Антропогенні фактори, що викликають зміни в організмах
Міністерство освіти і науки України
Відкритий міжнародний
Факультет: Біомедичних технологій
Кафедра: Екології та охорони навколишнього середовища
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
З дисципліни: Біоіндикація
на тему: Антропогенні фактори, що викликають зміни в організмах
Студентів ІІ курсу
групи ЗЕК-71:
Ведмідь А.І.
Київ 2008
Зміст
Вступ…………………………………………………………………
1. Глобальні
біогеохімічні проблеми……………………
2.Регіональні
біогеохімічні проблеми……………………
3. Вплив антропогенного
забруднення довкілля на
4. Антропогенний вплив
на території міст…………………………………
5. Атмосферне
повітря і джерела його
5.1. Природні
джерела забруднення атмосфери…
5.2. Джерела та склад штучних забруднювачів атмосфери………………...….11
5.2.1. Промислові
підприємства………………………………………………
6. Функціональні порушення рослинах, викликані токсикантами………..….13
6.1. Рослини і біологічна активність ґрунтів індустріальних регіонів…….….14
6.2. Оцінка аеротехногенної
трансформації лісів України………
6.3. Зміни торфовищ
в умовах техногенезу…………………………
6.4. Реакція популяцій на вплив антропогенних факторів……………………..17
6.5. Антропогенні зміни і відновлення природної рослинності…………........19
Висновок…………………………………………………………
Список використаної
літератури………………………………………………..
Вступ
Хід подій поставив людство в ХХ столітті перед проблемами, з якими воно ніколи раніше не зустрічалося. Промислова діяльність досягла такого рівня, що почала впливати на стан навколишнього середовища. Забруднення атмосфери, природних вод, ґрунтів і рослинного світу промисловими і побутовими відходами стало відчутним фактором діяльності на глобальну систему біосфери. На окремих територіях забруднення навколишнього середовища негативно виявляється на біорізномаїтті, руйнує біоценози, створює загрозу для здоров’я населення.
На протязі останніх тисячоліть природний розвиток біогеохімічних циклів відчуває все більший вплив господарської діяльності людства. Якщо до результатів господарської діяльності людей додати непередбачувані наслідки цієї діяльності – ерозію ґрунтів, утворення пустель, лісові пожежі та ін., то очевидно, що людське суспільство з моменту його появи стало важливим фактором у змінах природного середовища.
Спочатку діяльність людей охоплювала живі організми та системи ґрунтів. Вирубуючи та спалюючи ліси, розорюючи степи, змінюючи природну рослинність на сільськогосподарські культури, люди вносили певні зміни в біогеохімічну структуру екосистем суші. Глибокі зміни в господарській діяльності почалися в ХІХ столітті, коли почався бурхливий розвиток індустрії. В сферу промислового господарства почали додаватися в значній мірі маси хімічних елементів, що діставалися з земних надр. Дія загальної промисловості поширюється не лише на зовнішню частину земної кори, але й на природні води і атмосферу. Одночасно в навколишнє середовище промисловими підприємствами викидається сотні мільйонів тонн газів і пилу, в поверхневі води поступають десятки мільйонів тонн побутових, промислових і сільськогосподарських стоків.
Приведені приклади показують, що людство в процесі виробничої діяльності виступає як потужний антропогенний фактор.
1.Глобальні біогеохімічні проблеми.
В залежності від особливостей циклів природного обміну забруднюючий компонент може розповсюджуватися на всю біосферу, на значну територію або мати локальний характер. Однією з проблем, що мають глобальне значення, є зростання вуглекислого газу в зв’язку з промисловим виробництвом.
З’єднання вуглекислого газу є найбільш розповсюдженими речовинами, що поступають а атмосферу в результаті горіння і переробки органічного палива і деяких мінеральних речовин. Від підприємств і транспортних засобів в атмосферу потрапляють СО2 , СО і різні вуглеводні.
СО є високотоксичним газом для людей і тварин, але навіть в невеликій
3
концентрації він стимулююче діє на рослини. Потрапляючи в атмосферу, СО
швидко розчиняється
і зазвичай не створює високої
концентрації. Однак в закритих приміщеннях,
наприклад гаражах, тунелях, або
при накопиченні великої
Вуглеводні – найбільш чисельна група речовин, що забруднюють атмосферу. В неї входять насичені і ненасичені, циклічні і нециклічні з’єднання, що містять від 1 до13 атомів вуглецю. Вони підлягають різним перетворенням (окисленню, полімеризації) взаємодіючи з іншим атмосферним брудом під впливом сонячної радіації. В результаті цих реакцій утворюються вільні радикали, з’єднання з окислами азоту і сірки.
СО2 відноситься до природних компонентів атмосфери, але висока локальна концентрація його може бути токсичною для наземних організмів. Ріст концентрації СО2 сам по собі не становить загрози, але підвищений склад молекул СО2 може викликати підвищення температури повітря, тим самим утворюючи парниковий ефект, що може призвести до катастрофічних наслідків.
Метеорологи вважають, що зараз у Північній півкулі температура наземного шару тропосфери на 0,4°С вище, ніж в 1950 – 1980 рр. Вважається, що до 2050 р. температура збільшиться на 3 – 4°С. Потепління клімату має відобразитися на біосфері в цілому, викликати збільшення майже на 0,5 м рівня Світового океану за рахунок танення 30 · км³ льодовиків і майже такої ж кількості морського льоду. Затоплення густонаселених берегових територій тягне за собою складні ситуації в економіці і організації світового господарства. Теоретична проблема розбалансування глобального циклу природного обміну вуглекислого газу набуває економічних, соціальних, а значить і політичних аспектів.
2.Регіональні біогеохімічні проблеми.
Значний дисбаланс в цикли природного обміну, що охоплюють екогеосистеми великих регіонів, вносять відходи промислових підприємств і транспорту. Близько 95% техногенних викидів з’єднань сірки представлено SO2 . Оксиди сірки, осідаючи з атмосферними опадами, вражають рослинність, гублять ґрунтову біоту, викликають захворювання населення. Техногенні оксиди сірки розподіляються нерівномірно і вражають окремі райони. Екологічна проблема сірчанокислотних дощів загострюється трансграничним переносом повітряних мас, що місять оксиди сірки.
З’єднання сірки потрапляють в атмосферу в великих кількостях у вигляді SO2, SO3, H2S, СS2. Серед них переважає сірчаний газ, який виділяється в процесі горіння сірковмісного палива або переробки сірчаних руд.
У вільній атмосфері сірчаний газ через деякий час окислюється до
4
сірчаного ангідриду або вступає у взаємодію з іншими з’єднаннями, зокрема
вуглеводнями.
Сірчаний ангідрид завдяки високій
гігроскопічності швидко реагує з водяним
паром атмосфери і
Сірководень потрапляє в атмосферу оремо або разом з іншими з’єднаннями сірки, але в значно меншій кількості ніж сірчаний газ. Основними джерелами викиду їх є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні та інші. Сірководень має різкий запах і високу токсичність для людей та тварин.
З’єднання азоту, що потрапляють в атмосферу, представлені окислами азоту (N2O, NO, NO2, N2O3, N2O5) і аміаком. Основними джерелами забруднення повітря є топки для спалювання топлив, підприємства, що виготовляють добрива, азотну кислоту, нітрати, барвники, віскозний шовк.
Окисли азоту, що знаходяться в атмосфері є токсичними для організмів, і шкода їх в багато разів збільшується з утворенням окислювачів і перекисів, насамперед вуглеводнів.
Із інших з’єднань азоту атмосферу забруднює аміак, що потрапляє від підприємств, які виготовляють амонійні добрива і азотну кислоту. Аміак реагує в атмосфері з багатьма ангідридами кислот, в результаті чого утворюються відповідні амонійні солі – сульфати, нітрати, хлориди, фториди. Найменші кристали цих солей міріадами носяться в повітрі і поступово осідають на підстилаючу поверхню.
Фотохімічний туман (смог) є багатокомпонентною сумішшю газів і аерозольних частинок первинного (NO, CmNn, SO2) і вторинного походження. В склад основних компонентів смогу входять озон, окисли азоту і сірки, багаточисельні органічні з’єднання перекисної природи, що в сукупності називаються фітооксидантами. Фітохімічний смог утворюється при певних умовах: наявність в атмосфері великої концентрації окислів азоту, вуглеводів і іншого бруду, інтенсивної сонячної радіації і безвітряності або дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі при потужній і на протязі не менше доби високій температурній інверсії. Сонячна радіація необхідна для проходження фотохімічних реакцій з утворенням окислювачів і перекисів, а стійка, безвітряна погода, що супроводжується температурними інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин. Такі умови найчастіше бувають літом (червень – вересень) і рідше зимою. Забруднення
5
повітря фітооксидантами викликає неприємний запах, сльозоточивість, задуху, зменшує видимість, викликає смерть тварин від набряків легень, руйнує кам’яні і металеві конструкції, картини, синтетичні вироби, фарби на автомобілях.
З’єднання фтору
є поширеними і одними з найбільш
токсичних для рослин і інших
організмів. Фтор має високу реакційну
здатність і в атмосферне повітря
потрапляє у вигляді
З’єднання хлору потрапляють в атмосферу з багатьох джерел, але в найбільшій кількості – від хімічних підприємств, які виготовляють соляну кислоту, пестициди, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері хлор зустрічається у вигляді різних з’єднань. Токсичність хлору для рослин визначається видом їх з’єднань і концентрацією.
Таким чином, газоподібні
забруднення атмосфери
Внаслідок рівнинного
рельєфу більшої частини
Основними джерелами аерозольних забруднень повітря є ТЕС, металургійні, цементні і сажеві заводи. Аерозольні частинки відрізняються великим різномаїттям хімічного складу. Найчастіше в їх складі знаходять з’єднання кремнію, кальцію і вуглецю (недогоріле вугілля, сажа, смола), рідше – окисли металів: заліза, магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, вісмуту, селену, миш’яку, берилію, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також пил азбесту та пестицидів. Ще більша різноманітність властива органічному пилу, що включає аліфатичні та ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вони утворюються при спалюванні кінцевих нафтопродуктів, в процесі піролізу на нафтопереробних, нафтохімічних і пластмасових підприємствах.
6
Біологічне значення і шкоду аерозолів визначають їх токсичністю і концентрацією не взагалі в атмосфері, в глобальних її масштабах, а насамперед в навколоземному шарі повітря.
Широко розповсюдженим і небезпечним забрудненням повітря аерозолями первинного і вторинного походження є автомобілі. Вони викидають разом з вихлопними газами з’єднання свинцю, сажу та інші тверді вуглеводні.
Таким чином сучасні промислові підприємства і транспортні засоби викидають в атмосферу великий об’єм газоподібних і аерозольних речовин досить складного хімічного складу. Вони негативно впливають на людину, рослинні і тваринні організми. Забруднюючі повітря речовини взаємодіють між собою і з компонентами атмосфери, утворюючи вторинні продукти, які ускладнюють хімічний склад атмосферних домішок і часто підвищують їх токсичність для організмів. Тверді та рідкі аерозольні домішки, що викидаються транспортно-промисловими джерелами і утворюються у вільній атмосфері у результаті вторинних реакцій, створюють видиме помутніння атмосфери і погіршують умови існування рослин.
Сильні зміни природних біогеохімічних циклів деяких хімічних елементів виникають під впливом сільського господарства. Природна рослинність, що знаходилася в біогеохімічній рівновазі з навколишнім середовищем, замінена сільськогосподарськими культурами, які можуть існувати в умовах даних екогеосистеми лише завдяки людині. Продукція повністю не повертається в ґрунт, а частково видаляється у вигляді врожаю. В систему біологічного обміну штучно вводяться значні маси азоту, калію, фосфору, а також додаткова кількість води. Разом з тим механічне порушення ґрунту активізує процеси ерозії і виносу хімічних елементів за межі оброблюваних площ.
Забруднення нафтою
і нафтопродуктами Світового
океану порушує всю систему
7
Ще більш значні маси відходів виникають при експлуатації місцезнаходжень кам’яного вугілля. Поблизу шахт і відкритих розробок атмосфера забруднена вугільно-силікатним пилом і димом, ґрунти поховані під відвалами розкришених порід, склад поверхневих і ґрунтових вод трансформований продуктами окислення сульфідів заліза, що містяться у вугіллі. Навколо шахт і розрізів утворюються полікомпонентні геохімічні аномалії. В районах, які довий час експлуатували окремі техногенні аномалії зливаються в загальні техногенні геохімічні поля, які служать потужними джерелами емісії речовин, що забруднюють атмосферу. Вплив цих полів розповсюджується далеко за їх межами. Достатньо згадати випадки трансграничного переносу повітряних мас, збагачених при спалюванні вугілля оксидами сірки і обумовлені цим кислотні дощі.
3. Вплив антропогенного
забруднення довкілля на
На екологічний фактор припадає біля 20% у формуванні здоров’я людини. Останніми роками швидкими темпами погіршується екологічна ситуація у всьому світі. Також погіршується популяційне здоров’я населення України – збільшується поширення захворювань дихальної, серцево-судинної, нервової системи, вроджених вад розвитку, а також і онкологічних захворювань. Онкологічна патологія є однією із найпоширеніших причин захворюваності та смертності дорослого населення України, особливо в регіонах із високими рівнями розвитку промисловості, що визначає актуальність дослідження впливів техногенного забруднення довкілля на захворюваність населення на цю патологію.
Існують статистичні
зв’язки між рівнями
Рівень онкологічної патології органів травлення в більшій мірі залежить від техногенного забруднення питної води та іонізуючим випромінюванням і електромагнітними полями; для органів дихання – атмосферного повітря; для кісток та сполучної тканини – ґрунтів; для кровотворної та лімфатичної системи – іонізуючим та електромагнітним випромінюванням.
За даними аналізів встановлено, що техногенними забруднювачами, які збільшують рівні онкологічної патології серед населення є:
1) хімічні агенти:
органічні речовини –
2) фізичні агенти: іонізуюче випромінювання; електромагнітне
8
випромінювання – промислової частоти, високої радіочастоти, радіолокаційних станцій, ліній електропередач більш 220 кВ. Це поглиблює уявлення про вплив техногенного забруднення навколишнього середовища на формування ризику онкологічної патології.
Таким чином, встановлено, що між техногенним забрудненням навколишнього середовища хімічними та фізичними факторами і виникненням онкологічної патології, є достовірні зв’язки і вони є найбільш небезпечними в областях України із значним розвитком видобувної та переробної, металургійної, хімічної, машинобудівної промисловості, енергетичного комплексу.
4. Антропогенний вплив на території міст
Міське середовище
формується за умов поєднання дії
природних і антропогенних
Тривалість антропогенного впливу на природне середовище – це відрізок часу (в роках), за який здійснюється різноманітна діяльність людини на території міст, що має певні наслідки й призводить до використання, виснаження, забруднення, перетворення або деградації компонентів природного комплексу або ландшафту в цілому.
Початок процесу антропогенного впливу на природу пов'язаний із розвитком поселень людини найдавніших часів. У палеоліті (160 – 6 тисяч років тому) основними видами впливу людини були збиральництво, полювання, селитебне будівництво. Пізніше виникають нові види: в неоліті (6 – 3 тисяч років тому) – землеробство, скотарство, спорудження фортифікацій; енеоліті та епосі бронзи (3 – початок 1 тис.до.н.е.) – бронзова металургія; скіфському часі (7 – 4 ст. до н.е.) – залізна металургія; сарматському часі (3 ст. до н.е. – 3 ст. н.е.) – кочове скотарство.
Таким чином, «доміський» етап відзначається початком змін окремих компонентів природи, пов’язаних з вирубуванням лісів, видобутком копалин, плануванням рельєфу в місцях давніх поселень, сільськогосподарськими впливами, спорудженням фортифікацій тощо.
За часом та характером дії антропогенного впливу на природне середовище можна виділити такі групи міст:
1) міста з дуже значною тривалістю антропогенного впливу з перервами у часі: а) 2600 – 1500 років – Київ, Севастополь (Херсонес); б) 15000 – 1000 років – Чернігів;
9
2) міста із значною тривалістю постійно діючих антропогенних впливів – 1000 – 500 років – Полтава;
3) міста із значною тривалістю антропогенного впливу з перервами у часі – 1000 – 500 років – Ужгород, Чернівці, Житомир, Вінниця, Луцьк, Львів, Рівне, Сімферополь;
4) міста з
середньою тривалістю
Час дії антропогенних
впливів є одним з
5. Атмосферне повітря і джерела його забруднення
Повітряна оболонка Землі виконує багато функцій. Вона є середовищем існування і джерелом необхідних речовин для організмів, забезпечує і регулює кругообіг речовин і енергії в місцевих і планетарних масштабах, між Землею і космічним простором.
В останні десятиріччя проходить інтенсивне насичення атмосфери пило- і газоподібними відходами транспортних засобів і промислових підприємств. Вони викликають локальне погіршення умов існування людини та інших організмів, насамперед в містах і промислових районах, створюють загрозу погіршення клімату в глобальних масштабах. У зв’язку з цим гостро відчувається необхідність в раціональних, науково доведених заходах по запобіганню забруднення атмосфери і збереженню нормальних умов життя, праці та відпочинку людей і біосфери в цілому.
5.1. Природні джерела забруднення атмосфери
Повітряний басейн, особливо поблизу земної поверхні, постійно насичується неорганічними і органічними газами, парами і твердими часточками. Вони утворюються при розпаді органічних речовин, при геологічних і геохімічних процесах в літосфері та виділяються організмами. Кількість газових домішок, що потрапляють в атмосферне повітря, становить маса органічних розкладів і рівень сприятливих умов для їх розкладу. Тому
10
насичення атмосфери
газоподібними домішками
Періодично велика кількість різних газів і випаровувань потрапляють в
атмосферу з діючих вулканів, гейзерів, геотермальних та інших підземних джерел, при лісових та степових пожежах.
Значну кількість домішок в атмосферному повітрі становлять тверді часточки. Вони мають земне ті космічне походження. Космічний пил насичує переважно верхні шари стратосфери. Більш істотне значення в запиленні атмосфери належить твердим частинкам земного походження. Вони потрапляють в тропосферу, рідше в стратосферу, при виверженні вулканів, пилових бурях, які піднімають з земної поверхні частинки ґрунтів і гірських порід, при лісових та степових пожежах. Повітряні потоки переносять кристали солей зі Світового океану, пилок і спори рослин. Мінеральні та органічні частинки, що потрапляють в атмосферне повітря підвищують запиленість.
Періодично значне забруднення повітря становлять частинки рослинного походження. Під час масового цвітіння рослин в повітря потрапляє велика кількість пилку. Він повністю покриває земну поверхню, надаючи їй жовтого кольору. Спори грибів, мохів, лишайників і папороті після дозрівання і при сухій погоді висипаються і розносяться повітряними потоками. Насичення повітря частинками рослинного походження у деяких людей викликає алергічні реакції.
Приведений перелік твердих забруднювачів доповнюють рідкі ті тверді аерозольні частинки. В повітрі тверді частинки виступають ядрами конденсації водяного пару, утворюючи хмари і туман.
Помутніння атмосфери, утворене твердими і рідкими частинками, незалежно від їх походження викликає розсіювання сонячних променів в атмосфері, зменшуючи їх приток до земної поверхні. Наслідком цього може стати зниження температури повітря на декілька градусів.
Самоочищення атмосфери проходить шляхом адсорбції газів рідкими капельками, агрегування частинок, розчинення у воді осаду з наступним осіданням на земну поверхню. Процес очищення забрудненого повітря посилюється з приближенням до земної поверхні в результаті поглинання листками рослин газоподібних речовин.
Концентрація насичуючих атмосферу різних домішок в результаті дії природних факторів в більшості випадків невелика і проходить періодично з інтервалами. Домішки в повітрі пило- і газоподібних речовин сумарно не перевищують одну мільйонну або мільярдну частину об’єму.
5.2. Джерела та склад штучних забруднювачів атмосфери

- Антропогенного воздействия локального уровня в Омской области
- Антропогенное воздействие
- Антропогенное воздействие. Загрязнение и его виды
- Антропогенное воздействие на атмосферу
- Антропогенное воздействие на атмосферу
- Антропогенное воздействие на атмосферу
- Антропогенное воздействие на атмосферу
- Антропогенез – древние люди
- Антропогенез и становление первобытной культуры
- Антропогенез «Создает человека природа, но развивает и образует его общество». Взгляды на проблему
- Антропогенна евтрофікація внутрішніх водоймищ. Причини, механізм, наслідки, шляхи подолання
- Антропогенная нагрузка на окружающую среду и принципы экологического нормирования
- Антропогенний вплив на довкілля
- Антропогенні фактори, що викликають зміни в організмах