Антропогенное воздействие на биосферу
Лекция № 9 АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Привнесение в природную среду, или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных, физических, химических, информационных или биологических агентов (экологических факторов), или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня воздействия перечисленных агентов на среду, приводящее к негативным последствиям, называют загрязнением. В наиболее общем виде:
ЗАГРЯЗНЕНИЕ — это все то, что появляется не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из равновесия, отличается от нормы, обычно наблюдаемой и (или) желательной для человека.
Цена загрязнения складывается из трех компонентов, каждый из которых является тяжелым бременем для человеческого общества: 1) потеря ресурсов с отходами; 2) стоимость ликвидации загрязнений и контроль над ними; 3) цена здоровья людей.
Объектом воздействия всегда является экосистема (биогеоценоз) и в ней фактически происходит изменение режимов экологических факторов. В результате один или несколько из них выходят за границы своих оптимальных значений и даже могут выйти за пределы толерантности организмов соответствующего биоценоза, что приводит к нарушению процессов обмена веществ между звеньями пищевой вой цепи и сказывается на интенсивности ассимиляции продуцентов, а следовательно, и на продуктивности биоценозов в целом.
|
|
|
Загрязнение среды - сложный, многообразный процесс. При изучении современных процессов в экосистемах и в биосфере в целом принято выделять следующие загрязнения:
• химическое (или ингредиентное) - изменение химического состава среды (отклонение от нормального уровня концентрации характерных ингредиентов и от появления новых);
• физическое (или параметрическое), связанное с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды;
• биологическое, включающее микробиологическое (бактериями и вирусами — возбудителями болезней, носящих характер эпидемий) и макробиологическое (животными и растениями, случайно либо ошибочно интродуцированными в новые экосистемы).
Наиболее масштабным и значительным загрязнением окружающей природной среды считается химическое загрязнение. При физическом же загрязнении выделить особенности его воздействия на отдельные компоненты биосферы труднее, поэтому его принято подразделять на виды: шумовое, электромагнитное, ионизирующее.
По масштабам воздействия различают загрязнение:
• локальное - характерно для городов, крупных промышленных и транспортных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, крупных животноводческих комплексов и т. п.;
|
|
|
• региональное — охватывает значительные территории и акватории как результат влияния крупных промышленных районов;
• глобальное — распространяется на большие расстояния от места возникновения и оказывает неблагоприятное воздействие на крупные регионы, вплоть до общепланетарного влияния (чаще всего связано с выбросами в атмосферу).
Антропогенное загрязнение.
Загрязнение, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, а также прямое или косвенное влияние на состав и интенсивность природного (естественного) загрязнения называют антропогенным. Эколог Э. Кормонди подчеркивал: «Загрязнители — нормальные побочные продукты жизнедеятельности человека как биологического вида и как социального творческого существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву жилища, производству одежды, овладению энергией и т. д.».
Антропогенные помехи - комплекс помех в экосистемах воздействующих на потоки вещества, энергии и информации в пищевых (энергетических, информационных) цепях, которые значительно превышают приспособительные возможности организмов и определяют эволюционно выработанный экологическим стандартом путь развития. Поэтому в отличие от естественных помех антропогенные помехи часто ведут не к «естественному» отбору, а к массовому вымиранию организмов.
|
|
|
Основной загрязнитель ОС человек и производство большинства видов промышленной продукции интересует лишь в той мере, в какой она удовлетворяет его потребности. Тем не менее, общепризнано и зафиксировано в 1992 г. на конференции ООН в Рио-де-Жанейро, что «цель развития — улучшать качество жизни людей». Удовлетворение потребности общества в предмете, услуге, информации всегда связано с обменом между природной и техногенной средой веществом, энергией, информацией, в процессе которого они образуют сложные геотехнические комплексы и системы. Каждое предприятие (горнодобывающее, промышленное, транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, коммунальное и т. д.) вовлекает в свою производственную сферу сырье и природные ресурсы, а возвращает в окружающую природную среду лишь отходы производственных процессов.
Всякая хозяйственная деятельность приводит к образованию отходов, которые рассеиваются в окружающей среде, меняя диапазон естественных колебаний - экологических (в первую очередь абиотических) факторов.
|
|
|
Химическое воздействие на окружающую среду отражается в использовании химических соединений: из более чем 6 млн. известных человеком непосредственно используется до 500 тыс., при этом из них около 40 тыс. обладают вредными для людей свойствами.
В природной среде техногенные вещества и энергия (в виде отходов) перераспределяются за счет миграции, трансформации и аккумуляции в различных компонентах биосферы. Так, пыление и газовыделение из хранилищ жидких и твердых отходов приводят к загрязнению атмосферы. Атмосферные осадки, вымывая загрязняющие вещества из воздуха, переносят их на подстилающую поверхность и в водоемы, что способствует вымыванию и выщелачиванию мелкодисперсных и растворимых составляющих пород антропогенного и природного происхождения в поверхностные и грунтовые воды. Взаимный качественно-количественный массообмен существует также между поверхностными и подземными водоемами.
Прямым антропогенным воздействием называют непосредственное влияние деятельности человека на природные экосистемы — это любой вид непосредственного вторжения человека в биогеоценозы, что ведет к перерождению биогеоценозов и сужению разнообразия биологических видов, а также к накоплению загрязнений в природной среде.
Учитывать следует также косвенные и отдаленные последствия хозяйствования. Так, лесозаготовительные работы в бассейне реки могут привести к ряду взаимосвязанных последствий: уменьшению влажности почвы, снижению уровня грунтовых вод, усыханию притоков реки, снижению уровня воды в реке и в озере, куда она впадает, изменению водных и почвенных биоценозов. В озере могут создаться условия, уменьшающие численность некоторых видов рыб, развивающие цианобактерии (цветение водоема). В результате эта цепочка событий приведет к отрицательным последствиям для людей, живущих около водоема и пользующихся его водой. Характерные примеры цепной реакции непреднамеренных воздействий первичной преднамеренной хозяйственной акции — это последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве.
Ресурсный цикл. К концу второго тысячелетия в биосфере наряду с биогеохимическим круговоротом веществ сформировался антропогенный круговорот веществ, или ресурсный цикл.
Ресурсный цикл — обмен веществ между природой и обществом, включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды, вовлечение их в хозяйственный оборот с последующей утилизацией, а также возвращение трансформированной природной субстанции в окружающую среду. Аналогом ресурсного цикла является жизненный цикл продукции - новое понятие, введенное международными стандартами ИСО серии 14 000. Основные этапы цепи «сырье — производство — эксплуатация (потребление) — утилизация (вторичные ресурсы) — отходы».
Этап 1. Разведка, добыча природного ресурса, представленного 1-м видом сырья или материала, топлива или энергии.
Этап 2. Изготовление изделия, детали, полупродукта.
Этап 3. Производство из изделий, деталей, полупродуктов некоего предмета потребления или объекта (например, транспортного средства, медицинского центра или космического спутника связи) для оказания в дальнейшем услуг (соответственно, транспортной, медицинской, информационной или иной, необходимой обществу).
Этап 4. Эксплуатация объекта (включая хранение, например, транспортных средств на стоянках) для удовлетворения потребности общества и конкретных людей в предмете (потребление предмета), в транспортной, медицинской, информационной или иной услуге, а также в культурно-эстетической сфере, т. е. реализация той цели, для достижения которой на предыдущем этапе и был изготовлен предмет или объект.
Этап 5. Ремонт объекта для восстановления утраченных потребительских свойств (технических характеристик) с целью продления срока службы, если это по каким-либо причинам (например, экономическим) рациональнее изготовления объекта заново.
Этап 6. Реновация объекта, т, е. подготовка к эксплуатации его (или его узлов, агрегатов, комплектующих) по иному назначению или в иной (преимущественно менее ответственной) сфере потребления.
Этап 7. Утилизация объекта, его узлов и деталей, а также всех отходов и веществ, уловленных при очистке выбросов в атмосферу и сбросов в природные водоемы на предыдущих этапах, с выделением всего, что может быть использовано повторно в качестве вторичных материальных (ВМР) и энергетических ресурсов (БЭР).
На каждом этапе превращения природного ресурса в конечный продукт имеются потери используемого вещества. При добыче полезных ископаемых в отвалы направляется «пустая порода». Значительны потери при транспортировке сырья к месту переработки. При выработке энергии, например с использованием органического топлива, оно полностью превращается в иные соединения — золу, шлаки, оксиды углерода и др. Отсутствие технологий, обеспечивающих комплексную переработку сырья (т. е. использующих все его компоненты) на стадии производства изделий, приводит к образованию большого количества отходов.
Основными направлениями совершенствования ресурсного цикла при некотором фиксированном уровне потребления общества являются:
• уменьшение потерь на этапах добычи и транспортировки ресурсов;
• разработка технологий, позволяющих использовать для производства (потребностей человека) максимально возможное количество компонентов извлекаемого сырья;
• уменьшение материалоемкости продукции, энергоемкости производства и эксплуатации продукции;
• увеличение срока службы изделий.
Совершенствование ресурсного цикла идет по пути создания новых технологий, оптимизации технических решений (в том числе оборудования), исходя из принципа минимизации экологического ущерба. Очевидно, что принципиально новые решения вызывают изменения на всех этапах ресурсного цикла. От одного и того же «усовершенствования» на разных этапах ресурсного цикла могут быть получены различные как по величине, так и по знаку экологические эффекты (или ущербы).
Например, разработка и широкое внедрение нового хладагента велись 20—30 лет с целью замены в холодильных установках экологически очень опасного аммиака на инертное, нетоксичное, пожаробезопасное вещество. Изначально хлорфторуглероды (фреоны) казались идеальным решением проблемы, и лишь всестороннее изучение ресурсного цикла показало серьезную ошибочность этого вывода, ибо они оказались смертоносны для озонового слоя Земли. Другой пример: экологически более чистые виды топлива, которые меньше загрязняют атмосферу при совершении такого же количества работы, выгодны для использования транспорте, но не выгодны при производстве, так как требуют более сложной переработки углеводородного сырья, больше расхода энергии, а в результате становятся дороже. Происходящая в наши дни широкомасштабная компания по введению новых европейских стандартов на допустимые выбросы в атмосферу от автотранспорта. Двигатели внутреннего сгорания автомобилей - основные источники загрязнения атмосферы в городах и густонаселенных регионах. Принятые нормы допустимых выбросов автомобилей, введенные с 2000г., столь высоки, что им удовлетворяют только лишь самые современные марки машин. При этом известно, что и эти марки совершенно бесперспективны для модернизации с целью соответствия уже принятым европейским нормам 2005 г. Таким образом, европейские страны в ближайшие годы сознательно идут на затраты (как экономические, так и экологические), связанные с производством и практически полной заменой парка легковых и грузовых автомобилей, ради резкого снижения объема выбросов в атмосферу, гарантируемого новыми нормами. Аналогичное происходит и в авиадвитателестроении.
Современная экологическая экспертиза любых принимаемых решений обязательно должна быть всесторонней, учитывающей все возможные последствия для окружающей природной среды, человека, растительного и животного мира, биосферы в целом.
Антропогенное воздействие на биосферу
Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения на Земле влиял на биосферу. Воздействие на биосферу современного человека происходит по следующим основным направлениям:
• изменение структуры земной поверхности (распашка земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и водотоков и т. п.);
• изменение химического состава природной среды, круговорота и баланса веществ (изъятие и переработка полезных ископаемых, размещение отходов производства в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных объектах);
• изменение энергетического (в частности, теплового) баланса в пределах как отдельных регионов земного шара, так и на планетарном уровне;
• изменения в составе биоты (совокупности живых организмов) в результате истребления одних видов животных и растений, создания других видов (пород), перемещения их на новые места обитания (интродукция).
Среди существующих источников воздействия выделяют:
• главные источники антропогенного загрязнения воздуха: энергетику, транспорт, черную и цветную металлургию, химию и нефтехимию;
• основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и легкой промышленности. В последнее
время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих в водоемы от индустриального сельского хозяйства;
• основная масса промышленных твердых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической отраслей промышленности. Твердые отходы, поступающие в окружающую среду подразделяют на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые. Утилизация твердых бытовых отходов повсеместно затруднена.
• различные глобальные (общепланетарные) эффекты, такие, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя;
• загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов естественного самоочищения атмосферы.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 532; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!