.№12.

Размещено на Allbest.ru