Проблемы антропогенного воздействия на биосферу

городских жителей с ослабленным здоровьем.

3.4. Контроль за выбросами в атмосферу

ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого

или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности,

самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами,

осуществляется в ГГО (Главной Геофизической Обсерватории).

Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были

наибольшими в Норильске (окислы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске

(угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими

веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития

города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с

численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха

специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в

городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей

промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха,

однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор

остается нерешенной.

4. Загрязнение природной воды- основы жизненных процессов биосферы.

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей

планете, основа всех жизненных процессов, единственный источник

кислорода, в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода

присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в

почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в

своей биомассе. Потери 10- 20% воды живыми организмами приводят к их

гибели.

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней

растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички.

В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей.

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды

приходится всего 2% . Большая часть пресных вод (85% ) сосредоточена во

льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в

результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным,

так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в

пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью

живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития

становится все более значительной в этом круговороте.

Загрязнение природных вод. Под загрязнением водоемов понимается снижение

их биосферных функций и экономического значения в результате поступления

в них вредных веществ.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты.

Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в

районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с

человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой

и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы(например, ртуть,

свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы,

ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки

животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов

представляют ртуть, свинец и их соединения .

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение

ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными

соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого

внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями,

поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных

сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-

производителей, а также в результате потерь при транспортировке,

хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное

количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.

Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора

попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными

стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к

нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических

водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество

ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание

огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех

запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода.

Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным

для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает» .

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение.

Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую

воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С

повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода,

увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается

биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться

болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут

вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды.

Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате

хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды

также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько

велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что

ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором

использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5 %.

Перспективные расчеты показывают. Что при сохранении таких темпов

потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100

г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

4.1. Неорганические загрязнения

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и

морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для

обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути,

хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате

человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а

затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей

гидросферы представлен в таблице:

| | | | | |

|Вещество |Планктон |Ракообразные |Моллюски |Рыбы |

| 1. Медь |+++ |+++ |+++ |+++ |

| 2. Цинк |+ |++ |++ |++ |

| 3. Свинец |- |+ |+ |+++ |

| 4. Ртуть |++++ |+++ |+++ |+++ |

| 5. Кадмий |- |++ |++ |++++ |

| 6. Хлор |- |+++ |++ |+++ |

| 7. Роданид |- |++ |+ |++++ |

| 8. Цианид |- |+++ |++ |++++ |

| 9. Фтор |- |- |+ |++ |

|10. Сульфид |- |++ |+ |+++ |

Степень токсичности (примечание):

- - отсутствует

+ - очень слабая

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная

Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной

среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие

широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных

изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0 ,

тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в

интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основных источников загрязнения

гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами

следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское

хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей.

К 2050 году возможно увеличение их массы до 12 млн.т./год. Отходы,

содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у

берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы

территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную

продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,

содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или

эстуариях рек.

Органические загрязнения

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для

обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы,

но и органические остатки. Вынос в океан

органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные

воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное

органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь,

суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают

жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе

самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные

соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят

к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также

проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из

основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является

содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие

оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению

содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры, масла,

смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая

препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень

насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ,

большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки

вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее

загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных

сточных водах предоставлена ниже:

|Загрязняющие |Количество в мировом стоке, |

|вещества |млн.т/год |

| | |

|1. Нефтепродукты |26, 563 |

| | |

|2. Фенолы |0,460 |

|3. Отходы производств | |

|синтетических волокон |5,500 |

|4. Растительные органические | |

|остатки |0,170 |

| | |

|5. Всего |33, 273 |

Ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных

(водохранилища, озера).

Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для

патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами,

становится практически непригодной для питья и других надобностей.

Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником

некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и

тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые

сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то

содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня,

необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

4.3. Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг)

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение

различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при

дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности,

строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,

радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы

загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга

в море служит возможность морской среды к переработке большого количества

органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта

способность не беспредельна.

Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах

среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород,

аммиак, ионы металлов.

Сброс материалов дампинга на дно и длительная мутность придонной воды

приводит к гибели от удушия малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб,

моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения

условий питания и дыхания.

Результаты последних исследований ихтиологов превзошли худшие прогнозы. У

выловленных рыб выявились серьезные генетические аномалии, больше всего

мутантов попадались у о. Новая Земля. Рыбы здесь страдают не только

циррозом печени и ожирением, но и болезнями глаз : глаза вылезают из орбит

и затем вообще отваливаются.

4. Загрязнение почвенного покрова

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного

характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в

почву:

С атмосферными осадками- многие химические соединения, попадающие в

атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках

атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы –

оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а

образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким

образом и образуются кислотные дожди.

Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей- твёрдые и жидкие соединения при

сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие

загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой

снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и

около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений- в

сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно

влажной.

С растительным опадом- различные вредные соединения, в любом

агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на

поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают

опять-таки в почву.

5.1. Классификация почвенных загрязнителей

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление

даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается

следующая картина по загрязнению почвы:

Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами- в эту группу входят

различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как

твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма. человека,

но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой

площади.

Тяжёлыми металлами- данный вид загрязнений уже представляет

значительную опасность для человека и других живых организмов, так как

тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к

кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо -

бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее

тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых

металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий),

Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк),

Mn (марганец).

Пестицидами- эти химические вещества в настоящее время широко

используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и

поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей

опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе.

Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-

дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным

соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не

разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены

исследователями даже в Антарктиде. Пестициды губительно действуют на

почвенную микрофлору: бактерии, грибы, водоросли.

Радиоактивными веществами- радиоактивные соединения стоят несколько

обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим

химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не

радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы,

встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в

качестве примера один наиболее опасный - Sr90 (стронций-

90) ), который химически похож на кальций, а, значит, способен

откладываться в костных тканях животных и человека, имеющий относительно

высокую подвижность в почве. Основная масса наиболее активных изотопов с

небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным

путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных

электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и

использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

Кислые атмосферные выпады на сушу- одна из острейших глобальных проблем

современности и обозримого будущего, проблема возрастающей кислотности

атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают

засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро

истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только

подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с

нисходящими потоками воды распространяется на весь

почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.

Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека,

сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота,

углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие

расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси

сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые

выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя

с растениями, почвами, водами. Главными источниками кислотных дождей в

атмосфере является сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в

сельском хозяйстве, в быту.

6. Заключение

По оценкам исследователей, в биосферу по результатам деятельности человека

ежегодно поступает около 20-30 млрд. т. твердых отходов, из них 50-60 %

органических соединений, а в виде кислотных агентов газового и аэрозольного

характера –1 млрд.т.

В результате искусственно изменяется химический состав биосферы, что влечет

за собой изменение среды, в которой обитает человек, нарушается взаимосвязь

человека со средой. Происходит снижение адаптационных возможностей

организма человека, т.к. измененная среда может содержать вещества, с

которыми организм в ходе эволюции не сталкивался.

Агрессивные экологические факторы повреждают хромосомы, вызывают мутацию в

генах, искажают наследственную информацию. Больные клетки начинают

стремительно делиться. Сможет ли в результате всего этого человечество

называть себя высокоразвитым биологическим существом ? Какими будут наши

потомки и Земля через 200 лет ? Может ли человек спасти себя и планету от

нависших угроз ?

Эти вопросы, несомненно волнуют нас- людей, ведь будущее биосферы- наше

будущее.

7. Литература

1. Величковский Б.Т. и др. « Здоровье людей и окружающая среда» учебное

пособие.

2. Дворжак И.Г. «Земля, люди, катастрофы».

3. Захаров В.Б. и др. « Биология».

4. Кондратьев К.Я. и др. «Экология и политика».

5. Лавров С.Б. и др. «Глобальная география».

6. Лосев А.В. и др. «Социальная экология».

7. Мамедов И.М. и др. « Экология» учебник 9-11 классы.

8. Шариков А.П. «Охрана окружающей среды» Справочник.

Страницы: 1, 2