Лекция №6. Концепция живого вещества. Современная биосфера

Цель: раскрыть сущность концепции живой материи.

Ключевые слова: биосфера, экомониторинг, атмосфера, наблюдение.

План.

1. Понятие современной биосферы.

2. Экологический мониторинг.

3. Классификация систем экологического мониторинга

1. Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы. В ее эволюции принимает участие и человек. Если в начальный период своего развития воздействие человека на природу было незначительным, то по мере развития производительных сил общества оно все более возрастало и в настоящее время это воздействие по масштабам приближается к. Биосфера Земли, по определению В. И. Вернадского, становится ноосферой - сферой разума.

Современная биосфера имеет вторичное происхождение и образовалась из газов, выделенных твердой оболочкой Земли после формирования планеты.

Современная биосфера является продуктом многообразных процессов, протекающих на Земле 3 5 - 4 0 млрд лет. Окружающая нас атмосфера создана природой и остается неизменной в течение последних примерно 50 млн лет. Но уже в последние десятилетия говорится о все большем изменении ее состава, разрушении озонового подслоя, изменении прозрачности и, соответственно, появлении смога ( англ, smoke - дым / о - туман), кратного увеличения ее загрязнения оксидами серы и азота, свинцом, ртутью, канцерогенными ( в частности, бенз ( а) пиреном) и другими веществами.

Живое вещество, как и вся материя Вселенной, состоит из атомов и молекул, для которых уже известны определенные законы поведения, в том числе на квантово-молекулярном уровне. В этом смысле при научном познании живого возможно применение физических представлений и моделей по исследованию живой природы и закономерностей процессов, происходящих в живых организмах. По мнению многих современных исследователей живой и неживой природой управляют одни законы, однако механизм их проявления разный, что подтверждается синергетикой как наукой о неравновесных системах и самоорганизации. Функционирование всех систем живого организма динамично отражается в мозаике физических полей и излучений, исходящих из него, которые, в свою очередь, зависят от параметрических изменений естественных фоновых полей и излучений, окружающих живой организм. Так, человеческий организм способен продуцировать инфракрасное излучение (ИК), излучения сверхвысокой частоты (СВЧ), электромагнитные поля (ЭМП) и электромагнитные излучения (ЭМИ). В то же время человеческий организм взаимодействует с полями окружающей природной среды, обусловленными гелио- и геофизическими факторами. Эти взаимодействия обеспечивают живому организму необходимый ему объем информации в процессе жизнедеятельности.

Электромагнитные поля и электромагнитные излучения являются основными видами излучения для живых организмов. Почти все носители информации, воспринимаемые нашими органами чувств, имеют электромагнитную природу. Электромагнитные взаимодействия характеризуют структуру и поведение атомов, отвечают за связи между молекулами различных веществ, определяя таким образом химические и биологические явления.

Электромагнитные поля и излучения в живом организме связаны с возникновением, движением и взаимодействием электрических зарядов в процессе онтогенеза. На клеточном уровне они возникают при работе митохондрий, на органном и организменном уровнях - при работе сердца и токе крови по сосудам, при нервных и мышечных сокращениях.

Электрические явления в живом организме характеризуются определенными последовательностями электрических импульсов и ритмами определенной характеристики, поскольку в каждом органе вырабатываются свои определенные, специфические электроколебательные процессы. Ритмичность и частота колебаний этих процессов зависят от степени активности организма. В свою очередь, активность физиологического состояния и работоспособность организма зависят от биоритмов и периодически меняются сообразно времени суток. Биологические ритмы проявляются на всех уровнях организации живой материи, начиная с клеток и заканчивая биосферой.

Биологические ритмы клеток обеспечиваются биохимическими колебательными процессами, связанными с движением ионов. Биохимические реакции в живом организме обусловлены биологическим током. Изменения электрических свойств организмов связано с перераспределением в них электрических зарядов при движении последних. Так, например, крови свойственны электропроводность и магнетизм. При ее движении по сосудам возникают электродинамические, электромагнитные и гидродинамические взаимодействия со стенками сосудов. Ритмичность на уровне растительных организмов проявляется в годовом изменении темпов роста, суточном движении листьев. Следовательно, электромагнитные взаимодействия являются атрибутом существования живой материи на любом уровне ее организации.

2. Необходим экологический мониторинг с целью прогноза их дальнейшего развития и разработки подходов к управлению ими для уменьшения вреда, который человек наносит биосфере.

Экологический мониторинг является комплексным мониторингом биосферы. Он включает в себя контроль за изменением состояния окружающей среды под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.

Термин "мониторинг" образован от лат.monitor- наблюдающий, предостерегающий. Существует несколько современных формулировок определения мониторинга. Некоторые исследователи под мониторингом понимают систему повторных наблюдений за состоянием объектов окружающей среды в пространстве и во времени в соответствии с заранее подготовленной программой. Более конкретная формулировка определения мониторинга предложена академиком РАН Ю.А. Израэлем в 1974 г.:мониторинг состояния природной среды, и в первую очередь загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере,- комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных элементов под влиянием антропогенных воздействий.

Мониторинг окружающей среды- это система постоянного наблюдения и регулярного контроля, проводимых по определенной программе для оценки текущего состояния окружающей природной среды, анализа всех происходящих в ней в данный период процессов, а также заблаговременного выявления возможных тенденций ее изменения.

Программа ЮНЕСКО от 1974 г. определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества.

Основные задачи экологического мониторинга антропогенных воздействий:

· наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

· наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

· наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

· оценка физического состояния природной среды;

· прогноз изменения природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Наибольшую актуальность в последнее время приобретает экологический мониторинг антропогенных изменений. Наиболее опасные изменения в экологическую систему, природные комплексы, в ландшафт привносят именно хозяйственная деятельность и техногенное воздействие человечества на окружающую его природную среду.

С помощью экологического мониторинга осуществляется тщательный анализ и прогнозирование состояния экологической системы, включая природно-технические подсистемы и медико-гигиенических показателей среды обитания человека.