Загрязнение биосферы

Введение

Человек всегда использовал окружающую среду  в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного  времени его деятельность не оказывала  заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения  биосферы под влиянием хозяйственной  деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего  века эти изменения нарастали  и в настоящее время лавиной  обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий  своей жизни, человек постоянно  наращивает темпы материального  производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая  часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто  ядовитых или непригодных для  утилизации. Это создает угрозу и  существованию биосферы, и самого человека.  

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает  сферу  жизни  и  в

таком смысле он впервые был введен в  науку в 1875 г. австрийским геологом  и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914).

 Биосфера (в современном  понимании)  –  своеобразная  оболочка  Земли,

содержащая  всю совокупность живых организмов и ту  часть  вещества  планеты, которая  находится  в  непрерывном  обмене  с  этими  организмами.  Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Виды  загрязнений биосферы

   Различают  два  основных  вида  загрязнений:  природное   и  антропогенное

загрязнения.  Природное  загрязнение  возникает  в  результате  естественных

причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических  наводнений  и пожаров. Антропогенное загрязнение - результат деятельности человека.

   Рассмотрим некоторые черты современного  состояния  биосферы  и  процессы, происходящие в  ней.  Глобальные  процессы  образования  и  движения  живого вещества в биосфере связаны  и  сопровождаются  круговоротом  огромных  масс вещества  и  энергии.   В   отличие   от   чисто   геологических   процессов биогеохимические циклы с участием живого вещества  имеют  значительно  более высокие  интенсивность,  скорость  и  количество   вовлеченного   в   оборот вещества.

Как уже  говорилось, с появлением и развитием  человечества  процесс  эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях  цивилизации  вырубка  и  выжигание лесов для земледелия, выпас скота,  промысел  и  охота  на  диких  животных, войны  опустошали  целые  регионы,  приводили  к   разрушению   растительных сообществ,  истреблению  отдельных  видов   животных.   По   мере   развития цивилизации, особенно бурного после  промышленной  революции  конца  средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все  большей  способностью вовлекать и использовать  для  удовлетворения  своих  растущих  потребностей огромные массы вещества - как органического,  живого,  так  и  минерального, косного.

Рост   населения   и    расширяющееся    развитие    сельского    хозяйства,

промышленности,  строительства,  транспорта  вызвали  массовое   уничтожение лесов в Европе, Северной Америке. Выпас скота в больших масштабах приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии  (разрушению)  почвенного  слоя

(Средняя  Азия, Северная Африка, юг Европы  и США). Истреблены  десятки   видов животных в Европе, Америке, Африке.

Ученые   предполагают,   что   истощение   почв   на   территории   древнего

Центрально-американского  государства  майя  в  результате  подсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой  высокоразвитой  цивилизации.

Аналогично  в Древней Греции исчезли обширные леса  в  результате  вырубки  и неумеренного выпаса скота. Это усилило эрозию почвы и привело к  уничтожению почвенного покрова на многих горных склонах, повысило  засушливость  климата и ухудшило условия ведения сельского хозяйства.

Строительство  и  эксплуатация  промышленных  предприятий,  добыча  полезных ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов,  загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.

Настоящие сдвиги в биосферных  процессах  начались  в  XX  в.  в  результате очередной    промышленной    революции.    Бурное    развитие    энергетики, машиностроения,  химии,  транспорта  привело  к   тому,   что   человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными  энергетическими  и материальными   процессами,   происходящими   в   биосфере.    Интенсивность потребления   человечеством   энергии   и   материальных   ресурсов   растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Предупреждая  о возможных последствиях расширяющегося  вторжения  человека  в природу, еще  полвека  назад  академик  В.  И.  Вернадский  писал:  “Человек становится  геологической  силой,  способной  изменить   лик   Земли”.   Это предупреждение    пророчески    оправдалось.    Последствия    антропогенной (производимой человеком)  деятельности  проявляются  в  истощении  природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства,  разрушении  природных экосистем,  изменении  структуры  поверхности  Земли,   изменении   климата.

Антропогенные воздействия приводят к нарушению  практически  всех  природных биогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу  ежегодно  выбрасывается около 20 миллиардов тонн углекислого газа и поглощается соответствующее количество кислорода. Природный запас СО2 в атмосфере составляет  величину  порядка  50000 миллиардов тонн. Эта величина  колеблется  и   зависит,   в   частности,   от вулканической активности.  Однако  антропогенные  выбросы  углекислого  газа превышают естественные и составляют  в  настоящее  время  большую  долю  его

общего  количества. Увеличение концентрации  углекислого  газа  в  атмосфере, сопровождающееся ростом  количества  аэрозоля  (мелких  частиц  пыли,  сажи, взвесей  растворов  некоторых  химических  соединений),  может  привести   к заметным изменениям климата и соответственно к  нарушению  складывавшихся  в течение миллионов лет равновесных связей в биосфере.

Итогом  нарушения  прозрачности  атмосферы,  а  следовательно,  и  теплового баланса может  явиться  возникновение  “  парников  ого  эффекта”,  то  есть увеличения  средней  температуры  атмосферы  на  несколько   градусов.   Это способно  вызвать  таяние  ледников  полярных  областей,  повышение   уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные  нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие  неблагоприятные последствия.Выброс в атмосферу промышленных  газов,  включающих  такие  соединения,  как

окись углерода СО (угарный  газ),  окислы  азота,  серы,  аммиака  и  других

загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности  растений  и  животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Загрязнение природной среды. Появление в  природной среде новых  компонентов, вызванное деятельностью человека  или  какими-либо  грандиозными  природными явлениями (например, вулканической  деятельностью),  характеризуют  термином загрязненность. В общем виде  загрязненность  -  это  наличие  в  окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем  или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения  проживания

человека  или  ведения  им   хозяйственной   деятельности.   Этим   термином

характеризуются все тела, вещества,  явления,  процессы,  которые  в  данном

месте, но не в то время  и  не  в  том  количестве,  какое  естественно  для

природы, появляются в окружающей  среде  и  могут  выводить  ее  системы  из состояния равновесия.

Экологическое действие загрязняющих агентов  может  проявляться  по-разному; оно   может   затрагивать   либо   отдельные   организмы   (проявляться   на организменном уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже  биосферу в целом.

На   организменном   уровне   может    происходить    нарушение    отдельных

физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение  темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных  неблагоприятных факторов внешней среды.

На уровне популяций загрязнение может  вызывать изменение  их  численности  и биомассы,  рождаемости,  смертности,  изменения  структуры,  годовых  циклов миграций и ряда других функциональных свойств. На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на  структуре  и  функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному  влияют  на  разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные  соотношения  в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних  форм  и  появления  других.

Изменяется   пространственная   структура   сообществ,    цепи    разложения

(детритные)  начинают  преобладать  над   пастбищными,   отмирание   -   над

продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение  их как элементов среды человека, снижение  положительной  роли  в  формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Загрязняющие  вещества, возникшие  в результате  хозяйственной деятельности человека, и их  влияние  на  среду  очень  разнообразны.  К  ним  относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые  металлы,  различные  органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и  многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 миллионов  тонн  нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между  водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения,  где  нарушает естественные процессы жизнедеятель-ности донных животных  и  микроорганизмов.

Кроме нефти, значительно  возрос  выброс  в  океан  бытовых  и  промышленных сточных вод,  содержащих,  в  частности,  такие  опасные  загрязнители,  как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие  сильным токсическим  действием.  Фоновые концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки раз.

Каждый  загрязнитель  оказывает  определенное  отрицательное  воздействие  на природу,  поэтому  их  поступление  в   окружающую   среду   должно   строго контролироваться. Законодательство устанавливает  для каждого  загрязняющего вещества  предельно  допустимый   сброс   (ПДС)   и   предельно   допустимую концентрацию (ПД К) его в природной среде.

Предельно  допустимый  сброс  (ПДС)  -  это  масса  загрязняющего  вещества, выбрасываемого  отдельными  источниками  за  единицу   времени,   превышение которой приводит к  неблагоприятным  последствиям  в  окружающей  среде  или опасно  для  здоровья  человека.  Предельно  допустимая  концентрация  (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде,  которое  не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его  потомство при  постоянном  или  временном  контакте  с  ним.  В  настоящее  время  при определении ПДК учитывается  не  только  степень  влияния  загрязнителей  на здоровье человека,  но  и  воздействие  их  на  животных,  растения,  грибы,

микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Специальные службы мониторинга (наблюдения)  окружающей  среды  осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных  веществ. Такие службы созданы во всех  районах  страны.  Особенно  важна  их  роль  в крупных городах, вблизи химических  производств,  атомных  электростанций  и других промышленных  объектов.  Службы  мониторинга  имеют  право  применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки  производства  и  любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды. Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие  выражается  в  истощении природных  ресурсов  биосферы.  Огромные  масштабы  использования  природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в  некоторых  регионах

(например,  в  угольных  бассейнах).  Если  на  заре   цивилизации   человек

использовал для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале  XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти  всю  таблицу  Менделеева.  Ежегодно добывается (извлекается  из  геосферы)  около  100  млрд  т  руды,  топлива, минеральных удобрений. Быстрый рост потребностей  в  топливе,  металлах,  минеральном  сырье  и  их добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов,  при сохранении современных темпов добычи и потребления разведанные запасы  нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет,  угля  -  через  200.