Антропогенное воздействие на природу
В последние 100 лет человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование биосферы.
В предисторической фазе 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.
Расход энергии на одного человека (ккал/сут) в каменном веке был около 4 тыс., в аграрном обществе – 12 тыс., в индустриальную эпоху – 70 тыс., а передовых развитых странах конца ХХ столетия – 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. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный биологический вид, как животное ив целом входил в состав экосистемы, как ее составной элемент. Человек в основном использовал окружавшие его ресурсы и практически не влиял ни на их количество, ни на их качество, и не мог оказать какого-либо ощутимого воздействия на природу как в силу своей малочисленности, так и наличия какого-либо значимого средства влияния на компоненты среды.
Сформировавшись человеческое общество прошло следующие этапы взаимодействия с природой:
• переход к производству и применению орудий труда как первому (звену взаимоотношений людей и природы;
• переход к искусственному производству энергии, расширившему (возможности в преобразовании природы;
• промышленная и научно-техническая революция;
• искусственное воспроизводство и сохранение окружающей среды - протоноосфера.
Антропогенные воздействия подразделяют на:
загрязнения- внесение в среду нехарактерных для нее новых физических, химических или биологических агентов (элементов, соединений, веществ, объектов) или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов;
технические преобразования и разрушения природных систем и ландшафтов - в процессе добычи природных ресурсов, при сельскохозяйственных работах, строительстве и т. д.;
исчерпание природных ресурсов (полезные ископаемые, вода, воздух, биологические компоненты экосистем);
глобальные климатические воздействия (изменения климата в связи с хозяйственной деятельностью человека);
эстетические нарушения (изменение природных форм, неблагоприятные для визуального и иного восприятия; разрушение историко-культурных ценностей и т. п.).
В результате человек воздействует на биосферу и изменяет состав, круговорот и баланс веществ; тепловой баланс приповерхностной части Земли; структуру земной поверхности (при сельскохозяйственных работах, перемещении вскрытых пород; проходке карьеров, в результате застройки городов, при дорожном строительстве; при сооружении искусственных водоемов - каналов, водохранилищ, мелиорации и т. д.); истребляя, а также перемещая в новые места обитания ряд видов животных и сорта растений.
В условиях антропогенных нагрузок для устойчивого функционирования экосистем человек должен сам играть роль компенсаторного регулятора, озеленяя землю в местах вырубленных лесов, очищая воду, воздух и т. д.
Загрязнения подразделяют в зависимости от типа, источника, последствий и мер контроля на: сточные воды и другие нечистоты, поглощающие кислород; носители инфекции; вещества, представляющие питательную ценность для растений; минералы и неорганические кислоты и соли; твердые стоки; радиоактивные вещества и т. д.
Следует заметить, что принципиально загрязнения могут быть и естественными, возникающими в результате мощных природных процессов - извержения вулканов с огромными по массе выбросами пыли, пепла, газов, пара и т. д.; лесные и степные пожары; наводнения; пылевые и песчаные бури и т. п.
Необходимо остановиться на таком важном понятии, которое широко используется в современной экологической и природоохранной литературе, как загрязнитель. Под ним понимается любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (главным образом микроорганизмы), поступающий в окружающую среду или возникающий в ней в количестве, выходящем за рамки обычного, и вызывающий загрязнение среды. Выделяют естественные (природные, антропогенные, а также первичные (непосредственно из источника загрязнения и вторичные (в ходе разложения первичных, или химических реакций с ними). Еще различает стойкие (неразлагающиеся загрязнители, которые аккумулируются в трофических цепях.
Поступление различных загрязнителей в природную среду может иметь ряд нежелательных последствий: нанесение ущерба растительности и животному миру (снижение продуктивности лесов и культурных растений, вымирание животных); нарушение устойчивости природных биогеоценозов; нанесение ущерба имуществу (коррозия металлов, разрушение архитектурных сооружений и пр.); вред для здоровья человека и т. д.
Многие из загрязнителей (пестициды, полп-хлордифенилы, пластмассы) крайне медленно разлагаются в естественных условиях, а токсичные соединения (ртуть, свинец) вообще не обезвреживаются.
Если до 40-х годов XX столетия еще доминировали натуральные продукты (хлопок, шелк, шерсть, мыло, каучук, пища, свободная о: добавок и т. п.), то в настоящее время в промышленно развитых страна, они заменены синтетическими, которые трудно или не полностью разлагаются и загрязняют среду. Это прежде всего синтетические волокна, моющие средства (детергенты, отбеливатели), пища с добавками, минеральные удобрения, синтетический каучук и др.
Особенно много загрязнителей, поступающих в окружающую среду, образуется при получении энергии в результате сжигания ископаемого топлива. Человек, высвобождая солнечную энергию таким путем ускоряет круговорот веществ и энергии в природе. Отходы производства и загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, твердые частицы и др.) нарушают естественный круговорот углерода, способствуя возникновению ряда негативных последствии (парниковый эффект, фотохимический смог и др.).
Таблица 1 Воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду
| 1. Диоксид углерода | Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими экологическими последствиями |
| 2. Оксид углерода | Образуется при полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы |
| 3.Сернистый газ | Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани. |
| 4.Оксиды азота | Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности |
| 5.Фосфаты | Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах. |
| 6. Ртуть | Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему |
| 7.Свинец | Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках |
| 8. Нефть | Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих |
| 9.Пестициды | Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами. |
| 10. Радиация | Выше допустимых доз приводят к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям. |
Загрязнение воды.
Загрязнители воды - это все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья или же вредной для гидробионтов. Среди загрязнителей водной среды выделяют: легко поддающиеся разложению органические вещества (бытовые стоки); трудно или совсем неподдающиеся разложению (главным образом промышленные стоки); соли (хлориды, сульфаты, нитраты и пр.) и соединения тяжелых металлов (ртути, кадмия, свинца, ниобия и др.).
Примерно столько же загрязнителей окружающей среды образуется в сельском хозяйстве, так, к примеру, одних только пестицидов в мире насчитывается более 1500 препаратов (в России пока применяется только 150 - 160). Особую опасность создает применение фосфороорганических пестицидов, которые представляют собой сильнодействующие токсины, вызывающие массовую гибель птиц (сизых голубей, дроздов, скворцов и др.).
Все загрязнения подразделяют на четыре основные группы: физическое, химическое, биологическое и эстетическое.
Физическое загрязнениесвязано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды. Так тепловое воздействие проявляется, например, в деградации вечной мерзлоты, со связанными с зонами распространения вечномерзлых пород мерзлотными процессами и явлениями (термокарст, наледи и др.); даже в изменении структурных особенностей некоторых грунтов при высоких температурах (под металлургическими печами, кирпичными заводами и т. п.) и условий жизни людей.
Источниками теплового загрязнения в городе служат: подземные газопроводы промышленных предприятий (140 - 160° С), теплотрассы (50 - 150° С), сборные коллекторы и коммуникации (35 - 45° С) и т.д. Сюда относятся воздействие шума и электромагнитное излучение, причем источниками последнего служат высоковольтные линии электропередач, электроподстанции, антенны радио- и телепередающих станций, а в последнее время также микроволновые печи, компьютеры, радиотелефоны. Установлено, что при длительном воздействии электромагнитных полей даже у здоровых людей отмечается повышенная утомляемость, головные боли, чувство апатии.
Химическое загрязнение - увеличение количества химических компонентов в определенной среде, а также проникновение в нее химических веществ, которые ей не присущи, или в концентрациях, превышающих обычную норму. Именно этот вид загрязнений является наиболее опасным для природных экосистем и качества жизни человека, в связи с тем, что он поставляет в природную среду различные токсиканты (аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды, детергенты, пластмассы и другие химические вещества и соединения). По некоторым данным в настоящее время в окружающей среде содержится от 7 до 8,6 млн. химических веществ, причем их перечень ежегодно пополняется еще примерно на 250 тыс. новых соединений. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны те, которые включены в известный «список ЮНЕСКО», а это почти 200 наименований: бензол, бенз(а)пирен. пестициды (ДДТ, элдрин, линдан и др.), асбест, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), разнообразные красители и пищевые добавки. Поданным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). в мире около 600 млн. человек подвергается воздействию атмосферы: с повышенной концентрацией диоксида серы и более 1 млрд. человек. т. е. каждый шестой житель Земли, с вредной для здоровья концентрацией взвешенных частиц.
Биологическое загрязнение- случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства, а также в природные экосистемы чуждых им растений, животных и микроорганизмов (бактериологическое); часто оказывает негативное влияние при массовом размножении пришлых видов. Особенно загрязняют среду те промышленные производства, которые изготовляют антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и т. п., т. е. предприятия микробиологической промышленности, при промышленном биосинтезе и существующих технологиях, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов. К биологическому загрязнению относят преднамеренную или случайную интродукцию или чрезмерную экспансию живых организмов - это, к примеру, известные переселения кроликов и овец в Австралию, пресноводной рыбы ротана в водоемы Центральной России. Кроме того, в городах наличие свалок и несвоевременная уборка твердых бытовых отходов привели к численному росту синантропных животных: крыс, голубей, ворон, насекомых и др.
Эстетическое загрязнение- это, как правило, связанное с деятельностью человека преднамеренное или случайное изменение визуальных доминант природных или антропогенных ландшафтов. В отдельных случаях возможно возникновение данного вида загрязнений вследствие естественных причин. Этими причинами служат природные катастрофы: землетрясения, цунами, сели, лавины, оползни, обвалы, наводнения, смерчи, тайфуны и торнадо. Указанные чрезвычайные ситуации могут быть весьма масштабными и приводят к значительным изменениям даже в рельефе местности: при землетрясениях в результате обвалов возникают озера, а на месте гор возникают плоские равнины и т. п.
Эстетические загрязнения техногенного происхождения практически всегда связаны со строительной (градостроительной и гидротехнической) деятельностью, горнодобывающей промышленностью, сельским хозяйством и т. п.