Глобальные экологические проблемы
В результате хозяйственной деятельности человека окружающая среда непрерывно ухудшается. Характер и масштабы природных и техногенных явлений и факторов формируют деградационные процессы. Так, извержение вулкана изменяет газовый состав атмосферного воздуха, загрязняет его аэрозолями, создает новый почвенный покров, минерализует воду, изменяет температурный режим воздуха. Землетрясение изменяет структуру почвы, нарушает режим стока вод. Наводнение разрушает почвенный покров, минерализует и загрязняет сточные воды, ухудшает биологические процессы почвообразования и т.д.
Деградация окружающей среды – это результат необратимых изменений, разрушающих устойчивость природных сред с потерей ею ресурсов и средообразующих функций.
В совокупности все негативные факторы, превышающие устойчивость окружающей среды сформировали глобальные деградационные процессы, к числу которых можно отнести:
· изменение климата (геофизики Земли) в результате нарастающего тепличного эффекта от выброса в атмосферу, так называемых, парниковых газов (диоксида азота, метана), а также углекислого газа и паров воды;
· уменьшение стратосферного озонного слоя, называемого озоновым экраном, способствующее пропусканию жесткой ультрафиолетовой радиации на поверхность Земли, разрушающей биологические процессы в живых организмах;
· загрязнение атмосферного воздуха поллютантами широкого диапазона токсического действия и изменение соотношения основных компонентов его газового состава (кислорода, диоксида углерода и др.);
|
|
|
· загрязнение почв поллютантами и замусоривание промышленными и бытовыми отходами;
· изменение и загрязнение поверхностных вод суши и Мирового океана, континентальных водоемов, подземных вод, нарушение баланса между поверхностными и подземными водами.
Изменение климата Земли. Тепловой (парниковый) эффект – это разогрев нижних слоев атмосферы за счет аккумуляции (лат. Accumulatio — накопление) отраженной от земной поверхности солнечной тепловой (инфракрасного диапазона излучения) энергии и ее удержание под пологом парниковых газов. В состав парниковых газов входят: диоксид азота, метан, углекислый газ и пары воды. Парниковый эффект обеспечивает среднегодовую глобальную температуру в нижних слоях атмосферы +15оС, на что расходуется энергии 160 Вт/м2. Из них, 100 Вт/м2 обеспечивается парами воды, содержание которой в атмосфере по объему достигает 0,3 %. 50 Вт/м2 определяется углекислым газом, содержание которого в атмосфере до 0,03%. За 10 Вт/м2 - ответственны другие газы, содержание которых в атмосфере не более 3•10-4 %.
Абсолютные показатели парникового эффекта за последние годы имеют тенденцию к постоянному росту. Так, скорость роста парниковых газов в год составляет: углекислого газа - 0,9 %, оксида азота - 0,25 %, хлорфторуглерода (фреона) - 4%. Среди этих газов наиболее стойким является углекислый газ. Средняя продолжительность жизни молекулы СО2 в атмосфере составляет 100 лет. Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере повышает парниковый эффект, что приводит к возрастанию средней температуры на Земле. Установлено, что средняя температура у поверхности Земли за прошедшее столетие увеличилось на 0,5 оС. Считается, что этот рост температуры есть следствие повышения концентрации парниковых газов антропогенного происхождения.
|
|
|
Накопление парниковых газов увеличивает парниковый эффект и создает дисбаланс в естественном механизме регуляции геофизических факторов в окружающей среде. В первую очередь это приводит к перераспределению влаги на поверхности планеты, к повышению частоты появления различных погодных аномалий сезонного, годового и межгодового периодов, к изменению гидрологического режима поверхностных вод, к нарушению биологических циклов в функционировании естественных и искусственных экосистем.
|
|
|
Глобальное потепление необратимо приводит к росту уровня воды в океане. Для прибрежных государств это, прежде всего - потеря территорий. Уровень Мирового океана повышается не столько за счет теплового расширения, воды, сколько за счет таяния ледников. Наблюдения из космоса убеждают, что процесс таяния льдов Гренландии и Антарктиды имеет устойчивую тенденцию роста. Ученые подсчитали, что растаявшие льды Гренландии могут поднять уровень Мирового океана на шесть метров. А если Антарктида лишится льда, то тогда уровень поднимется еще на пятнадцать метров. Все это приводит к деградационным процессам окружающей среды и к глобальному экологическому кризису.
Решение проблемы снижения парникового эффекта в настоящее время рассматривается по двум направлениям. Первое - это сокращение производства парниковых газов, второе - это восстановление естественных лесов. Сокращение «производства» парниковых газов - особая область деятельности международных экологических организаций, в том числе Конференции по окружающей среде и развитию, проведенной в Рио-де-Жанейры в 1992 г., а также на межправительственных форумах в Киото (Япония) в 1997 г., Южно-Африканская республика в 2002 г.
|
|
|
Основное внимание международной общественности обращалось на необходимость исключения из технологических процессов сжигание органического топлива и восстановление естественного приемника (потребителя) углекислого газа - лесов.
В итогах международной Конференции в (2002 г.) не достигнуты общие согласованные действия, из-за особой позиции США, которые отказались от сокращения выбросов углекислого газа.
Изменение защитных свойств атмосферы Земли. Уменьшение (разрушение) озонного слоя Земли - это химические процессы разложения молекулы озона (О3) под воздействием химических катализаторов (хлорфторуглерода и др.) техногенного происхождения.
Озонный слой образуется в верхних слоях атмосферы на высотах от 10 до 50 км, в основном, за счет фотохимической реакции с молекулярным кислородом. Нижняя граница озонного слоя на полюсах опускается до 7 - 8 км, на экваторе поднимается до 17 - 18 км. Наибольшая плотность озона наблюдается на высотах 20-25 км.
Солнечная радиация при прохождении верхних слоев атмосферы частично поглощается в диапазоне длин волн ультрафиолетового излучения (320 - 290 нм) за счет реакции образования и диссоциации ((от лат. dissociatio — разделение, разъединение), процесс, заключающийся в распаде молекул на несколько более простых частиц — молекул, атомов, радикалов или ионов) молекул озона. Этим самым озоновый слой препятствует прохождению жесткого ультрафиолетового излучения до поверхности Земли и губительного его воздействия на живые организмы.
В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу поступают различные химические соединения, обладающие разнообразным механизмом химического действия. Например, фреоны, под воздействием которых усиливаются каталитические реакции разрушения озона. В группу озоноразрушающих веществ помимо фреонов (хлорфторуглеродов) входят также окислы азота, метан, двуокись углерода.
Следствием озоноразрушающих процессов является утончение озонного слоя и даже, образование озонных дыр. Через образовавшиеся озонные дыры, жесткое ультрафиолетовое излучение достигая поверхности Земли способно умерщвлять живые клетки, вызывать ожоги кожи и онкологические заболевания, а также катаракту глаз и снижение иммунитета организма. Подобные заболевания обнаружены у людей в районах, над которыми наблюдались озонные дыры (Австралия, Южная Африка, Индонезия).
Деградация (загрязнение) атмосферного воздуха. Загрязнение - привнесение в окружающую среду или инициирование в ней новых, обычно не характерных для этой среды физических, химических или биологических агентов, оказывающих вредное воздействие на природные экосистемы и человека, составляет основной процесс деградации атмосферного воздуха.
Загрязнение атмосферного воздуха включает: выбросы в атмосферу газообразных и аэрозольных веществ; рассеивание в окружающей среде радиоактивных веществ; повышение уровня производственных и бытовых шумов, вибраций, электромагнитных полей, ионизирующего излучения и теплового излучения.
Техногенными источниками загрязнения являются любые технологические и производственные объекты промышленности, транспорта, сельского хозяйства, научно-исследовательских учреждений, коммунального хозяйства, инфраструктуры, боевого применения средств поражения.
Природными источниками загрязнения являются природные явления и катастрофы: извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури.
Масштабы загрязнения атмосферы настолько велики, что естественные процессы детоксикации (разрушение и обезвреживание различных токсических веществ химическими, физическими или биологическими методами) и обезвреживания, а также способности среды к разбавлению опасных концентраций до безопасных не в состоянии нейтрализовать негативные последствия воздействия поллютантов, что обуславливает общую глобальную опасность для биосферы и человека от возрастающих масштабов загрязнения. Все это развивает деградационные процессы в окружающей среде, ухудшает общую экологическую обстановку, что приводит к сокращению численности и видовому разнообразию растений и животных, к снижению продуктивности лесов и сельскохозяйственных угодий, угнетению экосистем, к ухудшению здоровья людей.
Деградация (загрязнение) континентальных и морских вод. Деградация (ухудшение) континентальных и морских вод происходит в результате привнесения (загрязнения) вод химическими, биологическими и физическими агентами, а также их накопление и преобразование в опасных концентрациях, представляющих опасность для водной биоты, среды жизни и здоровья человека.
Основной объем привнесения опасных агентов связано с хозяйственной деятельностью человека. Загрязняющие вещества поступают в водоемы путем прямого сброса, смыва с полей, городских территорий и промышленных зон, выпадения из атмосферы под действием седиментации (от лат. sedimentum — оседание) и вымывания дождями. Загрязняющие вещества могут поступать в водоемы в твердом, жидком, колойдном (вещества, не кристаллизующееся и дающее с водой клейкие густые растворы), эмульгированном и газообразном видах.
Вода универсальный растворитель, способная растворять соли, газы и органические вещества, не вступая, как правило, с ними в химические реакции. Однако, с определенной группой веществ вода даже без растворенных в ней солями, газами и пр. легко вступает в химические реакции как, например, с металлами, бетоном, с некоторыми органическими веществами и др. материалами. Особенно высока химическая активность вод, содержащих соли аммония, соляную кислоту, серную, азотную и др. кислоты. Насыщение вод различными примесями: солями, кислотами, металлами, органическими соединениями, бактериальными веществами происходит в результате промышленных и бытовых сбросов, смыва удобрений и пестицидов с полей, в результате выпадения кислотных дождей, ливневых сбросов с промышленных зон и городских территорий, разлива опасных веществ при авариях и др.
Мировой океан является накопителем загрязняющих компонентов, который в отличии от континентальных вод не имеет стоков. Загрязнения в морские воды поступают с речными стоками, с непосредственными сбросами с прибрежных объектов, в результате аварий и гибели судов, сброса с судов и промывки танкеров, с атмосферными осадками и седиментацией аэрозолей. Накопление в морских водах загрязняющих компонентов приводит к разрушению морских экосистем и гибели морских обитателей.
Деградация (ухудшение) почв. Деградация почв – многоуровневый процесс разрушения почвенной структуры и ухудшения ее биологических свойств, т.е. плодородия. Формы деградации почв многообразны и число их растет по мере развития и совершенствования агротехнических технологий в сельском хозяйстве, сведения лесов, нарушение водного режима поверхностных вод, расширение территорий техногенного загрязнения и др. К основным формам деградации почв можно отнести: химические загрязнения почв пестицидами, удобрениями, промышленными выбросами, выбросами от транспорта, нефтепродуктами и др.; физические (сдавливание, сдвиг по склону, разрушение структуры, эрозия, дефляция, снижение водо- и воздухопроницаемости, заболачивание, опустынивание и др.); биологические воздействия (стерилизация почв нефтепродуктами, токсическими веществами, пожарами, накопление вредных микроорганизмов в местах захламления и свалок; гидрологические (ухудшение водного солевого режима почв, опустынивание, подтопление и др.).
Наибольшей деградации подвергаются почвы земель сельскохозяйственного назначения, лесного хозяйства, на территориях городов и городских агломераций, в промышленных зонах, на территориях добычи полезных ископаемых, вдоль трубопроводов, дорог и технических средств инфраструктуры.
Все большие территории пойменных земель подвергается интенсивному воздействию от регулируемых сбросов вод с водохранилищ, что приводит к деградации наиболее плодородных почв.
Контрольные вопросы
1. Какое содержание включает термин «экология окружающей среды»?
2. Какие среды образуют факторы воздействия на окружающую среду?
3. Что такое деградация окружающей среды и ее причины?
4. Какие основные причины деградации климата Земли и его последствия?
5. Какие основные причины деградации (загрязнения) атмосферы воздуха?
6. Какие основные причины деградации (загрязнения) континентальных и морских вод?
7. Какие основные причины деградации почв?
ЛЕКЦИЯ 5
Экология природопользования
Природные ресурсы и их классификация. Природные ресурсы территории – это совокупность материальных, энергетических и информационных компонентов и свойств живой и неживой природы, выделяемой по критерию возможности их использования (потребления) при заданном уровне технологии и социально-экономических отношений.
В основу классификации природных ресурсов могут быть положены различные признаки.
По источникам происхождения выделяются: биологические, минеральные и энергетические. Биологические ресурсы – это леса, растения, животные, которые принимают участие в кругообороте вещества и энергии земли. Минеральные ресурсы – это полезные ископаемые – руды, глины, пески, нефть, газ, редкоземельные элементы и др. Энергетические ресурсы представлены солнечной энергией, ветровой энергией, космическим излучением и энергией морских приливов и отливов.
По использованию в качестве производственных ресурсов: земельный фонд, лесной фонд, водные ресурсы, гидроэнергетические, фауна, полезные ископаемые (рудные, топливно-энергетические, редкие металлы, строительные материалы и т.д.).
По степени истощаемости ресурсов выделяются: неисчерпаевыемые, исчерпаемые, возобновляемые, невозобновляемые.
Неисчерпаемые природные ресурсы — природные физические тела и явления, количество и качество которых практически не меняется или меняется лишь неощутимо в процессе длительного природопользования (солнечная энергия, энергия ветра, приливов, тепло земных недр, атмосферный воздух; общий запас воды на планете).
Исчерпаемые природные ресурсы — природные физические тела и явления, количество и качество которых существенно изменяется в процессе длительного природопользования.
Невозобновляемые природные ресурсы — исчерпаемые природные ресурсы, длительное пользование которыми приводит к истощению их запасов, пополнение которых практически невозможно (минеральные и органические полезные ископаемые). Это, во-первых, большая группа горючих ископаемых, используемых в значительной степени для производства энергии: нефть, природный газ, уголь, лигнит, торф. Во-вторых, это еще более многочисленная группа минеральных сырьевых ресурсов: руды железа и других металлов, различные соли, соединения фосфора, серы, азота и др.
Возобновляемые природные ресурсы — природные ресурсы, количество и качество которых воспроизводится природными процессами при рациональном природопользовании (почва, растительность, животный мир).
Природные ресурсы можно различать также по степени возместимости. Например, могут быть открыты новые месторождения полезных ископаемых, найдены новые экземпляры растений. Имеют место заменяемые природные ресурсы, когда один источник энергии может быть заменен другим, например, нефть — углем или ядерным «горючим».
Кроме того, можно выделить следующие категории природных ресурсов:
— прямого потребления: минеральные ресурсы, продукция сельского хозяйства, торф, лес и другие, которые, пройдя соответствующую обработку поступают непосредственно в хозяйственное использование;
— экологические ресурсы: вода, воздух, фитомасса, вырабатывающая кислород, и другие (в т.ч. — эстетические и комфортоформирующие), обеспечивающие нашу жизнедеятельность, исключая продукты питания;
— пространственные, включая ресурсы «жизненного пространства», резерва земель, подземных полостей для хранилища нефти и газа, и захоронения жидкостных высокотоксичных отходов;
— утилизационные, объединяющие все отходы вещества и энергии, загрязняющие среду или вторично используемые.
При оперировании указанными категориями ресурсов очень важно учитывать масштаб их рассмотрения в планетарном (континент, океан), в региональном (отдельный географический район) и детальном (отдельная местность, конкретная экосистема). При таком разномасштабном подходе один и тот же вид природных ресурсов может быть как исчерпаемым, так и неисчерпаемым, в зависимости от того, в каком масштабе он рассматривается. Например, такой природный ресурс, как пресная вода, является неисчерпаемым ресурсом при рассмотрении в общепланетарном масштабе, ибо ее общее количество на планете поддерживается постоянно совершающимся влагообменом между океаном, атмосферой и сушей земного шара. В то же время в отдельных районах вода может быть и исчерпаемым невозобновляемым природным ресурсом.
Важно подчеркнуть диалектический характер рассматриваемых категорий. Так, возобновляемый природный ресурс может перейти в категорию невозобновляемого под влиянием нерациональной человеческой деятельности. Так, например, почва при ее природном существовании и рациональном использовании человеком постоянно воспроизводит свое плодородие и может бесконечно долго поддерживать жизнь растений, животных и человека. Однако человек в процессе длительной истории уже превратил в пустыню примерно такую же площадь когда-то плодородных земель, какая находится в земледелии сейчас. Если этот глобальный процесс потери почв не остановить и не сменить на обратный процесс почвообразования, человечество может потерять пахотно-пригодные земли вообще и остаться без первоосновы производства продуктов питания.
Тоже самое происходит и с лесом. Лес — это возобновляемый природный ресурс в своем естественном состоянии при рациональном использовании человеком. Однако огромные площади исконно лесных земель были превращены человеком в пашни, пастбища и пустыни. Оставшиеся леса все еще покрывают значительную долю суши земного шара, но человек наступает все дальше вглубь леса и все быстрее уничтожает этот ценный природный ресурс.
Таким образом, многие природные ресурсы могут считаться возобновляемыми только условно, во-первых, лишь при определенном масштабе их рассмотрения, и, во-вторых, при условии рационального отношения к ним человека в процессе производства и потребления.
Разведанные запасы отдельных металлов обеспечивают потребление на 50, 100, 500 лет и более (соответственно нефть, руды цветных и черных металлов, уголь). Учитывая, что ежедневно в разных частях мира геологи открывают новые месторождения (ежегодный прирост минеральных ресурсов отдельных видов составляет больше, чем их добыча), можно смотреть с оптимизмом на перспективу обеспечения сырьевыми ресурсами, несмотря на резкий рост потребления минерального сырья. Однако в последние годы в связи с сокращением ассигнований на разведку полезных ископаемых может образоваться разрыв между разведанными запасами и добычей полезных ископаемых.
Сопоставление возможных сроков добычи разведанных и конечных запасов основных видов месторождений до полного их исчерпания в земной коре на глубине до 1 км составляет: для угля – 2 раза; молибден, золото, цинк, серебро и др. тяжелые металлы – в 9-12 раз; серы и урана – в сотни, а алюминия в тысячи раз превосходят известные ресурсы, а сроки их полного исчерпания составляют сотни и тысячи лет. Геологические запасы нефти составляют 127 млрд. т, а запасы природного газа — 540 трлн. м3, при добыче в мире около 2 трлн. м3 в год.
Большое количество металлов, нефти и газа находится в океане и являются запасами будущего. Их извлечение в решающей степени будет определяться успехами энергетики и инновационными технологиями.
Экология природопользования – отрасль знаний о принципах рационального освоения и использования природных ресурсов человеком в различных областях его народно-хозяйственной деятельности, обеспечивающих сохранение и воспроизводство среды жизни.
Наиболее интенсивная и масштабная природопользовательская деятельность осуществляется человеком в сельском хозяйстве, лесном, рыбном и охотничьем хозяйствах, промышленности (горнодобывающей, обрабатывающей, потребляющей и пр.), городском хозяйстве и др.
Технологический процесс природопользования представляет собой комплекс технологий по выявлению востребуемых природных ресурсов, их извлечение в виде сырья и переработка в конечные продукты. Современные технологии переработки ресурсов используют большие объемы вод и энергетических мощностей, создаваемых на 90% на базе использования ископаемых источников энергии.
В процесс добычи и переработки сырья вовлекается огромное количество технологичных природных ресурсов, из которых в большей степени используются вода, атмосферный воздух, солнечная радиация, природные энергоносители. Современный уровень технологических процессов освоения природных ресурсов характеризуется большим расточительством, так в среднем на 1 жителя Земли сегодня извлекается 50т сырья, которое с помощью 800т воды и мощности потребляемой энергии в объеме до 3 тыс. Вт перерабатывается в конечные продукты, составляющие только несколько процентов от исходной массы сырья. Помимо расточительства природопользование характеризуется безвозвратными потерями среди которых: исчерпание невозобновляемых ресурсов (минералов, исчезающих животных и растений и т.п.), уничтожение лесов (сегодняшняя эффективность восстановления лесов по отношению к их вырубке относится как 1:10), снижение плодородия почв. Сегодняшние технологии природопользования характеризуются как нерациональные, не обеспечивающие сохранение природно-ресурсного потенциала, создающие предпосылки неизбежного наступления эколого-экономического кризиса и снижение условий жизнедеятельности человека за пределами приемлемого уровня жизни.
Рассмотрим подробнее экологические последствия технологий природопользования в основных отраслях добычи и переработки природных ресурсов.
Сельское хозяйство. Сельское хозяйство – комплексная отрасль биологического природопользования, использующая земельные, водные, почвенные, растительные, животные и энергетические ресурсы для получения продукции растениеводства и животноводства. Основа ресурсной базы сельского хозяйства – естественное плодородие почв, биологическая продуктивность сельскохозяйственных растений и животных, а также свет, тепло, вода, растения и животные естественной среды.
В технологическом отношении сельское хозяйство сложноструктурная отрасль, имеющая различные биологические объекты, различные технологии, экологические, химические и климатические связи.
По масштабам освоения окружающей природной среды сельское хозяйство – ведущая отрасль природопользования. По состоянию на 1 января 2003. года к сельскохозяйственным землям всех категорий в стране было отнесено 220,9 млн. га, или12,9% всех земель фонда страны. В нашей стране и в мире продолжает оставаться тенденция сокращения площадей земель сельскохозяйственного назначения. Основные причины убыли: урбанизация территорий и эродирование земель. В ряде стран городская застройка занимает территорию до 10% всей площади освоенных земель. Кроме того, ежегодно сельскохозяйственные угодья отводятся для несельскохозяйственных целей. За 2002 г. выбыло из категории земель сельскохозяйственного назначения 82,7 тыс. га.
Эрозия почв – основная причина снижения урожайности во многих странах мира. Эрозия почв – прогрессирующий негативный фактор разрушения верхнего наиболее плодородного слоя почвы, подстилающих пород талыми и дождевыми водами (водная эрозия), ветром (ветровая эрозия) и механическими средствами (техногенная и агротехническая эрозия).
Общая потеря плодородных почв в результате эрозионных процессов составляет более половины всей пашни мира (1.6 – 2.0 млн. кв. км). Ежегодная убыль земель из сельскохозяйственного оборота составляет более 3% от общего объёма пашен.
Перенасыщение земель минеральными удобрениями истощает биопотенциалы почв, лишает их естественных восстановительных функций, способствует накоплению вредных элементов, например тяжёлых металлов. С началом применения минеральных удобрений урожайность резко возрастает, затем она падает даже при повышении норм внесения удобрений. Длительное применение минеральных удобрений приводит к устойчивому загрязнению окружающей среды (почв, водоёмов, грунтовых вод), различными химическими компонентами, способными оказывать негативное воздействие на здоровье людей и животных. Нитраты (химические соединения, образующиеся при применении азотных удобрений) накапливаются в сельхозпродуктах и при поступлении в организм человека способны под воздействием микрофлоры желудочно-кишечного тракта, восстанавливаться до высокотоксичных нитратов.
Экологические последствия технологий сельскохозяйственного производства усугубляются постоянным изъятием огромной биомассы растений, что приводит к снижению естественных процессов почвообразования, изменению круговорота веществ и энергии.
Лесное хозяйство – ведущая отрасль биологического природопользования, имеющая специфические особенности технологий воспроизводства и использования продуктов жизнедеятельности леса: древесины, диких животных, грибов, ягод, орехов, лекарственных растений и пр.
Лес сложный природный организм, состоящий из комплекса взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов, образующих экосистемы. Лес – доминирующая природная система Земли, которая оказывает огромное влияние на весь природный комплекс в системе эксплуатации естественных возобновимых природных ресурсов. Это влияние проявляется: установлением водного режима поверхностных и грунтовых вод, образованием почв и их деградацией, регулированием количества основных компонентов атмосферного воздуха, особенно кислорода, улучшением климатических показателей и их стабилизацией в приземном и нижних слоях атмосферы, производством основного объема биомассы на Земле (около 90% всей наземной биомассы), аккумуляцией наибольшей части воспринимаемой солнечной энергии на Земле, созданием ареалов естественного обитания разнообразных растений и животных. Одна из основных природных функций леса – регулирование круговорота воды на суше, где он контролирует почти 70% общего объема круговорота вод и биогенов. Вырубка и сведение лесов нарушает круговорот воды на суше и как следствие этого – приводит к обезвоживанию и опустошению. Другая важная функция леса – регулирование круговорота азота и кислорода, поглощение углекислого газа, кроме того лес является эффективным фильтром атмосферного воздуха, очищая его от вредных выбросов, защищает от шума, улучшает климатические условия (охлаждает и увлажняет воздух), защищает почвы от высыхания и размыва, оползней и др. негативных природных и техногенных факторов.
В настоящее время площадь лесов составляет около 36млн. км2. В доземледельческий период под лесами находилось 62млн. км2 площади земли. Это значит, что человек за 10тыс. лет уничтожил леса на площади в 26млн. км2. В результате такой деятельности человека природа лишилась самого продуктивного регулятора и стабилизатора окружающей среды.
Главный недостаток экологической деятельности лесного хозяйства, это превышение изъятых объемов древесины тем возможностям естественного их восстановления, которые могут восполнить эту убыль в течение исторического срока или экономической целесообразности. Если восстановительные возможности леса проигнорировать то на этих местах возникает, либо территория подверженная опустыниванию, либо возникает экосистема, состоящая на более низком сукцессионном уровне. Это приводит к саморазрушению природных систем и обезлесению, деградации почв, к изменению водного режима и пр.
Другим существенным недостатком экологической деятельности лесного хозяйства является технология культивирования лесных монокультур. Это в основном замена на лесохозяйственных угодьях менее ценных лесных пород деревьев на более ценные и продуктивные (сосна, ель). Создание огромных площадей лесных монокультур приводит к ослаблению устойчивости лесной экосистемы, к их уязвимости геофизическим и биологическим воздействиям.
Экологические последствия промышленного природопользования формируются в результате технологических процессов добычи, переработки и использования природных ресурсов. Вся промышленность состоит из двух больших отраслей – добывающей и перерабатывающей, которые в силу своей технологической специфичности имеют свои характерные особенности негативного воздействия на природную среду.
Добывающая промышленность осуществляет техническими средствами извлечение из недр Земли твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых. В настоящее время из недр Земли извлекается более 400 видов сырья, из которых по стоимости на первом месте – горные ископаемые (угли, нефть, газ) – 80%, на втором – металлы (железо, медь, алюминий и др.) – 12%, на третьем – строительные материалы (камни, глина, песок, известняки и др.) – 2%. По объёмам добычи строительные материалы опережают другие виды полезных ископаемых.
Технологии открытых горных работ оказывают негативное влияние на окружающую среду в связи со строительством карьеров, созданием отвалов пустых пород, нарушением режима подземных вод, изменением минерального состава поверхностных вод, деформацией ландшафтов. Технологии подземных разработок предусматривают строительство шахт и других сооружений для ведения подземных выработок, а также создание отвалов пустых пород на поверхности. Технологические вмешательства в природную среду приводят к изменению режима и состава подземных вод, осушению района месторождения, деформации горных пород, оседанию земной поверхности и провалам в ней, активизации физико-химических процессов в грунтах (закислению, выщелачиванию).
Следствием добычи из скважин нефти и газа являются: искажение ландшафта, оседание земной поверхности, загрязнение подземных и поверхностных вод, изменение гидрологического режима поверхностных вод, загрязнение грунтов и почв. Кроме того, атмосферный воздух подвергается значительному загрязнению особенно в местах функционирования скважин, на нефтегазосборных пунктах и местах сжигания газа в факелах.
Предприятия горнорудной и угольной промышленности загрязняют воздушный бассейн аэрозолями и газообразными веществами при добыче, переработке и сжигании твёрдого топлива в многочисленных котельных установках, дымящихся терриконах и т.п. Основу химического состава выбросов котельных установок составляют: углеводороды, соединения серы, окислы азота и углерода, зола. Наиболее опасны загрязнения поверхностных вод металлами, из которых наиболее активны биодоступные металлы-загрязнители (свинец, ванадий, ртуть, кадмий, никель, хром, уран). Экологические изменения литосферы возникают в результате: изъятия и перемещения больших масс пород; концентрации и рассеивания элементов горных пород и нефтегазовых продуктов, изменяющих естественный химический состав среды; загрязнения верхнего почвенного слоя; изменения естественного природного ландшафта.
Биосфера под воздействием техногенных факторов функционирования горнодобывающей промышленности подвергается существенным изменениям. Эти изменения, в первую очередь, проявляются угнетением или полным уничтожением растительного покрова в районах разработки полезных ископаемых и, в первую очередь, нефтедобычи. Гибель лишайников, травяных растений, кустарников, сокращение лесов приводят к уменьшению ареалов распространения животных и ценных растений. Особенно страдает растительность таёжных и тундровых экосистем. В этих районах гибель растений сопровождается опустыниванием этих территорий и полным исчезновением на них животного мира.
Контрольные вопросы
1. Природные ресурсы и их классификация?
2. Категории природных ресурсов?
3. Какое содержание включает понятие «экология природопользования»?
4. Какими последствиями негативного воздействия на окружающую среду сопровождается современное природопользование?
5. Какие основные причины формирования экологических последствий природопользования в сельском хозяйстве?
6. Какие негативные экологические последствия имеют место в деятельности лесохозяйственного комплекса?
7. Экологические последствия промышленного природопользования?
ЛЕКЦИЯ 6
Экология человека
Экология человека (синонимы – антропоэкология, демоэкология) – комплексная наука, изучающая взаимодействие человека с окружающими его природными, социальными, производственными, эколого-гигиеническими факторами.
Экология человека, как наука имеет цель раскрыть закономерности развития процессов воздействия динамически изменяющейся окружающей среды на человека, его социальные, экологические, гигиенические условия существования и жизнедеятельность в целом. Кроме того, экология человека позволяет на научной основе определить критерии оценок последствий изменения природной среды под воздействием техногенных факторов на здоровье человека.
Термин «экология человека» введен американскими учеными Р. Парком и Э. Бюргессом в 1921 году. В нашей стране экология человека получила развитие как наука о влиянии изменяющейся среды на здоровье людей в 70 годах прошлого столетия.
Методологической основой развития экологии человека является научный анализ жизнедеятельности человека в динамически сложной изменяющейся окружающей среде с учетом физических и психических возможностей человека. Жизнедеятельность человека (населения) – это его быт, труд, отдых, здоровье, демография, семейные отношения, духовное и политическое положение. Социальный комфорт человека во многом определяется качеством жизни, которое, в свою очередь, зависит от качества окружающей среды.
Качество жизни - социологическая категория выражающая показатель удовлетворения материальных и культурных потребностей людей, среди которых особое место занимает показатель качества окружающей среды.
Понятие качества окружающей среды в специальной экологической литературе рассматривается как «степень соответствия природных условий потребностям людей ..» (Н.Ф. Реймерс, Природопользование. Словарь, 1990 г. ) или «Степень соответствия среды жизни человека его потребностям, которые характеризуются продолжительностью жизни, мерой здоровья и уровнем заболеваемости людей, стандартизованных для данной группы населения» (Экологический энциклопедический словарь, 1999 г.). Следовательно, качество окружающей среды можно рассматривать как показатель состояния этой среды или показатель экологии этой среды.
А так как окружающая среда включает три составных элемента: атмосферу, гидросферу и литосферу, качество окружающей среды тоже включает показатели качества состояния экологии в каждом из этих элементов сред.
Качество окружающей среды человека характеризуется показателями состояния природных условий, условий на рабочем месте, в жилище, стандартизованные для определенных групп населения, которые обуславливают продолжительность жизни, состояние здоровья и физиологическую комфортность.
Два новых понятия «Индекс общественного развития» (Human Deve1opmen Jndex, HDJ) и «Индекс прав человека» (Human Freedom Jndex, HFJ) введены организацией объединенных наций в качестве важнейших интегральных показателей качества жизни в процессе развития общества.
Значение индекса общественного развития определяется тремя показателями:
1) здоровьем (долгожительством) в качестве критерия которого используется средняя ожидаемая продолжительность предстоящей жизни; долгая жизнь открывает человеку большие возможности максимально развить свои способности и реализовать поставленные цели;
2) знаниями (осведомленностью), в качестве которого используется время учебы (образования), отводимое обществом для реализации человеком своего потенциала оптимальным образом;
3) уровнем потребления, в качестве критерия которого используется валовой национальный продукт на душу населения, выраженный в покупательной способности национальной валюты.
Значение индекса прав человека определяется по специальной методике и выражается в относительных единицах 0 – 1, где 0 – полное отсутствие гражданских и материальных прав у членов общества, 1 – их полное удовлетворение.
В качестве показателя состояния среды жизни человека выступают: газовый состав воздуха; наличие, состав и распространение поллютантов в атмосфере, гидросфере, литосфере; физическая природа энергетических потоков и их объемы; гидрометеорологические показатели атмосферы (температура, влажность, атмосферное давление, осадки, скорость ветра); частота, характер и масштабы чрезвычайных ситуаций природного происхождения (землетрясение, вулканическая деятельность, оползни, сильные ветра, ливни, сильные дожди, сильные снегопады, морозы, жара, лавинная опасность, обрыв прибрежных льдов, весеннее половодье, лесные пожары, биологические экстремальные ситуации), а также характер и масштабы чрезвычайных ситуаций техногенного происхождения (аварии и катастрофы в промышленности, на транспорте, на различных отраслевых объектах и на военных объектах); показатели материально-технического и социального обеспечения (уровень потребления основных продуктов питания, уровень энергетического потребления населения, пенсионное обеспечение, наличие и состояние политических свобод и др.); санитарно-гигиеническое состояние среды и здоровья населения.
Основным количественным показателем качественного состояния окружающей среды, загрязненного каким либо вредным веществом является предельно допустимая его концентрация (ПДК). «ПДК - экологический норматив, максимальная концентрация загрязняющего химического вещества в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора и его потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями» (Экологический энциклопедический словарь. Изд. 1999г.). ПДК гарантирует, что данная концентрация вредного вещества практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства как при длительном контакте с ней, так и за определенный промежуток времени
В качестве объекта изучения экология человека рассматривает антропоэкосистему, состоящую из сообщества живых организмов и их среды обитания (биотопа), находящиеся под воздействием деятельности человека. Сама антропоэкосистема включает несколько подсистем:
§ окружающая среда, состоящая из блоков: природа, хозяйство, население, общность людей;
§ популяционное здоровье, состоящее из блоков: уровень здоровья, факторы риска;
§ демография, состоящая из блоков: воспроизводство населения, общественно-исторические и природно-географические условия воспроизводства населения.
Антроэкосистема измеряется во времени и пространстве по мере развития производства, социально-экономических условий и инфраструктуры на этой территории. Поэтому оценка экологии человека должна учитывать производственные уровни (локальный, региональный, глобальный), природно-климатические показатели общности людей. Для оценки человека используются как субъективные показатели (например, результат социологических опросов населения), так и объективные показатели: данные медицинской и демографической статистики, материалы натурных исследований, результаты обработки экономических, географических, геофизических и др. сведений, а также материалы прогностических оценок (экологический риск) и т.д.
Другой важной составляющей антроэкосистемы является окружающая среда. Она характеризуется преимущественно тремя группами факторов. Первая группа включает показатели, характеризующие уровень комфортности природной среды для жизни населения. Вторая группа факторов характеризует степень загрязнения и деградации, окружающей среды в результате техногенной деятельности человека. Третья группа факторов представляет состояние социально-экономической обстановки в регионе. Многочисленные показатели социально-экономических факторов могут сводиться в общий коэффициент илииндекс социального благополучия населения.
Здоровье населения – показатель состояния экологии человека. Здоровье населения – важный показатель, характеризующий экологию человека в конкретных условиях природной среды, социального, производственного и бытового уровня развития общности людей. В свою очередь, состояние здоровья населения зависит от проявления различных факторов риска, таких как: проявление негативных сторон образа жизни, последствия проявления социально-производственных условий труда и быта, генетические предпосылки ухудшения здоровья, снижение качества окружающей среды, низкая действенность здравоохранения. По мере развития цивилизации и роста промышленности все большее влияние на здоровье населения оказывают последствия техногенного воздействия на окружающую среду. В большей степени изменениям подвергается приземный слой атмосферы, природные воды (поверхностные, подземные и морских акваторий), почвенный покров, геологические территории, растительный и животный мир. Все эти изменения в той или иной степени с учетом места и времени определяют характер заболеваний, их масштабы и последствия для здоровья и продолжительности жизни человека.
Возрастающую роль на формирование патологии человека оказывает геологическое строение территории. Установлено, что изменение традиционного состава и соотношения биологически активных микроэлементов в цепи
геологические породы → почвы →
→ продуктивные культуры → продукты питания
приводят к тяжелым заболеваниям. Открытые участки геологических пород в зонах повышенной естественной радиоактивности, а также строительные материалы (кирпич, бетон и др.) изготовленные из местных пород могут являться источником повышенной радиоактивности с различными последствиями облучения организма.
Биологические компоненты с различными микробиологическими и эпидемиологическими характеристиками, способные сохраняться в биологической среде почвы длительное время (чума, холера и др.), а также в организме диких животных (клещевой энцефалит, туляремия, лихорадка Ку, сыпной тиф и др.) могут через непосредственный контакт или через переносчиков (кровососущих насекомых) вызывать опасные заболевания.
Значительное место в формировании экологии человека занимают его личностные отношения к окружающей среде, к своему здоровью, к своей роли и месту во взаимоотношениях в семье и с окружающими.
Все эти факторы по отдельности и в совокупности их проявления создают те условия социального и психического состояния человека, которые определяют его среду образа жизни.
Экология человека, проживающего в городе значительно отличается от экологии человека, проживающего в сельской местности. На человека, проживающего в городских условиях, давит пресс техногенных факторов урбанизированных территорий.
Социально-политическая обстановка в стране – важная составляющая экологии человека. Чувство неуверенности в завтрашнем дне, неудовлетворенность своим положением в обществе, материальными условиями жизни, невозможностью реализовать свои способности вызывают у человека состояние угнетенности и личной ущербности в сообществе людей.
Популяционное здоровье – важная составляющая экологии человека,которая в значительной мере определяется характером и объемом воздействия техногенных факторов. Следствием их воздействия является повышение риска заболеваемости населения, снижение работоспособности и социальной активности у трудовой части населения, снижение защитных свойств иммунной системы, сокращение продолжительности жизни людей, сокращение сроков их активной трудовой деятельности, рост инвалидности и увеличение списка профессиональных заболеваний.
Оценка экологии человека. В оценку экологии человека входит целая группа показателей, характеризующая качество среды и ее доступность для реализации в конкретных условиях обитания. Все эти показатели можно сгруппировать в три блока.
Первый блок объединяет показатели, характеризующие природные условия конкретной территории интегрируемый комплексным показателем – уровнем комфортности природной среды для жизни населения.
Второй блок объединяет показатели загрязнения и деградации окружающей среды под воздействием различных факторов техногенного происхождения. В совокупности все эти показатели второго блока характеризуются степенью ухудшения среды обитания.
Третий блок группирует показатели характеризующие социально-экономическую обстановку в местах проживания населения. Обычно в качестве комплексного показателя социально-экономической обстановки выступает (используется) индекс социального благополучия населения.
Оценка комфортности природных условий предусматривает учет таких параметров состояния природной среды как: климат, рельеф, геологическое строение, наличие востребованных природных ресурсов и их доступность к использованию, поверхностные и подземные воды, их наличие и качественное состояние, растительный и животный мир их разнообразие и возможность использования, санитарно-эпидемиологическая обстановка в регионе, наличие зон рисковых ситуаций техногенного и природного происхождения.
Универсальным показателем оценки среды обитания является показатель предельно допустимой концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, воде, почве и пищевых продуктах.
С учетом специфических особенностей биологического воздействия загрязняющего компонента на организм (общетоксическое или рефлекторное действие), а также возможной суточной или разовой динамики образования концентрации загрязняющего компонента в зоне его формирования устанавливают максимально разовую ПДК (ПДКм.р.), среднесуточную ПДК (ПДКс.с.), среднемесячную ПДК (ПДКс.м.) и среднегодовую ПДК (ПДКс.г.).
Помимо основных ПДК введены «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (ГН 2.1.6.696 – 98)» временно сроком до трех лет. Через три года ОБУВ должны переводиться в ПДК. ОБУВ назначаются в связи с появлением новых не изученных вредных поллютантов, контакт с которыми становится реальной опасностью. В список ОБУВ (ГН 2.1.6.696 – 98) включено 1495 веществ.
В зоне формирования поллютантов в атмосфере от двух и более источников выброса в целях не превышения их суммарной концентрации показателю ПДК, для каждого источника устанавливается норматив предельно допустимого выброса (ПДВ) для определенного вещества. ПДВ определяется расчетным методом с учетом производительности источников выброса, фоновых концентраций и метеорологических условий в данной местности.
В рабочей и производственной зоне воздушная среда может подвергаться загрязнению различными опасными веществами для которых разрабатываются свои ПДК веществ рабочей зоны.
Воздушная среда жилищ зданий может наполняться вредными веществами, источниками которых могут быть полимерные материалы, продукты переработки пищи, остаточные компоненты сгораемого газа, продукты жизнедеятельности человека и пр. Наиболее распространенными компонентами, заполняющие жилые помещения являются: оксиды углерода, аммиак, фенолы, формальдегиды, ацетон, сероводород и др. Длительное пребывание в присутствии этих поллютантов в непроветриваемом помещении вызывает головные боли, чувство усталости, снижение умственной работоспособности.
Кроме этих веществ в помещениях могут накапливаться радионуклиды, микроорганизмы и химические вещества канцерогенного действия.
Все загрязняющие вещества (поллютанты), с которыми человек может контактироваться в различных условиях жизнедеятельности, по своему механизму токсического действия подразделяются на 4 класса. 1-ый класс (чрезвычайно опасные): бензо(а)пирен, диметилтиофосфат, мышьяк, свинец, ртуть металлическая и их неорганические соединения. 2-ой класс (высокоопасные): метилмеркаптан, окись (двуокись) азота, никель, марганец, сероводород, серебро металлическое и его неорганические соединения, формальдегид, фтористый водород. 3-ий класс (умеренноопасные): сажа, сероуглерод, спирт метиловый, табак. 4-ый класс (малоопасный): аммиак, аммиачно-карбамидное удобрение, бокситы, глинозем (оксид алюминия), железорудные окатыши, известняк, медно-никелевая руда. (ГОСТ 12.1.007-76).
Нормативы качества воды отражают комплексный подход к оценке влияния загрязнений в водных средах на организм. Это влияние учитывается по фактору токсического (ядовитого) действия - токсикологическое, по фактору органолептического (вкуса, запаха) действия - органолептическое, по фактору санитарного (микроорганизмы) состояния водоема – общесанитарное.
Выделяются три лимитирующих признака вредности:
1) предельная концентрация вещества, которая вызывает изменение органолептических свойств воды не более 1 балла;
2) предельная концентрация, которая вызывает изменение санитарного режима водного объекта (ухудшение процессов самоочищения) не более чем на 20%;
3) максимальная недействующая концентрация (МНК), которая при поступлении в организм человека с питьевой водой не оказывает вредного воздействия на его потомство.
Наименьшая концентрация из них является определяющей для установления лимита вредности. Все ядовитые вещества в водных средах по эффекту воздействия делятся на три категории лимитирующих показателей вредности (ЛПВ): органолептические, общесанитарные и токсикологические.
Нормативы качества почвы отражают многоуровневый подход к оценке опасности воздействия присутствующих в почве поллютантов на организм и представляет собой комплексный показатель характеризующий безвредную концентрацию вещества при возможном контакте с ней человека при определенных путях воздействия с учетом механизма переноса, биологической активности почвы и процесса ее самоочищения. Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально: транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение; миграционный водный, характеризующий способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники; миграционный воздушный показатель вредности, характеризующий переход вещества из почвы в атмосферный воздух; и общесанитарный показатель вредности, характеризующий влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. Такая градация позволяет вычленить наиболее опасную концентрацию вещества. Таким образом, наименьшая установленная концентрация является лимитирующей и принимается за ПДК.
Контрольные вопросы
1 Какое содержание включает термин «экология человека»?
2 Какое содержание включает понятия «индекс общественного развития» и «индекс прав человека»?
3 Каким показателем оценивается качественное состояние окружающей среды, загрязненное вредными веществами?
4 Что такое антропоэкосистема?
5 Показатель состояния экологии человека?
6 Три блока оценки экологии человека?
7 По каким нормативам оценивается качество воды и почвы?
ЛЕКЦИЯ 7
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!