|
"Негативное влияние автомобиля на окружающую среду"
Понятие и общие сведения о среде обитания и экологических факторах.
Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям. Но не каждое существо может мгновенно быстро приспособиться к резко меняющимся условиям, особенно, если они не в лучшую сторону.
Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами поверхностной части литосферы. Биологи еще часто выделяют четвертую среду жизни – сами живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.
Воздействие среды воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими.
Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Также экологические факторы подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают физические, химические и эдафические.
Биотические факторы – совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания.
Однако, ничто не может так резко повлиять на среду обитания, как антропогенные факторы.
Антропогенные факторы – факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т.д.).
Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени.
Со времени своего развития человек все больше загрязнял окружающую среду. Даже нехотя он это делал. Если вначале первые люди жгли маленький огонек, чтобы поесть, то с развитием поколений начали сжигать умерших, а с появлением оружия, в частности бомб, начали происходить взрывы, причиной которых были не только войны, но и элементарная неосторожность. Каждое следующее поколение пламени обязательно превосходило предыдущее в размерах в несколько раз. А ведь от этого страдает атмосфера!
Адаптация
Адаптация – приспособление организмов к среде. Этот процесс охватывает строение и функции организмов (особей, видов, популяций) и их органов. Адаптация всегда развивается под воздействием трех основных факторов – изменчивости, наследственности и естественного отбора (равно, как и искусственного – осуществляемого человеком).
Основы адаптации организмов к факторам внешней среды наследственно обусловлены. Они формировались на историко-эволюционном пути биоты и изменялись вместе с изменчивостью экологических факторов. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам. В нормальных условиях в местообитании должны действовать только периодические факторы, непериодические – отсутствовать.
Непериодические факторы обычно воздействуют катастрофически: могут вызвать болезни и даже смерть животного организма. Человек использовал это в своих интересах, искусственно вводя непериодические факторы: например, химическая отрава уничтожает вредные для него организмы: паразитов, вредителей сельхозкультур, болезнетворные бактерии, вирусы и т.п. Но оказалось, что даже длительное воздействие этого фактора также может вызвать адаптацию к нему: насекомые адаптировались к ДДТ, бактерии и вирусы – к антибиотикам, и т.д.
Источником адаптации являются генетические изменения в организме – мутации, возникающие как под влиянием естественных факторов на историко-эволюционном этапе, так и в результате искусственного влияния на организм. Мутации разнообразны и их накопление может даже привести к дезинтеграционным явлениям, но благодаря отбору мутации и их комбинирование приобретает значение «ведущего творческого фактора адаптивной организации живых форм».
На историко-эволюционном пути развития на организмы действуют абиотические и биотические факторы в комплексе. Известны как успешные адаптации организмов к этому комплексу факторов, так и «безуспешные», т.е. вместо адаптации вид вымирает.
Прекрасный пример успешной адаптации – эволюция лошади в течении примерно 60 млн. лет от низкорослого предка до современного красивейшего быстроногого животного с высотой в холке до 1,6 м. Противоположный этому пример – сравнительно недавнее (десятки тысяч лет назад) вымирание мамонтов. Высокоаридный, субарктический климат последнего оледенения привел к исчезновению растительности, которой питались эти животные, кстати, хорошо приспособленные к низким температурам. Кроме того, высказываются мнения, что в исчезновении мамонта «повинен» и первобытный человек, которому тоже надо было выжить: мясо мамонтов употреблялось им в качестве пищи, а шкура спасла от холода.
В приведенном примере с мамонтами недостаток растительной пищи вначале ограничивал численность мамонтов, а ее исчезновение привело к их гибели. Растительная пища выступала здесь в роли лимитирующего фактора. Эти факторы играют важнейшую роль в выживании и адаптации организмов.
Автомобиль
Не говоря о других гениальных выдумках человечества, вспомня только о транспорте, можно сказать, что это, на первый взгляд, невинное произведение фантазии совсем безвредно. Да. Человеку было трудно. Он решил облегчить себе жизнь. Выдумал колесо, а затем появился автомобиль.
Однако, сколько опасности несет за собой это изобретение! Начнем с того, что со времени его создания не сразу придумали дорожные правила. Естественно, не обошлось без аварий. Потом все-таки выдумали правила. И что? Все равно найдется какой-то особенный, который считает, что правила не для всех. И снова аварии. Ведь даже если ты будешь всю жизнь следить за правилами, осторожничать и никогда не превышать скорость, то у тебя все равно нет гарантии, что в тебя не врежется водитель в не трезвом состоянии.
А с другой стороны посмотрим, что автомобиль делает сам по себе, без человека за рулем. Автомобиль выбрасывает в воздух огромное количество вредных веществ (отходов). Пронаблюдав за машиной сзади можно увидеть черные клубы дыма, выходящие непрерывной струей из выхлопной трубы. Наверное, с каждым из нас это бывало. Когда ненароком станешь сзади заведенной машины и вдохнешь случайно этот дым, то сразу закашляешься. Оно и не удивительно! Наш организм не любит вдыхать вредные вещества, да еще и в таком количестве. А ведь подумать только, что мы этим дышим каждый день!
По полученным данным в результате подсчета учеными-екологами за последние 10 лет установлено, что наибольшую часть загрязнения в городах составляют выбросы транспорта, что составляет в больших городах 60 – 80% от общего загрязнения атмосферы.
Один легковой автомобиль на протяжении суток выбрасывает в воздух до 1 кг отработанных газов, в состав которых входит около 30 г чадного газа, 6 г оксида азота, соединения свинца, серы и др. Автомобили сжигают воздуха в 3 – 4 раза больше, чем нуждается все человечество для дыхания. За 100 км пробега автомобиль использует годовую норму кислорода одного человека.
Помимо того, что машины сжигают большое количество кислорода, они еще и оказывают некое влияние на растительность города. Если вспомнить, что раньше нам рассказывали, что не все грибы можно есть, говорили, какие нужно собирать, как. Позже, стали говорить, что собирать грибы рядом с дорогой опасно и приводили примеры плохих случаев. То сейчас это даже не вопрос.
Также, уже явно заметно, как изменилась растительность вблизи дорог. Мало того, сто большую часть ее вытоптали, она еще и увяла от большого количества вредных веществ в воздухе. А ведь растительность очень важна. Вспомним пример за мамонтов. Растительность нам нужна как воздух. Вернее, она и дает нам воздух.
Ученые установили, сто недостаточное озеленение среды обитания (в нашем случае города, села) вредно для человека. Также установлено, что средняя продолжительность жизни человека в городе, где озеленение составляет 1 – 2 % от общей площади населенного пункта, в 1,7 – 2 раза меньше от средней продолжительности жизни людей, которые проживают в городах с 50%-ным озеленением.
Атмосферные газы как экологический фактор
Воздушная среда имеет малые плотности и подъемную силу,
незначительную опорность. Поэтому в ней нет постоянно живущих организмов и все ее обитатели связаны с поверхностью Земли. Но воздушная среда оказывает на организмы не только физическое, но и химическое воздействие, обеспечивая их дыхание и фотосинтез.
Физические факторы воздушной среды
К этим факторам относятся движение воздушных масс и атмосферное давление.
Движение воздушных масс может быть в виде их пассивного перемещения конвективной природы или в виде ветра – вследствие циклонической деятельности атмосферы Земли. В первом случае обеспечивается расселение спор, пыльцы, семян, микроорганизмов и мелких животных, которые имеют специальные для этого приспособления – анемохоры: очень мелкие размеры, парашютовидные придатки и др. Всю эту массу организмом называют аэропланктоном. Во втором случае ветер также переносит аэропланктон, но на значительно большие расстояния, при этом может перенести и загрязняющие вещества в новые зоны, и т.п.
Вспомним, что именно благодаря воздушным массам после аварии на Чернобыльской АЭС радиация разнеслась в геометрической прогрессии по огромному радиусу и продолжает разноситься.
Так же и с транспортом. Попадая в воздух, вредные вещества разносятся по огромной площади. Как от нас, так и к нам попадают загрязняющие вещества из соседних городов, стран. Мы от этого не защищены.
Ветер, подобно течениям в реках, может оказывать и прямое воздействие на растения, например на их рост, угнетающее действие на активность животных, например птиц.
Химические факторы воздушной среды
Химический состав атмосферы весьма однороден: азота – 78,8% кислорода – 21, аргона – 0,9; углекислого газа – 0,3% по объему. По совместным данным, концентрации диоксида углерода(СО2) и кислорода(О2) в значительной степени лимитирующие факторы даже в наземных условиях: содержание СО2 находиться где-то в минимуме, а кислорода – в максимуме толерантности растений по этим факторам (Ю.Одум, 1986). Тем не менее пока в приземистой части атмосферы нет перетока кислорода или избытка диоксида углерода (хотя по СО2 есть данный об увеличении ее содержания).
В почвах и подстилающих их породах, вплоть до уровня их грунтовых вод (в зоне аэрации) углекислого газа уже 10%, а кислород становиться лимитирующим фактором для аэробов-редуцентов, что приводит к замедлению разложения отмершей органики.
Антропогенные воздействия на биосферу
Основные виды антропогенных воздействий на биосферу
Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под действием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации
негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ.
Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.
Однако, по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящих физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.
Известный эколог Б.Коммонер(1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:
- упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;
- концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;
- рост числа ядовитых отходов от химических производств;
- введение в экосистему новых видов;
- появление генетических изменений в организмах растений и животных.
Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия (Котлов, 1978). Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территорий, возникающие после ее застройки, и др.
Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными. Смотри далее в таблицу.
Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение (знакомое нам под термином лесополосы), рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.
Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений, и т.п.
Главнейшим и наиболее распостраненным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире, и в частности в Украине, так или иначе связаны с загрязнением окружающей среды (авария на Чернобыльской АЭС, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим поподробнее.
Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.
Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф.Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».
По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.п. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.
Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.
По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение. Смотри далее таблицу. По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.
Количество загрязняющих веществ в мире огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:
- диоксиду серы (с учетом эффекта вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и водоемы);
- тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);
- некоторым канцерогенным веществам, в частноти бенз(а)пирену;
- нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
- хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
- оксиду углерода и оксидам азота (в городах).
Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радионуклидами и другими радиоактивными веществами, пагубные последствия которых для человеческой популяции и экосистем в полной мере проявились после атомной бмбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксиды – весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.
23 мая 2001 г. в Стокгольме была принята Конвенция по стойким органическим загрязнениям (СОЗ), которая обязывает правительства ликвидировать 12 стойких канцерогенных и токсичных загрязнений, а именно: алдрин, гептахлор, ДДТ, диэлдрин, эндрин, хлордан, мирекс, токсафен, гексахлорбензол, полихлорированные бифенелы, диоксиды и фураны. Конвенцию подписало около 100 стран мира.
Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения. Смотри далее таблицу.
- ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т.д.);
- параметрическое загрязнение, вязанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);
- биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.);
- Стациально-деструкционное загрязнение (стация – метро обитания популяций, деструкция – разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).
Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.
Антропогенные воздействия на атмосферу
Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности – «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связанны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.
Охрана атмосферного воздуха – ключевая проблема оздоровления окружающей среды. Атмосферный воздух занимает особое положение среди других компонентов биосферы. Значение его для всего живого на Земле невозможно переоценить. Человек может находиться без пищи пять недель, без воды – пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.
Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного Космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.
Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.
Загрязнение атмосферного воздуха
Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.
Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связанно с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.
В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях ( город, промышленный район,
сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).
Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека – диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. На их долю приходиться около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается свыше 70 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышает допустимые уровни во многих городах Украины.
Суммарный выброс в атмосферу четырех главных загрязнителей (поллютантов) атмосферы составил в 1990 г. – 401 млн. Т. Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других очень опасных веществ: свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы (источники выброса: автомобили, плавильные заводы и др.).
В целом, если судить по официальным данным на 2004 г., уровень загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране, особенно в городах Украины, остается высоким, несмотря на значительный спад производства, что связывают прежде всего с увеличением количества автомобилей.
А ведь действительно, на наше счастье в городе Кривом Рогу дороги очень широкие. И в пропке ты постоишь разве что на большой праздник. В то время как в городе Киеве понятие «час пик» весьма употребляемое слово. Но во время того, как возможно несколько сотен автомобилей стоят заведенные и «дымят» не многим придет мысль выключить мотор, чтобы элементарно попусту не тратить бензин, не то, что ограничить количество выбрасываемых им вредных веществ. Огромное количество ядов выходит мгновенно растворяющейся тучей на «волю».
Основные источники загрязнения атмосферы
В настоящее время «основной вклад» в загрязнение атмосферного воздуха на территории Украины вносят: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.
Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в развитых
промышленных странах Запада несколько иная. Так, например, основное
количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт(50 – 60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16 – 20%.
Среди всех загрязнителей, к которым относятся:
- тепловые и атомные электростанции. Котельные установки;
- черная и цветная металлургия;
- химическое производство;
остановимся на выбросах автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Так, в городе Киеве на долю автотранспорта приходиться 80% от общего количества выбросов в атмосферу. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).
Наибольшее количество вредных веществ составе отработанных газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снижать их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.
«Каждый житель Земли – это и потенциальная жертва стратегических (трансграничных) Загрязнений», - подчеркивает А.Гор не в одной своей книге. Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на территорию другой.
Экологические последствия загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами – от прямой и немедленной угрозы (смог др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние и в результате механизм гомеостаза не срабатывает.
Сначала рассмотрим, как влияет на окружающую природную среду локальное (местное) загрязнение атмосферы, а затем глобальное.
Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно четко эта связь прослеживается при анализе детской легочной патологии и степени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных городов. Согласно исследованиям американских ученых, при уровне загрязнения SO2 до 0,049 мг/м3 показатель заболеваемости (в человека-днях) населения Нэшвила
(США) составлял 8,1%, при 0,150 – 0,349мг/м3 – 12 и в районах с загрязнением воздуха выше 0,350мг/м3 – 43,8%. Особенно опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательные пути.
Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO2), вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например, глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов и т.д. Особенно опасны они, если содержаться в загрязненном воздухе с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.
Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа). При остром отравлении появляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя 3 – 7 дней). Однако из-за низкой концентрации СЩ в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.
Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времен6и, связанны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кровеносную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.
Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода. Смотри далее таблицу. Тяжелые последствия в организме живых существ вызывает и ядовитая смесь дыма, тумана и пыли – смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип).
Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия). Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300 – 400 м от поверхности земли) вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству
кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952 г. в Лондоне от смога с 3 по 9 декабря погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) смог убил за 3 дня 156 человек. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих веществ.
Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный, а вернее, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе, выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более чем тысяча тон в сутки. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. Только в одном городе (Токио) смог вызвал отравление 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. – в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смогла смертность в шесть раз выше, чем в дни относительно чистой атмосферы. В некоторых нагих городах, особенно в тех, которые расположены в низинах, в связи с ростом числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, вероятность образования фотохимического смола увеличивается.
Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но отрицательно влияют на животных, состояния растений и экосистем в целом.
В экологической литературе описаны случаи массового отравления диких животных, птиц, насекомых при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых). Так, например, установлено, что при оседании на медоносных растениях некоторых токсичных видов пыли наблюдается заметное повышение смертности пчел. Что касается крупных животных, то находящаяся в атмосфере ядовитая пыль поражает их в основном через органы дыхания, а также поступая в организм вместе со съеденными запыленными растениями.
В растения токсичные вещества поступают различными способами. Установлено, что выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на зеленые части растений, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву на корневую систему. Так, например, загрязнение почвы пылью токсичных металлов, особенно в соединении с серной кислотой, губительно действует на корневую систему, а через нее и на все растение.
Загрязняющие газообразные вещества по-разному влияют на состояние растительности. Одни лишь слабо повреждают листья, хвоинки, побеги (окись углерода, этилен и др.), другие действуют на растения губительно (диоксид серы, хлор, пары ртути, аммиак, цианистый водород и др.).
Смотри таблицу. Особенно опасен для растений диоксид серы (SO2), под воздействием которого гибнут многие деревья, и в первую очередь хвойные – сосны. Ели, пихты, кедр.
В результате воздействия высокотоксичных загрязнителей на растения отмечается замедление их роста, образование некроза на концах листьев и хвоинок, выход из строя органов ассимиляции и т.д. Увеличение поверхности поврежденных листьев может привести к снижению расхода влаги из почвы, общей ее переувлажненности, что неизбежно скажется на среде ее обитания.
Способна ли растительность восстановиться после снижения воздействия вредных загрязняющих веществ? Во многом это будет зависеть от восстанавливающей способности оставшейся зеленой массы и общего состояния природных экосистем. В тоже время следует заметить, что невысокие концентрации отдельных загрязнителей не только не вредят растениям, но и, как, например, кадмиевая соль, стимулируют прорастание семян, прирост древесины, рост некоторых органов растений.
Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы
К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:
1) возможное потепление климата («парниковый эффект»);
2) нарушение озонового слоя;
3) выпадение кислотных дождей.
Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.
Возможное потепление климата («парниковый эффект»)
Наблюдаемое в настоящее время изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» - диоксида углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др.
Парниковые газы, и в первую очередь СО2, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. По Г. Хефлингу (1990), атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой – почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.
В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) концентрация СО2 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1 – 1,5% в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделение крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степени растет
содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).
Следствием увеличения концентрации этих газов, создающих «парниковый эффект», является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. За последние 100 лет наиболее теплыми были 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988гг. В 1988 г. среднегодовая температура оказалась на 0,4’С выше, чем в 1950 – 1980 гг. Расчеты некоторых ученых показывают, что в 2005 г. она повысится на 1,3’С по сравнению с 1950 – 1980 гг. В докладе, подготовленном под эгидой ООН международной группой по проблемам климатических изменений, утверждается, что к 2100 г. температура на Земле станет выше на 2 – 4’С. Масштабы потепления на этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связанно с предполагаемым повышением уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. Моделируя экологические последствия повышения уровня океана всего лишь на 0,5 – 2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и к другим неблагоприятным последствиям.
Однако, ряд ученых видят в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологические последствия. Повышение концентрации СО2 в атмосфере и связанное с ним увеличение увлажнения климата могут, по их мнению, привести к росту продуктивности как естественных фитоценозов (лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений, садов, виноградников и др.).
По вопросу о степени влияния парниковых газов на глобальное потепление климата также нет единства во мнениях. Так, в отчете Межправительственной группы экспертов по проблеме изменения климата (1992) отмечается, что наблюдаемое в последнее столетие потепление климата на 0,3 – 0,6’С могло быть обусловлено преимущественно природной изменчивостью ряда климатических факторов.
В связи с этими данными академик К.Я. Кондратьев (1993) считает, что нет никаких оснований для одностороннего увеличения стереотипом «парникового» потепления и выдвижения задачи по сокращению выбросов парниковых газов как центральной проблеме предотвращения нежелательных изменений глобального климата.
По его мнению, важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности. Человек, используя мощность порядка 10ТВт, разрушил или сильно нарушил 60% суши нормальное функционирование естественных сообществ организмов. В результате из биогенного круговорота веществ изъята значительная их масса, которая ранее затрачивалась биотой на стабилизацию климатических
условий. На фоне постоянного сокращения площадей с ненарушенными сообществами деградированная, резко снизившая свою ассимилирующую емкость биосфера становиться важнейшим источником повышенного выброса в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов.
На международной конференции в Торонто (Канада) в 1985 г. перед энергетикой всего мира поставлена задача сократить к 2005 г. на 20% промышленные выбросы углерода в атмосферу. На конференции ООН в Киото (Япония) в 1997 г. правительствами большинства стран мира подписан Киотский протокол – международное соглашение о контроле за выбросами парниковых газов в 2008 – 2012 гг. Цель протокола – в течение 5 лет создать новый экономический механизм снижения выбросов – торговлю квотами и проекты совместного осуществления. Торговля квотами заключается в том, что страны, подписавшие протокол, могут перераспределять между собой (например, перепродавать) разрешенные им, а течение определенного срока объемов выбросов. К 2012 г. предусматривается снизить выброс основных Питов газов, вызывающих парниковый эффект, на 5,2% по сравнению с уровнем 1990 г.
Протокол уже ратифицирован 124 государствами, а после ратификации его Российской Федерацией (в 2005 г.) автоматически вступил в силу. Но очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики – максимально возможны сохранения сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли.
Кислотные дожди
Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они в промышленных выбросах, а также выбросах транспорта в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяя с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе рН=2,3.
Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загрязнителей воздуха – виновников подкисления атмосферной влаги – SO2 и NOx составляют ежегодно более 255 млн. т (1994 г.). На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на состоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека. «Озера и реки, лишенные рыбы, гибнущие леса – вот печальные последствия индустриализации планеты» (Х. Френч, 1992).
Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы – свинец,
кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб. Резко сокращается развитие фитопланктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соединяются с алюминием и становятся менее доступными для усвоения. Алюминий снижает также прирост древесины. Токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется еще в большей степени.
Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ, включающие кислотные дожди, озон, токсичные металлы и др. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии.
Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.
Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и на юге Финляндии. Смотри далее таблицу. Объясняется это тем, что значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ и Великобритания, выпадают именно на их территории. Наиболее уязвимы в этих странах озера, так как коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранито-гнейсами и гранитами, не способны нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Сильно закислены и многие озера на севере США.
Закисление озер опасно не только для популяций различных видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других его обитателей. Озера становятся практически безжизненными.
В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер. Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов.
Антропогенные воздействия на литосферу
Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, в настоящее время подвергается все больше возрастающему антропогенному воздействию. В эпоху бурного экономического развития, когда в процесс производства вовлечена практически вся биосфера планеты, человек, по гениальному предвиденью В.И. Вернадского, стал « крупнейшей геологической силой», под действием которой меняется лик Земли.
Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти во всей поверхности части земной коры. В процессе преобразования литосферы человек (по данным на начало 90-х гг.) извлек 125 млрд. т угля, 32 млрд. т нефти, более 100 млрд. т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га, площадь оврагов превысила 25 млн. га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов – 150 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота, превышает 4 км (Южная Африка), нефтяных скважин – 6 км.
Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является «Базовой подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение озонового слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз. Но, кроме того, литосфера служит основным поставщиком минерально-сырьевых и в том числе энергетических ресурсов, большая часть которых относится к невозобновимым» (Епишин, 1985).
В последнее время литосферу рассматривают как вещественную и энергетическую основу существования биоты и человеческого сообщества, обладающую ресурсной, геодинамической и другими экологическими функциями.
Казалось бы, это отдаленная тема. Однако нет, транспорт касается и литосферы.
Воздействия на почвы
Почва – один из важнейших компонентов окружающей среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе – почвенном плодородии. Отчуждая от полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность в полной мере выполнять свои экологические функции, и она начинает деградировать, т.е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.
В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т.д., а значит, остается непостоянным.
Например, в случае создания человеком монокультуры (пшеницы, свеклы, кукурузы и т.д.) в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительности сообществ. Агроэкосистема упрощается, обедняется и становиться неустойчивой, неспособной противостоять абиотическому или биотическому экологическому стрессу.
Основные виды антропогенного воздействия на почву следующие:
1) эрозия (ветровая и водная);
2) загрязнение;
3) вторичное засоление и заболачивание;
4) опустынивание;
5) отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.
Загрязнение почв
Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений – токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильнозагрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных – лишь в течение двух - трех суток.
Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. Смотри далее таблицу.
Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20мкг/г) в почве незагрязненных районов.
Антропогенные воздействия на биотические сообщества
Нормальное состояние и функционирование биосферы, а, следовательно, и стабильность окружающей среды невозможны без обеспечения благоприятной среды обитания для всех биотических сообществ во всем их многообразии. Утрата же биоразнообразия ставит под угрозу не только благополучие человека, но и само его существование.
Скорость уменьшения биоразнообразия, как у нас в стране, так и во всем мире, за последние 30 – 40 лет резко увеличилась. Снижение биоразнообразия отмечается на всех уровнях – генетическом, видовом и экосистемном, сто уже приводит к необратимым изменениям природной среды. Происходит самое значительное за последние 65 млн. лет исчезновение видов растений и животных со скоростью, в пять тысяч раз превышающий естественный ход эволюции на Земле.
Антропогенные воздействия на важнейшие компоненты биотических сообществ рассмотрим в следующем порядке: растительный мир (леса и другие сообщества), животный мир.
Значение леса в природе и жизни человека
Главенствующее значение в природе и в жизни человека имеют леса.
Леса – важная составная часть окружающей среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом. Смотри далее таблицу. Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде. По мнению специалистов, значение средозащитной функции леса, т.е. сохранность генофонда флоры и фауны, на порядок выше их экономического значения как источника сырья и продуктов.
Влияние лесов на окружающую среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса:
- являются основным поставщиком кислорода на планете;
- непосредственно влияют на водный режим как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;
- снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;
- смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;
- поглощают и преобразуют часть атмосферных химических загрязнений;
- защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов;
- создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.
Вместе с тем леса являются источником получения древесины и многих других видов ценного сырья. Из древесины производят более 30 тыс. изделий и продуктов, и потребление ее не уменьшается, а, наоборот, увеличивается.
По расчетам специалистов, только в странах Западной Европы дефицит древесины к 2005 г. составит 220 млн. м3.
Подчеркиваю еще раз, что значение леса беспредельно. Известный русский писатель Л. М. Леонов назвал его Другом с большой буквы. Леса – важное и наиболее эффективное средство поддержания естественного состояния биосферы и незаменимый фактор культурного и социального значения. Позитивная экологическая роль леса отражена в девизе Международного конгресса лесоводов (Индия): «Лес – это вода, Вода – это урожай, урожай – жизнь».
По своему значению, местоположению и выполняемым функциям все леса подразделяются на три группы. И самая важная из них – это леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и эксплуатационные функции, требуется строгий режим использования.
Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества
Для характеристики нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин – деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства.
Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным.
Косвенное воздействие – это изменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применение пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чужих видов растений (интродуцентов).
Экологические последствия воздействия человека на растительный мир
Потребительское, а нередко и хищническое отношение человека к потребительским сообществам проявилось еще в начальном этапе появления земледелия и скотоводства. В дальнейшем, особенно с началом бурного развития экономики, такой подход не только не был отвергнут, но, по-видимому, еще больше закрепился в сознании людей.
Масштабное антропогенное воздействие на биотические сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям на экосистемно-биосфернос, так и на популяционно-видовом уровне.
На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные
оползни и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшающая газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т.д.
Кроме прямых воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеют и косвенные, например загрязнение их промышленными выбросами.
Различные токсиканты, и в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, а также на кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на важные ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, под действием озона (О3) в растениях снижается не только активность транспортной системы, но и содержание хлорофилла. Прослеживается высокая корреляция между поврежденьем листьев и количеством адсорбированного диоксида серы(SO2) или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания. Таким образом, из приведенных выше примеров следует, что такие токсиканты, как диоксид серы, озон и др., могут существенно нарушать различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений и приводить к их гибели.
Существует индивидуальная реакция отдельных видов растений на увеличение уровня атмосферного загрязнения. Все виды растений по степени их сопротивляемости воздействию загрязнения воздуха подразделяют на устойчивые, промежуточные и чувствительные. Смотри далее таблицу. Приведенные данные следует рассматривать лишь как весьма приблизительную оценку относительно чувствительности растений к воздействию загрязнения воздуха диоксидом серы(SO2), оксидами азота (NOx) и озоном (О3).
Крайне отрицательно на жизнедеятельность растений сказываются автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе, и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившиеся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность их устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза.
На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. По свидетельству ботаников, обеднение флоры наблюдается во всех
растительных зонах и на всех, кроме Антарктиды, материках. Причем наиболее уязвимой оказывается флора островов.
Разрушение естественных природных сообществ уже вызвало исчезновение ряда растений. В недалеком будущем множество видов растений, которые сегодня сокращаются в численности, также окажутся под угрозой исчезновения. В общей сложности во всем мире нуждаются в охране 25 – 30 тыс. видов растений, или 10% мировой флоры. Доля вымерших видов во всех странах более 0,5% общего числа флоры мира, а в таких регионах, как Гавайские острова, более 11%. Смотри далее таблицу.
В настоящее время в Украине более тысячи видов находятся на грани исчезновения и нуждаются в срочной охране.
Сокращение числа видов сосудистых растений, а в ряде случаев и их исчезновение ведет к изменению видового состава экосистем. По утверждению специалистов, это приводит к разрыву эволюционно сложившихся пищевых сетей и к дестабилизации экологической системы, что проявляется в ее разрушении и обедненности. Напомню, что сокращение площадей, покрытых зеленой растительностью, или ее разреживанием крайне нежелательны по двум причинам: во-первых, нарушается глобальный круговорот углерода в биосфере и, во-вторых, снижается интенсивность поглощения солнечной энергии биосферой в процессе фотосинтеза.
Значение животного мира в биосфере
Животный мир – это совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюском и других беспозвоночных), населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы.
Согласно федеральному закону «О животном мире» (1995 г.), основные понятия, связанные с охраной и использованием животного мира, формулируются следующим образом:
- объект животного мира – организмы животного происхождения или их популяция;
- биологическое разнообразие животного мира – разнообразие объектов животного мира в рамках одного вида, между видами и в экосистемах;
- устойчивое состояние животного мира – существование объектов животного мира в течение неопределенного длительного времени;
- устойчивое использование объектов животного мира – использование объектов животного мира, которое не приводит в долгосрочной перспективе к истощению биологического разнообразия животного мира и при котором сохраняется способность животного мира к воспроизводству и устойчивому существованию.
Животный мир является неотъемлемым элементом окружающей среды и биологического разнообразия Земли, возобновляющимся природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом
биосферы. Смотри далее таблицу.
Главнейшая экологическая роль животных – участие в биотическом круговороте веществ и энергии. Устойчивость экосистемы обеспечивается в первую очередь животными, как наиболее мобильным элементом.
Необходимо осознавать, что животный мир не только важный компонент естественной экологической системы и одновременно ценнейший биологический ресурс. Очень важно и то, что все виды животных образуют генетический фонд планеты, все они нужны и полезны. В природе нет пасынков, как нет и абсолютно полезных и абсолютно вредных животных. Все зависит от их численности, условий существования и от ряда других факторов. Одна из разновидностей 100 тыс. видов различных мух – комнатная муха, является переносчиков ряда заразных болезней. В то же время мухи кормят огромное количество животных (мелкие птицы, жабы, пауки, ящерицы и др.). Лишь некоторые виды (клещи, грызуны-вредители и др.) подлежат строгому контролю.
Воздействие человека на животных и причины их вымирания
Несмотря на огромную ценность животного мира, человек, овладев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей истории начал истреблять животных (так называемый «плейстоценовый перепромысел», а сейчас, вооружившись современной техникой, развил «стремительное наступление» и на всю естественную биоту. Конечно, на Земле и в прошлом, в любые времена, по самым разным причинам происходила постоянная смена ее обитателей. Однако сейчас темпы исчезновения видов резко возросли, а в орбиту исчезающих вовлекаются все новые и новые виды, которые до этого были вполне жизнеспособны. Видные российские ученые-экологи А. В. Яблоков и С. А. Остроумов подчеркивают, что в последнее столетие темпы спонтанного возникновения видов в десятки (если не в сотни) раз ниже, чем темпы вымирания видов. Мы являемся свидетелями упрощения как отдельных экосистем, так и биосферы в целом.
Пока нет ответа на главный вопрос: каков возможный предел этого упрощения, за которым неизбежно должно последовать разрушение «систем жизнеобеспечения» биосферы.
Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных следующие:
- нарушение среды обитания;
- чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;
- интродукция (акклиматизация) чужих видов;
- прямое уничтожение с целью защиты продукции;
- случайное (непреднамеренное) уничтожение;
- загрязнение среды.
А в частности загрязнение среды (пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами).
Общие сведения о мониторинге в условиях техногенного загрязнения
Антропогенное влияние на окружение приводит к разрушению биоценотических связей и таким образом вызывает коренные изменения в биосфере, как отмечают ряд авторов (Писарчук, 1990; Спрялин, 1993; Харламов, 1990). Безсомнительным есть тот факт, что промышленное окружение – это могущественный экологический фактор, под влиянием которого нарушается метаболизм компонентов биоценозов. Биоценозы, в темах которых отображена вырабатывающая деятельность человека, превращая в разные искусственные экосистемы с глубоким нарушением и значительными признаками материально-енергетической трансформации. В искуственно созданных человеком экосистемах с нарушенным почвенным покрытием осуществляется резкое снижение лесистости, снижение природного растительного покрытия, увеличение обеднения видового состава растений и животных. Среди видов, которые сохранились, преобладают антропогенные представители. Интенсивное хозяйственное влияние человека на окружающую среду нуждается в поиске разнообразных, организмов, необходимых для использования индикаторов его состояния. В последнее время рядов с физическими и химическими методами наблюдения, наиболее важного значения приобретает биологический.
Общеизвестно, что развитие промышленности сопровождается увеличением техногенных отбросов. Предприятия разного профиля в случае слабой очистки их газопыльных отходов загрязняют оксидов серы, соединениями азота, хлора, тяжелыми металлами, другими токсикантами. Загрязняют воздушный бассейн также транспортные средства. Промышленные и транспортные выбросы негативно влияют на компоненты растительного покрытия. Реакция последнего на такие выбросы, в зависимости от их степени, разная: от частично порчи и уничтожения прироста, до полного уничтожения роста и высыхания. Таким образом растения являются эффективным показателем изменений, которые осуществляются под влиянием техногенного и антропогенного влияния.
Влияние на человечество факторов его индустриальной и сельскохозяйственной деятельности – химического, технического, радиационного и других видов загрязнения, а также ускоренной деградации природных и социальных качеств человека – влияние более 30000 болезней, которые угрожают потере здоровья, уменьшением длительности жизни и, наконец, необратимую потерю генофонда.
Новое экологическое мышление нашло отображение в статье 10 закона «Об охране окружающей среды» Конституции Украины, которая декларирует право на достоверную информацию об экологической среде.
Экологический мониторинг окружающей среды является современной формой реализации процессов экологической деятельности с помощью средств информации, а также обеспечивает регулярную оценку прогнозирование состояния окружающей среды и рационального природоиспользования.
Медико – экологическая роль зеленых насаждений, особенно лесов, состоит в способности влиять на формирование климата, почвы, сохранения влажности и делать психофизиологическое влияние на человека. Мешаные леса ежегодно выделяют кислорода приблизительно 10 – 15 на гектар, оранка – 5 – 6, хорошо озелененный город – 0,8 – 1,0, п
_________________ Радуйся, пока жив, мальчишка!
|
Вход
FAQ
Поиск
вообще с чего взяли что похожа 
