Биогенные вещества как экологические факторы

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Биогенные соли и элементы, как это показал еще Ю. Либих в XIX в., являются лимитирующими факторами и ресурсами среды для организмов. Одни из элементов требуются организмам в относительно больших количествах, поэтому их называют макроэлементами, другие тоже жизненно необходимы организмам, но в очень малых, как говорят, следовых количествах — их называют биогенными микроэлементами. Растения получают их, как правило, из почвы, реже — из воды, а животные и человек — с пищей.

Биогенные макроэлементы

Первостепенное значение среди них имеют фосфор и азот в доступной для организмов форме. Фосфор — это важнейший и необходимый элемент протоплазмы, а азот входит во все белковые молекулы.

Основной источник азота — атмосферный воздух, а фосфора — лишь горные породы и отмершие организмы. Азот фиксируется большинством растительных и гетеротрофных организмов и включается в биологический круговорот. Фосфора в организме содержится в процентном отношении больше, чем в исходных природных источниках, и именно поэтому так велика его лимитирующая роль. Ю. Одум (1975) приводит пример с желтком яйца утки, в одном грамме которого фосфора содержится больше в 9 10⁶ раз, чем в одном грамме воды реки Колумбии, из которой птица получает пищу.

Недостаток фосфора по своему влиянию на продуктивность биоты стоит на втором месте после воды.

Лишь немногим по своему значению этим элементам уступают калий, кальций, сера и магний. Калий входит в состав клеток, играет важнейшую роль в осмотических процессах, в работе нервной системы животных и человека, способствует росту растений и т. д. Кальций является составной частью раковин и костей животных, необходим растениям и т. д. Сера входит в состав некоторых аминокислот, коферментов, витаминов, обеспечивает хемосинтез и др. Магний — необходимая часть молекул хлорофилла, входит в состав рибосом растений и животных и др.

Биогенные микроэлементы

Входят в состав ферментов и нередко бывают лимитирующими факторами. Для растений в первую очередь необходимы: железо, марганец, медь, цинк, бор, кремний, молибден, хлор, ванадий и кобальт. Если в этом наборе, например, нехватка Мn, Ре, С1, 2п и V, то не будет полноценным процесс фотосинтеза, а если не будет Мо, В, Со и Ре, то нарушится азотный обмен, и т. п. Эти же микроэлементы необходимы животным и человеку. Их недостаток (или избыток при загрязнении) вызывает болезни.

Граница между макро- и микроэлементами довольно условна: например, натрия животным требуется во много раз больше, чем растениям, для которых натрий часто вносят в список микроэлементов.

Эдафические факторы и их роль в жизни растений и почвенной биоты

Эдафические (от греч. еёарпоз — почва) факторы — почвенные условия произрастания растений. Делятся на химические — реакция почвы, солевой режим почвы, элементарный химический состав почвы, обменная способность и состав обменных катионов; физические — водный, воздушный и тепловой режимы, плотность и мощность почвы, ее гранулометри

Лекция 12

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ

Автором термина «биосфера» является французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк, который использовал его в 1803 г. в труде по гидрогеологии Франции для обозначения совокупности организмов, обитающих на земном шаре. Затем термин был забыт. В 1875 г. его «воскресил» профессор Венского университета геолог Эдуард Зюсс (1831 - 1914) в работе о строении Альп. Он ввел в науку представление о биосфере как особой оболочке земной коры, охваченной жизнью. В таком общем смысле впервые в 1914 г. использовал этот термин и В. И. Вернадский в статье об истории рубидия в земной коре.

Владимир Иванович Вернадский использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. Его книга «Биосфера» вышла в 1926 г. Главные его мысли о биосфере, глубина и значение его идей только теперь начинают осознаваться обществом. К сожалению, как зарубежные, так и отечественные исследователи раньше мало опирались на труды В. И. Вернадского, часть из которых впервые была опубликована только в конце 70-х гг. Идеям В. И. Вернадского предстоит сыграть ключевую роль в формировании мировоззрения современного человека, в понимании им своего места в природе и ответственности за будущее биосферы, в формировании новой экологической морали и этики.

Биосфера, по мнению ученого, состоит из семи взаимосвязанных веществ: живого, биогенного, косного, биокосного, радиоактивного, космического, рассеянных атомов. Везде в ее пределах встречаются либо само живое вещество, либо следы его биохимической деятельности.Схема строения биосферы представлена на рис.2.

Атмосфера, вода, нефть, уголь, известняки, глины и их производные – сланцы, мрамор и гранит, созданы живым веществом планеты. Bерхние слои земной коры, лишенные в настоящее время жизни, в другие геологические эпохи были переработаны живыми организмами.

Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются и настоящее время, обычно называют современной биосферойилинеобиосферой, а древние биосферы относят кпалеобиосферам, или былым биосферам. В качестве примеров последних можно назвать безжизненные скопления органических веществ (залежи каменных углей, нефти, горючих сланцев и т.п.) или запасы других соединений, образовавшихся при участии живых организмов (мел, известь, соединения кремния, рудные образования и т.п,).

Лекція 13

Границы биосферы:

Целесообразно различать границы нео- и палеобиосферы.

Необиосферав атмосфере простирается примерно на высоту 25-30 км, фактически до озонового экрана, за пределами которого жизнь невозможна вследствие наличия губительных космических ультрафиолетовых лучей.

По современным представлениям, вся толща мирового океана, в том числе и самая глубокая Марианская впадина (11022 м), занята жизнью. К необиосфереследует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов. В литосферужизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.

Границыпалеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере следует отнести и осадочные породы, которые по В. И Вернадскому практически все претерпели переработку живыми организмами. Это толща от сотен метров до десятка километров.

Сказанное относительно осадочных пород применимо и к литосфере, пережившей водную стадию функционирования.

Этапы эволюции биосферы:

1. Образование сравнительно простых органических молекул из неживой природы в первичной атмосфере (4 миллиарда лет назад) при высокой температуре под воздействием вулканической деятельности и различных видов излучений.

2. Возникшие молекулы подвергались дальнейшему синтезу или разрушению. Органическое вещество было расположено в мировом океане различной плотностью. Сгустки органических молекул имели поверхности раздела, на которых происходил постоянный обмен веществом, что приводило к росту этих сгустков, а дальнейшем и к возможности его деления.

3. Появление многофункциональных клеток.

4. Антропогенный период – протекает последние 1,5 миллиона лет.

5. Ноогенез – (ноо – разум) начался в наше время.

Эпоха ноосферы – «сферы разума», высшей стации развития биосферы. Эта эпоха связана с возникновением и развитием в ней человечества, когда разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором глобального развития. Однако переход биосферы в новое состояние не произойдет сам по себе, это произойдет тогда, когда человечество сформирует и реализует общепланетарную стратегию такого перехода. Человечество должно учитывать экономическое, демографическое и информационное влияние на окружающую среду.

Вернадский писал, что участие каждого отдельного организма в геологической истории Земли ничтожно мало, однако живых существ на Земле бесконечно много и они, обладая высоким потенциалом размножения, активно взаимодействуют со средой обитания, и, в конечном счете, представляют в совокупности особый, глобальных масштабов фактор развития, преобразующий верхние оболочки Земли.

Живые организмы бесконечно разнообразны, распространены повсеместно, воспроизводятся во многих поколениях, обладают избирательностью биохимической деятельностью и исключительно высокой химической активностью по сравнению с другими компонентами природы.

Всю совокупность организмов на планете Вернадский назвалживым существом, характеризующимся суммарной массой, химическим составом и энергией.

О роли живых организмов на Земле Вернадский писал: «Можно без преувеличений утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами, несомненно, что энергия, придающая биосфере ее обычный облик, имеет космическое происхождение. Она происходит от Солнца в форме лучистой энергии. Но, именно живые организмы – совокупность жизни, превращают эту лучистую космическую энергию в земную и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Это живые организмы, которые своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и своим разложением, постоянным использованием своего вещества, а главное, длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколении, своим рождением, размножением порождают одно из грандиозных планетарных явлений, несуществующих нигде, кроме биосферы.»

Вещества неживой природы относятся к костным(минералы). В природе, кроме этого, довольно широко представлены биокосныевещества, образование и происхождение которых обусловливается живыми и косными составляющими (почвы, воды).

Живое вещество – основа биосферы, хотя и составляет крайне незначительную ее часть. Если его выделить в чистом виде и распределить равномерно по поверхности Земли, то это будет слой около 2 см или 0,01% от массы всей биосферы. К основным уникальным особенностям живого вещества, обуславливающим его крайне высокую преобразующую деятельность, можно отнести следующие:

Способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. В. И Вернадский назвал это всюдностью жизни. Данное свойство дало основание Вернадскому сделать вывод, что для определенных геологических периодов количество живого вещества было примерно постоянным (константой). Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней, если бы не было факторов, сдерживающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ. Например, площадь листьев растений, произрастающих на 1 га, составляет 8-10 га и более.

Движение не только пассивное (под действием силы тяжести, гравитационных сил и т. п.), но и активное. Например, против течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков и т.п.

Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность.

Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям и в связи с этим освоение не только всех сред жизни (водной, наземной, воздушной, почвенной, организменной), но и крайне трудных по физико-химическим параметрам условий. Например, некоторые организмы выносят температуры, близкие к значениям абсолютного нуля –273⁰С, микроорганизмы встречаются в термальных источниках с температурами до 140°С, в водах атомных реакторов, в бескислородной среде, в ледовых панцирях и т.п.

Феноменально высокая скорость протекания реакции. Она на несколько порядков (в сотни, тысячи раз) значительнее, чем в неживом веществе. Об этом свойстве можно судить по скорости переработки вещества организмами в процессе жизнедеятельности. Haпример, гусеницы некоторых насекомых потребляют за день количество пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела.

Высокая скорость обновления живого вещества. Подсчитано, что в среднем для биосферы она составляет 8 лет, при этом для суши - 14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким периодом жизни (планктон) - 33 дня. В результате высокой скорости обновления живого вещества за всю историю существования жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли.

Все перечисленные и другие свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нем больших запасов энергии.

Функции живого вещества.

Всю деятельность живого вещества в биосфере можно, с определенной долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям, которые позволяют значительно дополнить представление о его преобразующей биосферно–геологической деятельности.

Энергетическая – связана с накоплением энергии в процессе фотосинтеза, передачей ее по цепям питания, рассеиванием.

Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

Окислительно-восстановительная– связана с интенсификации под влиянием живого вещества процессов как окисления, благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления, прежде всего в тех случаях, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды.

Концентрационная– способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание, по сравнению с окружающей организмов средой, на несколько порядков (но марганцу, например, в теле отдельных организмов - в миллионы раз).

Наряду с концентрационной функцией живого вещества выделяется противоположная ей по результатам – рассеивающая. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Железо гемоглобина крови рассеивается, например, кровосососущими насекомыми.

Деструктивная– разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти, как самих остатков, так и косных веществ.

Транспортная– перенос вещества и энергиив результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния (при миграциях и кочевках животных).

Средообразующая. Эта функция является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций), с ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, вобразовании почв.

Информационнаяфункция живого вещества, выражающаяся в том, что живые организмы и их сообщества накапливают определенную информацию, закрепляют ее в наследственных структурах и затем передают последующим поколениям.

Лекція 14

Основные свойства биосферы

Биосфера - централизованная система.Это свойство, к сожалению, часто недооценивается человеком и в настоящее время: в центр биосферы или ее звеньев ставится только один вид - человек (антропоцентризм).

Биосфера - открытая система.Ее существование немыслимо без поступления энергии извне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.

Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал В. И. Вернадский, характерна организованность. В настоящее время это свойство называют гомеостазом, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов.

Биосфера - система, характеризующаяся большим разнообразием. В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений). Полагают, однако, что число видов на Земле в 2-3 раза больше, чем их описано. Разнообразие рассматривают как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. К сожалению, практически вся без исключения деятельность человека подчинена упрощению экосистем любого ранга.

Важное свойство биосферы - наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной "строительный материал" живого - углерод.

Понятие круговорота веществ.

Все вещества на планете находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяются два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотические).

Большой круговорот длится сотни тысяч лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания сносятся в мировой океан, где образовывают морские напластования. Крупные медленные геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна приводят в тому, что эти напластования возвращаются на сушу и включаются в процесс круговорота.

Малый круговорот, являясь частью большого, происходит на уровне биогеоценоза и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируется в веществе растений, расходуется на построение тела и жизненные процессы как их самих, так и организмов-консументов. Продукты распада органического вещества почвенной микрофлорой вновь разлагается до минеральных компонентов, доступных растениям.

Круговорот углерода.

Большой (геологический) круговорот углерода можно представить в виде схемы, (рис. 3).

Биотический круговорот углерода – составная часть большого круговорота и связан с жизнедеятельностью организмов. Углерод, содержащийся в виде СО₂ в атмосфере, служит для фотосинтеза растений, а затем вместе с их веществом потребляется консументами разных трофических уровней (рис. 4). При дыхании растений и животных, а также деструкторов мертвой органики в почве выделяется СО₂, в форме которого возвращается в атмосферу. Определенная часть углерода накапливается в виде мертвой органики, переходя в ископаемое состояние. Так, залежи каменного угля или торфа – это и есть органическое вещество.

В связи с тем, что солнечную энергию, аккумулированную в ископаемом топливе, человек интенсивно высвобождает, сжигая топливо, возникает биолого-технический круговорот углерода, выделяющегося в виде СО₂.

Круговорот азота

Азот составляет около 80% атмосферного воздуха. Некоторая его часть содержится в почве в виде неорганических соединений (аммонийные, нитратные, нитритные), а часть – в форме органических соединений, входящих в состав растительных и животных белков, аминокислот.

Существует большой круг азота, включающий сушу и атмосферу, частью которого является малый круг (рис 5). Он заключается в том, что органические соединения азота после гибели организмов подвергаются (при участии бактерий) процессам аммонификации, нитрификации с последовательным образованием амиака, нитратов и нитритов. Нитраты и нитриты вновь ассимилируются растениями, частично подвергаются восстановлению до оксида азота, вновь посткпающего в атмосферу.

Круговорот фосфора

Фосфор – один из наиболее важных биогенных элементов: он входит в состав нуклеиновых кислот, клеточных менбран, систем переноса энергии, костной ткани, дентина.

Круговорот фосфора, как и других биогенных элементов, совершается по большому и малому циклам (рис. 6). Фосфор – подвижный элемент, поэтому процессы, связанные с круговором, зависят от множества факторов окружающей среды, в первую очередь от антропогенных.

Предельно допустимые концентрации (ПДК)- это максимальное количество вредных веществ в единице объема или массы водной, воздушной или грунтовой среды, которая практически не влияет на здоровье человека.

Предельно допустимые нагрузки (ПДН)- это предельные значения хозяйственной или рекреационной нагрузки на природную среду, установленные с учетом емкости природной среды, его ресурсного потенциала, возможности к обновлению с целью охраны окружаются среды от загрязнения или разрушения.

Предельно допустимые остаточные количества (ПДОК)- количество вредных веществ в пищевых продуктах и живых организмах, которые имеют возможность кумулировать в цепях питания.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - объемы (количества) загрязняющих или других веществ, которые поступают за единицу времени в атмосферный воздух, водоемы, грунт, и превышение которых приводят к негативным последствиям для среды.

Предельно допустимые уровни (ПДУ)- влияние на человека факторов окружающей среды – шума, вибрации, загрязнителей, которые действуют периодично или на протяжении всей жизни человека и не вызывают соматических и психических заболеваний или каких-либо изменений состояния здоровья.

Предельно допустимые дозы (ПДЗ)- количество вредного вещества, действие которого не вызывает пагубных последствий в организме.

Предельно допустимые поступления (ПДП)- количество вещества-загрязнителя, который поступает на определенную площадь биоценоза в единицу времени в количествах, которые, не превышают ПДК.

Понятие об эффекте суммации.

При воздействии на организм не одного какого либо вещества, а нескольких одновременно, необходимо учитывать эффект суммациивредного воздействия т.к. различные вещества могут оказывать сходное неблагоприятное действие. Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то качество воздуха будет соответствовать нормативам при условии:

где:

С₁, С₂, С_n – концентрация веществ, обладающих эффектом суммации;

ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n – предельно допустимые концентрации этих веществ.

Лекція 21

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА БИОСФЕРУ

Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ, рассмотренного нами во втором разделе.

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 (охота — земледельческая культура — промышленная революция) 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, вносящую 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 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 территории, возникающие после ее застройки, и др.

Нарушение 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 (рис. 12.1, по Е. М. Сергееву, В. Т. Трофимову, 1985).

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, 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 видов животных и растений, и т. д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т. д.). Поэтому понятие «загрязнение» рассмотрим подробнее.

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 окружаюшей 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. д. 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 (рис. 12.2; по Н. Ф. Реймерсу, 1990; с изменениями). 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 эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в 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 частности 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 бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (Япония) и аварии на Чернобыльской АЭС. Следует упомянуть и диоксины — весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.

Рис. Виды загрязнения окружающей среды

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис. 12.3; по Г. В. Стадницкому и А. И. Родионову, 1988):

– ингридиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д);

– параметрическое загрязнение, связанное 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.);

– стациалъно-деструкционное загрязнение (стация — место обитания популяции, 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 отношениях. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

Лекція 22,23,24

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, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздоровления окружающей природной 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.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1545; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!