Актуальность проблем экологии.
Актуальность проблем экологии.
Необходимость экологического воспитания и обучения людей Земли становится не только актуальной, но уже кричащей, уже нетерпящей отложения современной проблемой. Быстрый, экспоненциальный рост населения, требующий тысячекратных затрат природных ресурсов на каждого человека, особенно продуцентов, ведет к их быстрому истощению. Сокращаются леса, уменьшаются площади пахотных земель и их плодородие, выше всяких норм загрязняется вредными веществами воздух городов, вода рек, водоемов, растут пустыни, горы отходов. Однако большинство населения Земли, включая многие властные структуры, не осознает надвигающейся глобальной угрозы жизни не только человеку, но и всему живому. По-прежнему господствует беспечное, хищническое отношение человека к Природе, к биосфере и даже к самому себе (курение, пьянство, войны). Многие считают, хотя это далеко не так, что человек – высшее (божественное) создание, он – гегемон природы, ему все дозволено, ему все подчиняется, природа – его служанка, его собственность, он может ее преобразовывать и улучшать, он способен решать любые задачи экологии, биосферы, потребностей человека и т.д. Подобное мировоззрение владеет, бесспорно, большинством людей и постоянно воспроизводится современным воспитанием, обучением, жизненной действительностью. И в этом кроется главная экологическая опасность, поскольку такое укоренившееся мировоззрение миллиардов людей очень трудно развернуть в нужном для их же спасения направлении и исключить их деятельность, губительную для биосферы.
Всем известно: невозможно жить, не поддерживая порядок в доме, иначе, несмотря на внешние успехи, наша жизнь придет в упадок. А природный дом оказался очень сложным в своём устройстве. Поэтому человечество обратило свой пристальный взгляд на бурно развивающийся раздел биологии – экологию, сделав из неё самостоятельную дисциплину, даже отчасти переведя её из разряда естественных наук в науку гуманитарную.
История развития экологии
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, Плиния Старшего, и др., в которых обсуждалось значение среды обитания в жизни организмов и приуроченность их к определенным местообитаниям, чтобы убедиться в этом.
В истории развития экологии можно выделить три основных этапа:
Первый этап - зарождение и становление экологии как науки (до 60-х гг. XIX в.). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения.
В XVII—XVIII вв. экологические сведения составляли значительную долю во многих биологических описаниях (А. Реомюр, 1734; А. Трамбле, 1744, и др.). Именно в этот этап К.Линней в 1749 году оформил свой труд «Экономия природы» - типология мест обитания, Ж.Бюффон в 1749 «естественная история» изменение видов под влиянием среды. Ламарк в 1802 году ввел термин биология; Ю.Либих в 1840 – Закон минимума.
Второй этап - — оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (после 60-х гг. XIX в.). Начало этапа ознаменовалось выходом работ ученых А. Северцова, В. В. Докучаева, впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии. В 1877 году немецкий гидробиолог К. Мёбиус вводит важнейшее понятие о биоценозе как о закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Неоценимый вклад в развитие основ экологии внес Ч. Дарвин (1809—1882), вскрывший основные факторы эволюции органического мира. В 1866 году Немецкий биолог-эволюционист Э. Геккель (1834—1919) первый понял, что это самостоятельная и очень важная область биологии, и назвал ее экологией (1866). В этот период американский ученый Ч. Адаме (1913) создает первую сводку по экологии, публикуются другие важные обобщения и сводки В. Шелфорда, Ч. Элтона и др. В 1926 г. В.И. Вернадский опубликовал книгу «Биосфера», которая ознаменовала собой рождение новой науки о природе и взаимосвязи с ней человека.
В 30-е и 40-е гг. экология поднялась на более высокую ступень в результате нового подхода к изучению природных систем. Сначала А. Тенсли (1935) выдвинул понятие об экосистеме, а несколько позже В. Н. Сукачев (1940) обосновал близкое этому представление о биогеоценозе. Во второй половине XX в. в связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды и резким усилением воздействия человека на природу экология приобретает особое значение.
Начинается
Третий этап - (50-е гг. XX в. — до настоящего времени) — превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей человека среды. Из строгой биологической науки экология превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики...» (Реймерс, 1994).
Современная экология в связи с усилением возд. чел. общ. на окр. ср. явл. сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взмд с окр. прир. средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук. Появились науки – инж. эк., космическая экология, с/х экология.
Почва как среда обитания.
Земля - единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)– особенную, верхнюю оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время – она ровесница сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М.В. Ломоносов ("О слоях земли"): "…почва произошла от согнития животных и растительных тел … долготою времени…". А великий русский ученый Вас. Вас. Докучаев (1899: 16) впервые назвал почву самостоятельным природным телом и доказал, что почва есть "…такое же самостоятельное естественноисторическое тело, как любое растение, любое животное, любой минерал … оно есть результат, функция совокупной, взаимной деятельности климата данной местности, ее растительных и животных организмов, рельефа и возраста страны…, наконец, подпочвы, т.е. грунтовых материнских горных пород. … Все эти агенты-почвообразователи, в сущности, совершенно равнозначные величины и принимают равноправное участие в образовании нормальной почвы…".
И уже современный известный ученый почвовед Н.А. Качинский ("Почва, ее свойства и жизнь", 1975) дает следующее определение почвы: "Под почвой надо понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов".
Основными структурными элементами почвы являются: минеральная основа, органическое вещество, воздух и вода.
Основные понятия синэкологии
Синэкология, раздел экологии, посвященный изучению жизни биоценозов, т. е. многовидовых сообществ животных, растений и микроорганизмов. Термин «Синэкология» был предложен швейцарским ботаником К. Шрётером (1902) и принят Брюссельским международным ботаническим конгрессом (1910) для обозначения учения о растительных сообществах — фитоценозах. Таким образом, Синэкология в первоначальном смысле — синоним современной фитоценологии, в дальнейшем большинство фитоценологов стали считать Синэкология лишь частью фитоценологии, охватывающей экологические стороны изучения фитоценоза.
"Основные понятия синэкологии: биотоп, биоценоз, биогеоценоз; биомасса и продукция."
Биотоп — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок суши или водоёма, заселённый живыми организмами (занятое одним биоценозом).
Биоценоз - исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп) и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.
Биогеоценоз - биоценоз, который рассматривается во взаимодействии с абиотическими факторами, влияющими на него и в свою очередь изменяющимися под его воздействием.
Биомасса - совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе в момент наблюдения. Различают растительную биомассу — фитомассу, животную — зоомассу, бактериомассу, биомассу каких-либо конкретных групп или организмов отдельных видов. Величина биомассы меняется в зависимости от сезона года, миграций животных, степени ее потребления консументами разных порядков.
Продукция - Биологической продукцией называется биомасса, производимая биоценозом на единице площади за единицу времени. Она выражается в тех же величинах, что и биомасса, но с указанием времени, за которое она создана (например, кг/га за месяц). Различают два вида продукции — первичную и вторичную. Биомасса, произведенная автотрофными организмами (зелеными растениями) на единице площади за единицу времени, называется первичной продукцией. Вторичная продукция – продукция гетеротрофных организмов (консументов), которые питаются готовыми органическими веществами.
Учение В.И Вернандского
Одним из выдающихся естествоиспытателей, который посвятил себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик В. И. Вернадский. Он стал основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.
В. И. Вернадский доказал, что, как бы слаб ни был каждый организм в отдельности, все они, вместе взятые, на протяжении длительного отрезка времени выступают как мощный геологический фактор, играющий существенную роль в жизни нашей планеты. Геологическая деятельность живых организмов проявляется как следствие следующих их особенностей: они теснейшим образом связаны с окружающей средой и взаимодействуют с ней в процессе обмена веществом и энергией; обмен веществ организмов со средой осуществляется в процессе биологического круговорота; суммарный эффект результатов деятельности организмов проявляется на протяжении очень длительных (сотен миллионов лет) отрезков времени. Таким образом, приоритет в разработке теоретических основ учения о биосфере принадлежит советским ученым.
В 1926 году опубликовал в Ленинграде книгу под названием «Биосфера», которая ознаменовала рождение новой науки о природе, о взаимосвязи с ней человека. В этой работе биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты. «Биосфера – организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». В работах по биосфере ученый показал, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.
Предлагается различать три основные формы биосферы планеты:
1) формы биологической систематики, включающие популяции, виды, роды, семейства и др., принятые в ботанике и зоологии;
2) биогеографические формы – территории, характеризующие географическое распространение и распределение растений и животных, специфику флоры и фауны.
3) экологические формы, известные под названием экосистем (биогеоценозов), экотопов, биотопов и др. биотоп – это участок с однородными экологическими условиями, занятый определенными биоценозами, экотоп – это место обитания сообщества.
Вещественный состав биосферы также разнообразен. В. И. Вернадский включает в него семь глубоко разнородных, но геологически не случайных частей:
· живое вещество;
· биогенное вещество – рождаемое и перерабатываемое живыми организмами (горючие ископаемые, известняки и т. д.);
· косное вещество, образуемое без участия живых организмов (твердое, жидкое и газообразное);
· биокосное вещество – косное вещество, преобразованное живыми организмами (вода, почва, кора выветривания, илы);
· вещество радиоактивного распада (элементы и изотопы уранового, ториевого и актиноуранового ряда);
· рассеянные атомы земного вещества и космических излучений;
· вещество космического происхождения в форме метеоритов, космической пыли и др.
Биосфера охватывает
- нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана,
- верхнюю часть литосферы (кора, выветривания)
- и всю гидросферу до глубинных слоев океана
23 января 1960 г. исследователи-океанологи Ж.Пикар и Д.Уолш опустились в батискафе в Марианскую впадину Тихого океана. На глубине 10535 м. они разглядели рыбу и креветку.
Так было доказано существование живых организмов в самых глубоких местах океана.
Следует только отметить, что плотность организмов в океане крайне неравномерна. Примерно 5/6 его обитателей предпочитают верхние, освещаемые солнцем слои.
По мере спуска на глубину количество видов резко уменьшается.
Относительно верхней границы существования жизни следует заметить, что ученые обычно проводят ее на высоте от 16-25 км, где находится спасительный для всего живого озоновый экран. Здесь та же ситуация с расселением организмов, что и в океане, только наоборот. Уже на высоте 8-9 км низкие температуры сильно ограничивают существование животных и растений.
Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят по изотерме 100°С. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не может.
В Европе эта изотерма находится на глубине 10-15 км, В молодых альпийских прогибах она поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км.
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 нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных объектах.
Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5 % ядерного топливам Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.
В настоящее время все острее встает проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило перед человечеством новые серьезные проблемы.
Питание и здоровье человека
Каждый из нас знает, что пища необходима для нормальной жизнедеятельности организма. В течение всей жизни в организме человека непрерывно совершается обмен веществ и энергии. Источником необходимых организму строительных материалов и энергии являются питательные вещества, поступающие из внешней среды в основном с пищей. Если пища не поступает в организм, человек чувствует голод. Но голод, к сожалению, не подскажет, какие питательные вещества и в каком количестве необходимы человеку. Мы часто употребляем в пищу то, что вкусно, что можно быстро приготовить, и не очень задумываемся о полезности и доброкачественности употребляемых продуктов.
Врачи утверждают, что полноценное рациональное питание - важное условие сохранения здоровья и высокой работоспособности взрослых, а для детей еще и необходимое условие роста и развития. Для нормального роста, развития и поддержания жизнедеятельности организму необходимы белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные соли в нужном ему количестве.
Нерациональное питание является одной из главных причин возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний органов пищеварения, болезней, связанных с нарушением обмена веществ. Регулярное переедание, потребление избыточного количества углеводов и жиров - причина развития таких болезней обмена веществ, как ожирение и сахарный диабет.
Они вызывают поражение сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем, резко понижают трудоспособность и устойчивость к заболеваниям, сокращающая продолжительность жизни в среднем на 8-10 лет. Рациональное питание - важнейшее непременное условие профилактики не только болезней обмена веществ, но и многих других.
Пищевой фактор играет важную роль не только в профилактике, но и в лечении многих заболеваний. Специальным образом организованное питание, так называемое лечебное питание - обязательное условие лечения многих заболеваний, в том числе обменных и желудочно-кишечных.
Лекарственные вещества синтетического происхождения в отличие от пищевых веществ являются для организма чужеродными. Многие из них могут вызвать побочные реакции, например, аллергию, поэтому при лечении больных следует отдавать предпочтение пищевому фактору. В продуктах многие биологически активные вещества обнаруживаются в равных, а иногда и в более высоких концентрациях, чем в применяемых лекарственных средствах. Вот почему с древнейших времен многие продукты, в первую очередь овощи, фрукты, семена, зелень, применяют при лечении различных болезней.
Многие продукты питания оказывают бактерицидные действия, подавляя рост и развитие различных микроорганизмов. Так, яблочный сок задерживает развитие стафилококка, сок граната подавляет рост сальмонелл, сок клюквы активен в отношении различных кишечных, гнилостных и других микроорганизмов. Всем известны антимикробные свойства лука, чеснока и других продуктов. К сожалению, весь этот богатый лечебный арсенал не часто используется на практике.
Рациональное питание предусматривает необходимость при составлении суточного рациона учитывать, с одной стороны, потребности организма в основных питательных веществах и энергии, с другой - содержание этих веществ и их энергетическую ценность. Необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические правила приготовления пищи. Тщательно мыть, подвергать термической обработке продукты питания. Все это делается для того, чтобы в организм человека не попали биологические загрязнители - болезнетворные и паразитические организма. Но теперь появилась новая опасность - химическое загрязнение продуктов питания. Появилось и новое понятие - экологически чистые продукты.
Очевидно, каждому из нас приходилась покупать в магазинах крупные, красивые овощи и фрукты, но, к сожалению, в большинстве случаев, попробовав их мы выясняли, что они водянистые и не отвечают нашим требованиям относительно вкуса. Такая ситуация происходит, если сельскохозяйственные культуры выращиваются с применением большого количества удобрений и ядохимикатов. Такая сельскохозяйственная продукция способна иметь не только плохие вкусовые качества, но и быть опасной для здоровья.
Азот - составная часть жизненно важных для растений, а также для животных организмов соединений, например белков. В растениях азот поступает из почвы, а затем через продовольственные и кормовые культуры попадает в организмы животных и человека. Ныне сельскохозяйственные культуры чуть ли не полностью получают минеральный азот из химических удобрений, так как некоторых органических удобрений не хватает для обедненных азотом почв. Однако в отличие от органических удобрений в химических удобрениях не происходит свободного выделения в природных условиях питательных веществ.
Значит, не получается и "гармонического" питания сельскохозяйственных культур, удовлетворяющего требования их роста. В результате происходит избыточное азотное питание растений и вследствие этого накопление в нем нитратов. Излишек азотных удобрений ведет к снижению качества растительной продукции, ухудшению ее вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Они также накапливаются в растениях. Повышенное содержание нитратов приводит к образованию нитритов, вредных для здоровья человека. Употребление такой продукции может вызвать у человека серьезные отравления и даже смерть.
Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения. Растения способны накапливать в себе практически все вредные вещества. Вот почему особенно опасна сельскохозяйственная продукция, выращиваемая вблизи промышленных предприятий и крупных автодорог
Катастрофа Аральского моря
Существует много причин аральской катастрофы, но как мы знаем главная из них это очень резкое сокращение речного стока. Раньше в море впадало много рек, но теперь много воды расходуется на полив, орошение земель лежащих рядом с реками, поэтому до самого моря-озера не доходит достаточное количество воды.
Аральское море считается уникальным водоёмом, это было четвёртое после Каспийского Моря, Верхнего Озера (Северная Америка) и Виктории (Африка) озеро в мире. Основная проблема Аральского Моря началось ещё в 60-х годах,когда Минсельхоз СССР начало забирать часть стока Сырдарьи и Амударьи в каналы,орошающие хлопковые поля.В результате море намного отступило от своего берега, и обнажилось дно, полное солями пестицидов и химикатов. Ежегодно со дна Аральского Моря поднимается 150 миллионов тонн соли. Ядовитые соли Аральского региона обнаружены в крови пингвинов Антарктиды,и на ледниках Гренландии,а также в лесах Норвегии, на полях Беларуси и т.д. Арал уже потерял 600 тыс. м³ воды. Это повлияло также на климат, который стал более континентальным: лето стало более сухим и жарким, зима — более холодной и продолжительной. Пострадал аральский ландшафт:площадь тростниковых зарослей сократилась с 550 до 18 тыс. га, в общей сложности погибло примерно 50 крупных озер. Также уничтожились тугайи (пойменные леса). Уменьшилось разнообразие видов живой природы. Из 178 видов позвоночных животных остались 38. Соленость воды превысила 18%.Катастрофа ударила по населению Приаралья. В основном пострадали дети, женщины, малоимущие жители городов и сельской местности. В регионе самая высока смертность по СССР (75 на 1000 родившихся детей). и высокий уровень материнской смертности: около 120 человек на 10 тыс. родов. Увеличились количество таких болезней как туберкулез, инфекционные и паразитические - тиф, паратиф, гепатит, гипертония, психосоматические заболевания и т.д.Медицинские эксперты напрямую связывают эти заболевания с катастрофой.
В 2005 году завершилось строительство Кокаральской плотины, которая может спасти Северное Аральское море от высыхания. Благодаря плотине уровень в Малом море поднялся до 42 м, начало возрождаться рыбное хозяйство.
Озоновый слой, его функции
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.
Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.
Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в
тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Озон поглощает
некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он
задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие
атмосферы.
Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.
Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.
Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.
Образование кислотных дождей и их влияние на окружающую среду
Причины кислотных дождей:
Главной причиной кислотных дождей является присутствие в составе атмосферы
Земли двуокиси серы SO2 и двуокиси азота NO2, которые в результате
происходящих в атмосфере химических реакций, превращаются в соответственно
серную и азотную кислоты, выпадение которых на поверхность земли оказывает
влияния на живые организмы и экотоп в целом.
Кислотные осадки (дожди, туманы, снег) - это осадки, кислотность которых выше нормальной. Мерой кислотности является значение pH (водородный показатель). Шкала значения pH идет от 02 (крайне высокая кислотность), через 7 (нейтральная среда) до 14 (щелочная среда), причем нейтральная точка (чистая вода) имеет pH=7. Дождевая вода в чистом воздухе имеет pH=5,6. Чем ниже значение pH, тем выше кислотность. Если кислотность воды ниже 5,5 , то осадки считаются кислотными. На обширных территориях промышленно развитых стран мира выпадают осадки, кислотность которых превышает нормальную от 10 - 1000 раз (рН= 5-2,5).
Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (H2SO4) и азотной (HNO3) кислот. Наличие серы и азота в этих формулах показывает, что проблема связана с выбросом данных элементов в атмосферу. При сжигании топлива в воздух попадает диоксид серы, также происходит реакция атмосферного азота с атмосферным кислородом и образуются оксиды азота.
Эти газообразные продукты (диоксид серы и оксид азота) реагируют с атмосферной водой с образованием кислот (азотной и серной).
В водных экосистемах кислотные осадки вызывают гибель рыб и других водных обитателей. Подкисление воды рек и озер серьезно влияет и на сухопутных животных, так как многие звери и птицы входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.
Вместе с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных микроорганизмов. Во время засухи через поврежденные листья испаряется больше влаги.
Выщелачивание биогенов из почвы и высвобождение токсичных элементов способствует замедлению роста и гибели деревьев. Можно предположить, что происходит и с дикими видами животных, когда погибают леса.
Если разрушается лесная экосистема, то начинается эрозия почвы, засорение водоемов, наводнение и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими.
В результате закисления в почве происходит растворение питательных веществ, жизненно необходимых растениям; эти вещества выносятся дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Используя такие растения в пищу, человек также получает вместе с ними повышенную дозу тяжелых металлов.
Когда деградирует почвенная фауна, снижаются урожаи, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, а это, как мы знаем, влечет за собой ухудшение здоровья населения.
Под действием кислот из горных пород и минералов высвобождается алюминий, а также ртуть и свинец. которые затем попадают в поверхностные и грунтовые воды. Алюминий способен вызывать болезнь Альцгеймера, разновидность преждевременного старения. Тяжелые металлы, находящиеся в природных водах, отрицательно влияют на почки, печень, центральную нервную систему, вызывая различные онкологические заболевания. Генетические последствия отравления тяжелыми металлами могут проявиться через 20 лет и более не только у тех, кто употребляет грязную воду, но и у их потомков.
Парниковый эффект
, подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Некоторые газы являются причиной того, что атмосфера выполняет роль как стекла в парнике. В результате температура на поверхности планеты выше, чем должна была бы быть - на Земле в результате этого эффекта средняя температура примерно на 33 °С выше. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле - это водяные пары и УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ. Ученые подозревают, что увеличение выбросов углекислого газа как следствие деятельности человека (особенно автомобильным транспортом и промышленностью) Способствуют ГЛОБАЛЬНОМУ ПОТЕПЛЕНИЮ.
Парниковый эффект. Атмосферные газы легко проницаемы для коротковолновых излучений, видимого света и ультрафиолетовых лучей, являющихся основным источником солнечной энергии, хотя 25% ее отражается атмосферой , а 25% поглощается ею. Около 5% отражается от Земли, а остальное ею же поглощается. Незначительная часть поглощенной энергии опять поднимается вверх в виде теплого воздуха или тепла от испаряющейся влаги . Остальное количество излучается вторично в виде длинно-вопновых инфракрасных излучений. Инфракрасное излучение Земли частично опять передается обратно в космос. Намного большее количество ее поглощается парниковыми газами , которые очень активно поглощают длинные волны инфракрасных излучений. Часть поглощенного тепла излучается обратно в космос, а большая часть ее поглощается, что способствует глобальному потеплению. Половина населения Земли живет в низколежащих прибрежных территориях, таких как Бенгальский залив (он показан на рисунке), который частично подвергается наводнениям.
Загрязнение атмосферы
Атмосферное загрязнение — присутствие в воздухе различных газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, включая и радиоактивные, отрицательно влияющих на живые организмы, ухудшающих условия жизни человека и наносящих ему материальный ущерб.
В атмосферу Земли за год выбрасывается, млн. т: оксида углерода 200, диоксида углерода более 20, диоксида серы 200, оксидов азота 53, пыли более 250, золы 120, углеводородов более 50, фреонов 1, свинца 0,4 и т.д.
При сжигании топлива в атмосферу попадают диоксид и оксид углерода, оксиды азота и серы, сажа, пыль, а также канцерогенные циклические углеводороды (бензантрацен, холантрен и др.) при неполном сгорании топлива. Эти углеводороды содержатся и в саже, гудроне, которые выбрасываются дизельными двигателями. Более 58 % выбросов диоксида серы образуется при функционировании тепловых электростанций. Черная металлургия является источником выбросов не только оксидов углерода, но и марганца, соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути. Нефтедобывающая и нефтехимическая промышленность — источники выброса углеводородов, различных оксидов, твердых частиц, а химическая промышленность — различной пыли, оксидов тяжелых металлов, хлористых соединений, аммиака, фтористого водорода, силикатов, альдегидов, углеводородов, кремнефтористого натрия и других токсических веществ.
Все виды транспорта (автомобильный, железнодорожный, морской, речной, авиация) значительно загрязняют воздух. Так, в выхлопных газах автомобилей содержатся оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды, в том числе альдегиды, сернистые газы, а также свинец, хлор, бром, фосфор и др. С выхлопными газами автомобилей в атмосферу поступает около 200 вредных веществ. Самолеты выделяют оксиды углерода и азота. Особенно вредны из всех выбросов диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды, пыль, тяжелые металлы. Часто образуется смог — смесь дыма, влаги, химических веществ. Оксиды азота и серы, растворяясь в атмосферной влаге, образуют кислоты, выпадающие с дождями и подкисляющие и без того кислые почвы таежно-лесной зоны.
Выбросы промышленных предприятий приводят к повреждению растительности, особенно лесов. Например, выбросы Люберецкой ТЭЦ-22 (Московская обл.) угнетают сосновые посадки и пригородные леса, выбросы Братского алюминиевого завода (Южный Урал) повреждают деревья в радиусе до 150 км. Вредное воздействие на растительность оказывают диоксиды серы и азота, озон, пероксид водорода, тяжелые металлы, этилен, анилин, соединения аммония, продукты фотохимического окисления фторидов и т.п. Под их влиянием подавляется фотосинтез, нарушается водообмен, снижается транспирация, угнетаются рост и развитие растений, снижается их продуктивность. Загрязнение отрицательно влияет на плодовитость животных и птиц. Исключительно вредны для здоровья человека оксиды свинца, соединения мышьяка, кадмия, бериллия, пыль, оксиды углерода. Так, пыль вызывает раковые заболевания, аллергию, дерматозы, силикоз; оксид углерода разрушает гемоглобин крови; диоксид углерода раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей; диоксид серы вызывает хронический гастрит, атеросклероз, расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем, бронхит, ларингит