Проблемы, вызванные антропогенным воздействием. Механизм действия загрязнителей на окружающую среду. Глобальное изменение климата.
· Проблемы, вызванные антропогенным воздействием.
Парниковый эффект.
К началу 2000 г. средняя температура на планете повысилась на 1,2 0С. Ученые связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида углерода) и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.
Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.
· Истощение озонового слоя.
Основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых в производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же они разрушаются очень медленно, в течение 50-200 лет. Загрязнители типа фреонов катализируют (ускоряют) процесс разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторону уменьшения концентрации озона.
Массовое сведение лесов - одна из наиболее важных глобальных экологических проблем современности. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет около 42 млн км2, но она ежегодно уменьшается на 2%. Особенно интенсивно уничтожаются влажные тропические леса в Азии, Африке, Америке и некоторых других регионах мира. Значительно сократились площади лесов и в нашей стране. Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших флоры и фауны.
Отходы производства. Серьезнейшей экологической проблемой стали отходы промышленного и сельскохозяйственного производств. Известно, что даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные минеральные вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах.
Воды такого качества могут стать пригодными для потребления только после многократного разбавления чистой водой. Расчеты на 2000 год показывают, что если даже очистка охватит все сточные воды, все равно на их разбавление потребуется 30-35 тыс. км3пресной воды. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стокабудут близки к исчерпанию.
Сельское хозяйство. В сельскохозяйственном производстве важно строгособлюдать правила агротехники и следить за нормами внесения удобрений.Так как химические средства борьбы с вредителями и сорняками приводят к существенным нарушениям экологического равновесия.Ведутся работы по выведению сортов растений, устойчивых к сельскохозяйственным вредителям и болезням: создаются бактериальные и вирусные препараты избирательного действия, поражающие, например, только насекомых - вредителей. Разрабатываются высокоизбирательные препараты из числа гормонов, антигормонов и других веществ, способных действовать на биохимические системы определенных видов насекомых и не оказывать ощутимого действия на другие виды насекомых или иные организмы.
Производство энергии.
Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям. Прежде всего строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связано с переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий. Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки. В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням. Крупные высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью.
Уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но главное бедствие от установки на органическом топливе, наносимом природе и людям, - выбросами в атмосферу химических соединений, являющихся продуктами сгорания.
Хотя АЭС экологически более чистые, чем просто электростанции, они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. Поиски решения проблемы ведутся в нескольких направлениях. Ученые разрабатывают новые безопасные реакторы для атомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это прежде всего энергия Солнца и ветра, тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана
Механизм действия загрязнителей.
Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов; или повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.
Виды загрязнителей можно разделить по их природе на:
• Физические
• Химические
• Биологические
• Информационные.
Физическое загрязнение включает в себя:
- тепловое загрязнение (один из основных источников – теплоэлектростанции)
- световое загрязнение (фактор беспокойства для многих биологических видов)
- электромагнитные поля (возникают вокруг высоковольтных линий электропередач, а также создаются многочисленными бытовыми приборами, мобильными телефонами и т.д.)
- радиационное загрязнение – связано с дополнительным облучением из-за попадания в среду радионуклидов вследствие плановых и аварийных выбросов. Причиной дополнительного облучения могут быть также медицинские операции.
Химическое загрязнение. Виды химических загрязнителей.
Тяжелые металлы
Тяжелые металлы являются ядами. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют действие ферментов (медь, ртуть). Некоторые металлы образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая обмен веществ (железо). Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие свойства.
Пестициды
Даже при низких концентрациях в воде пестициды опасны из-за способности некоторых организмов, накапливать эти вещества в своих тканях. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты как мутагенный, канцерогенный, аллергенный.
Нефть и нефтепродукты
Нефтепродукты – один из наиболее характерных загрязнителей океана. Влияние нефтяного загрязнения на состояние гидробионтов описывается следующими фактами:
- Непосредственное отравление организмов с летальным исходом.
- Серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов.
- Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами. Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают.
Наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, растворимые в воде.
Влияние газопылевых выбросов на растительность.
Под влиянием газопылевых выбросов наблюдается нарушение, и даже полное уничтожение естественных фитоценозов. Воздействие высоких концентраций газопылевых выбросов, в конечном счете, приводит к гибели растительности и эрозии почвы. Зона максимального загрязнения почвенного покрова, угнетения и гибели растительности под влиянием газопылевых выбросов наблюдается в радиусе 5-10 км от источника выбросов.
Поступление тяжелых металлов в растения может происходить двояко: воздушным путем с пылью, оседающей на листья и стебли, и через почву – при поглощении почвенного раствора, содержащего высокие концентрации тяжелых металлов. Наиболее устойчивы к загрязнению травянистые рудеральные (т.е. растущие на мусорных местах) растения, образованные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, бодяк, пырей). Из древесных пород к газопылевому загрязнению наиболее устойчивы береза и ива. Полностью выпадают в загрязненных зонах лесные разнотравные и папоротниковые ассоциации.
Воздействие химических загрязнителей на человека.
Различают два вида воздействия химических загрязнителей на человека:
Специфическое - приводит к возникновению определенных заболеваний в результате избирательного воздействия на органы и ткани организма - при высоких дозах.
Неспецифическое - способствует росту заболеваний, этиологически связанных с другими факторами; возникает при хроническом воздействии небольших доз.
В результате загрязнения атмосферы в индустриальных районах проявляются неспецифические реакции - увеличение заболеваемости и смертности, снижение средней продолжительности жизни, нарушения иммунной системы, замедление физического развития детей, аллергические реакции, синдром хронической усталости и т.д.
Биологическое загрязнение – это привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов; привнесение патогенных микроорганизмов.
Информационное загрязнение – поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. Информационное загрязнение ощущают и другие биологические виды – разнообразные факторы беспокойства, которые несут информационную (сигнальную) нагрузку: шум, свет. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.
· Глобальное изменение климата.
Главная причина уже начавшегося и угрожающего планете в будущем потепления следует считать скопление в атмосфере парниковых газов, которые вызывают так называемый парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект.
Можно назвать несколько антропогенных факторов, воздействующих на глобальный климат, таких как: антропогенное увеличение содержания в атмосфере газов, создающих в ней парниковый эффект (в первую очередь СО2), острова тепла в городах и промышленных зонах, хозяйственная деятельность человека (строительство водохранилищ, орошение земель, вырубка лесов и др.).
Последствия глобального потепления:
Во-первых, потепление климата может отрицательно сказаться на сельскохозяйственном производстве многих районов, особенно чувствительном к климатическим условиям.
Во-вторых, прогрессирующее потепление к концу века может вызвать повышение уровня Мирового океана на 1,5 м. Это произойдет в результате таяния материковых и горных ледников, морских льдов, а также термического расширения воды в верхнем слое океанской массы
В-третьих, немалый ущерб может быть связан с увеличением числа ураганов, лесных пожаров, нарушением водопотребления, деградацией горного туризма и т.п. Изменения климатических условий неизбежно приведут к усилению миграций населения.