Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия

Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия.  

1.Особенности  популяции человека.

2. Антропогенный фактор  в биосфере.

3.Экологические  кризисы в истории  человечества 

1.Особенности  популяции человека.

План.

Введение.

1. Потребление ресурсов.
2. Разрушение экосистем и уничтожение видов
3. Загрязнение биосферы.

Возникновение вида Homo Sapiens относится к последнему периоду эволюционно временной шкалы. Поэтому время воздействия человека на экосистему (биосферу) очень мало. Необходимо учесть огромную мощность человечества и колоссальную концентрацию энергии в географическом и функциональном пространствах.

Суммарный выброс вулканов составляет в газ 3•10⁹ т, а горнодобывающие промышленность дает: полезных ископаемых - 7•10⁹ т, и 70•10⁹ попутной породы и превышение составляет более чем 25 раз. В целом, антропогенное поступление химических элементов из недр в 100 раз больше естественного.

Площадь поверхности Земли составляет 5•10⁸ км² и в среднем поток энергии в биосферу равен

1,5•10⁸ км²

Следовательно, суммарная энергия за год составляет 7,5•10³⁰ ккал

Т. е  при сжигании топлива высвобождается 4•10¹⁶ ккал, следовательно люди вырабатывают долю энергии, равную 2•10^-4 от притока солнечной. Это значение представляется ничтожным, но в крупных городах, имеющих много промышленных предприятий соотношение доходит до 2,5.

1.Потребление ресурсов.

Земля: Каждые 15 лет площадь отчуждаемых земель удваивается, следовательно процесс протекает в 2-3 раза быстрее, чем процесс роста населения.Человечество в начале тысячелетия очень близко к исчерпанию ресурсов земель, пригодных для культивирования полезных растений и животных.

Вода: 71% площади поверхности земли занимает вода, из них пресная - 2 %, в т.ч. 80% - в ледниках (V_лед 21•10⁶ м³). Для современной промышленности для выработки одной тонны продукции необходимо м³ воды:

• бумаги - 250
• удобрений - 600
• искусственного шелка - 1500
• капрон - 2500
• зерна - 500

Для хоз .- быт. нужд люди отбирают 10% речного стока, что приводит и истощению горизонта грунтовых вод. Например, в Болонье горизонт составляет в 1945 году - 12 м, а в 1975 г - 35 м. При современных ростах промышленности и потребления пресной воды запас может иссякнуть к 2100 году.

Лес: В настоящее время установлено, что за столетие две трети тропических лесов уничтожено. Продолжается истребление лесов Амазонки и Сибири.Всего на Земле человеком сведена треть лесов.

Воздух: Человечество потребляет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания 43 млрд. человек; это означает, что вместо людей дышат машины. Так самолет перелетев Атлантику, расходует 35 т кислорода.  Таким образом человек все более уничтожает природные ресурсы. В этой связи закономерен вопрос - включил ли человек элементы своего жизнеобеспечения в биогеохимические круговороты. Т.е человек нарушает круговороты и вносит дополнительный импульс в разрушение экосистем.

2.Разрушение  экосистем и уничтожение  видов

Одним из следствий культирования человеком домашних растений и животных стали - засуха и эрозия почв.Страны Ближнего Востока, Греция, Сев. Америка - наполовину превратились в пустыни. В США за 150 лет эрозия привела в негодность 120•10⁸ га земли; ежегодно разрушается 2000 км² плодородных почв. Аналогичная картина происходит в Европе: земля на площади 5•10⁴ в Италии потеряны для с/х производства, а во Франции находится под угрозой утраты ,после 5-7 лет с/х использования тропического леса он превращается в пустыню. 9/10 территорий острова Мадагаскар стали непригодными для с/х использования.

Истребление леса привело к тому, что г. Самара движется на юг со скоростью 50 км/год. В целом на Земле по вине человечества потеряно 5•10⁸ км² культурных земель (вся поверхность суши 150•10⁶ км²).

Грубым  нарушением водного баланса в  нашей стране - это широкомасштабное осушение болот. Рентабельность водорегуляции болот по продуктивности превышает все искусственные ирригационные сооружения.

Наиболее заметным разрушением под воздействием человека экосистемы являются разрушением видов. С 1600 г. истреблено 162 вида птиц + 381 вид на пути к этому, а также 100 видов млекопитающих (готовятся к этому еще 255 видов).

3.Загрязнение  биосферы.

Загрязнение атмосферы происходит за счет выбросов автомобилей 60% и сжигания топлива (уголь, нефтепродукты, газ), каждый авто выбрасывает за год 1 кг свинца? Ежегодно в мире сжигается 7•10⁹ т условного топлива с КПД - 33%, соответственно выбрасывается 1•10⁹ т взвесей. Одна ТЭЦ ежегодно дает 0,18•10⁶ т сернистых веществ и пыли. Загрязнение атмосферы не имеет границ загрязняющие вещества атмосферы в Техасе, обнаружены в Штате Огайо, на расстоянии 1600 км. За 100 лет в атмосферу попало: 1,0•10⁶ т кремния; 1,5•10⁶ т мышьяка; 0,9•10⁶ т СО.

 Загрязнение  воды очень многообразно Реки  загрязнены на 16% пром. отходами (в т.ч. моющими средствами).

Море  превратилось в гигантскую свалку -1968 г выброшено 5•10⁶ т нефтепродуктов, сейчас ежегодно выбрасывается 30•10⁶ т (покрыта 1/5 часть океана неф. пленкой). Пленка изменяется оптические характеристики поверхности, затрудняет газообмен, губительно действует на фитоплактон, дающий 34 % атмосферного кислорода.

Особенно  опасны гербициды (ДДТ (68 г.)) они ведут  себя как кумулятивные яды и канцерогены, стимулируют появление устойчивых популяций вредителей.

По современным  данным ВОЗ содержание Рв и Нg в теле человека возросло за 100 лет в 50 и 100 раз соответственно.

Представленные  сведения отрицательного влияния антропогенных воздействий на биосферу, это  не учитывая влияние радиации и акустических загрязнений.

Рост  популяции

Современная человеческая цивилизация является преимущественно городской, и имеется  тенденция к ускорению роста  численности людей на Земле. Перспектива роста численности человечества в чисто количественном аспекте может быть намечена с помощью след. соображений.

суммарная энергия, поступающая, на поверхность Земли в год составляет 7,5•10²⁰ ккал, для людей доля энергии составляет 0,01 от общего 7,5•10¹⁷. Человеку в день требуется = 3000 ккал в год 10⁶ ккал, отсюда возможная численность населения Земли = 750 млрд. плотность составит 1500 чел/км², а на суше - 4500 чел/км². Это сравнимо с плотностью в Санкт - Петербурге

Воздействие Электромагнитных полей на организм человека

В системе  ионосферы человек пребывает  в экологическом пространстве это  «психологическое пространство» личности, ее физические и биологические поля, др. излучения. Предположительно, движение белковых молей в клетках находится под управлением КВЧ волн. В 1990 году было установлено, что нормальный человеческий организм является источником белого шума, т.е колебаний в очень широком спектре частот чрезвычайной низкой интенсивности, при этом спектре плотность. Установлено также, что различные заболевания связаны с аномальными отклонениями в интенсивности излечения в очень узком диапазоне частот (КВЧ). Процессы мышления и процессы восприятия и обработки информации, т.е информационное поле, мы можем оказывать влияние на поведение человека. Т.о Электромагнитные воздействия могут «навязать» человеку информацию  дезорганизующую мышление. Речь идет о применении психотропного оружия (по неофициальным данным Ирак 00.12.1990, август 1991 - Москва).

Природа психотропных воздействий сводится к созданию резонанса, например пси-генератор работает в диапазонах СВЧ и КВЧ. если например такое излучение на человека, и модулирование его голоса, то мозговая жидкость пациента будет колебаться в такт звуковым колебаниям, достигнет слухового нерва и человек подвергается кодированию.

Изменяя частоту и форму сигнала пси-генератора можно настраиваться на бионергетические характеристики отдельных людей. Живые организмы сами могут испускать волны КВЧ (1 = 1ч10 мм) диапазона. Собственное поле организм использует для целей управления.

В медицине использование  генерированного  КВЧ шума составляет спектральной плотностью 10е^-18 - 10е^-17 Вт/гЦ

Т. о. в  настоящее время механизм воздействия электромагнитных излучений на организм человека не ясны полностью

Иониз. излучение

Микроволны  и радиочастот. излучение

Высоковольтные  линии Эл. передачи

Биологическое действие ионизирующего излучения

И излуч. может усиливать тепловое движение в живой ткани. Повышение температуры ткани и вредные последствия, ожоги, кабаракты, аналогии развития утробного плода.

Разрушение  клеточных мембран и т. д. Эта  радиочастот. диапозон. Дозы выше 100 МВт на см² тепловое повреждение 1 - 10 МВТ/см² изменен в имун. системе.

Микроволны  и радиочастотное излучение

Микроволновки, радары, ТВ, телефон ВЧ, телефакс. связь, в США не рекоменд. понизир. излучение выше 10 МВТ/см².

Промышленные  рабочие (слоен. пластик, не бьющиеся стекло, дефростация мяса, рыбы, творога и др. замороженных продуктов подвержены некоторому риску, но последствия могут проявиться на 4 - 5 поколении.

В России нормы микроволнового излучения  устан. ГИСТ 12.1.006-84

Высоковольтные  линии Эл. передач.

Такие линии предназначены для переноса больших количеств энергии от Эл. станции до потребителей.

Линии создают вокруг себя индук. поле В. л. вызывают элект. шок у людей или животных.

1 - пробой  воздуха - до неск. метров

2 - электрическое  поле вокруг проводов угрозу  шока (напряжение наводки)

3 - внутреннее  электрическое поле в живой  ткани

На поверхности  тела или у верхушки остроконечного листа местное поле может быть гораздо более сильным, чем внутреннее поле. У людей это вызывает ощущение покалывания.  

2. Антропогенный  фактор в биосфере.

Введение

1. Антропогенное воздействие на биосферу

1.1 Основные процессы антропогенного воздействия

1.2 Загрязнение  атмосферы

1.3 Загрязнение  природных вод

1.4 Загрязнение  почвы

2. Экология и здоровье

2.1 Заболевания вследствие загрязненной воды

2.2 Заболевания  вследствие загрязнения воздуха

2.3 Заболевания  вследствие загрязнения почвы

2.4 Воздействие  физических факторов

Заключение

Список  литературы

Введение

Российская  Федерация занимает огромную территорию, которая включает многообразные  и уникальные экологические системы. Многие из экологических систем испытывают повышенные антропогенные нагрузки и утрачивают свои природные свойства.

На территории России расположено более 24 тысяч  предприятий, выбрасывающих вредные  вещества в атмосферу и водоемы. Ежегодно в Российской Федерации  улавливается и обезвреживается  менее 76% от общего количества вредных  веществ выбрасываемых в атмосферу. Значительно хуже обстоит дело с  водной средой - 82% сбрасываемых вод  не подвергается очистке. Свыше миллиона гектаров пахотных земель подвержены водной, ветровой эрозии, загрязнены азотными соединениями, тяжелыми металлами, болезнетворной микрофлорой. Большой урон экосистемам на территории России нанесен ядерными испытаниями. Последствия их выяснены не до конца. В результате Чернобыльской аварии загрязнены радиоактивными веществами ряд областей.Ежегодно в стране образуется 45 миллиардов тонн всех видов накопленных отходов производства - 75% из них имеют разную степень токсичности. Многие экосистемы России потеряли способность к самоочищению, сформировался целый ряд экологически напряженных зон.

Деградация  природной окружающей среды, прежде всего, сказывается на здоровье человека и состоянии генетического фонда  людей. Основная масса населения  имеет ослабленное здоровье, из них  более половины хронически больны, либо физически неполноценны. Каждая четвертая женщина не может родить здорового ребенка по генетическим причинам. Все эти данные свидетельствуют  о непреложной связи существующей между разрушением экологических систем природы и отрицательными изменениями генетического фонда человека.

1. Антропогенное воздействие на биосферу

       1.1 Основные процессы  антропогенного воздействия

       На  всех стадиях своего развития человек  был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы.

       Человеку  приходится все больше вмешиваться  в хозяйство биосферы - той части  нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее  время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую  ситуацию на планете.

       Наиболее  масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными  ей веществами химической природы. Среди  них - газообразные и аэрозольные  загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого  газа в атмосфере.

       Дальнейшее  развитие этого процесса будет усиливать  нежелательную тенденцию в сторону  повышения среднегодовой температуры  на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее  уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может  вызвать существенные нарушения  газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы.

       В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние  на процессы, происходящие в биосфере. 

       1.2 Загрязнение атмосферы 

       В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

       Сейчас  общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают  в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и  мышьяка; химические и цементные  заводы. Вредные газы попадают в  воздух в результате сжигания топлива  для нужд промышленности, отопления  жилищ, работы транспорта, сжигания и  переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие  непосредственно в атмосферу, и  вторичные, являющиеся результатом  превращения последних.

       Так, поступающий в атмосферу сернистый  газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида  с аммиаком образуются кристаллы  сульфата аммония. Подобным образом, в  результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между  загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные  признаки. Основным источником пирогенного  загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные  установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого  топлива.

       Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это  твердые или жидкие частицы, находящиеся  во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в  ряде случаев особенно опасны для  организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере  аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли  ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

       Основными источниками искусственных аэрозольных  загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой  зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые  заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием  химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.

       Фотохимический  туман представляет собой многокомпонентную  смесь газов и аэрозольных  частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога  входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.

       Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и  другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию  на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной  системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских  жителей с ослабленным здоровьем. 

       1.3 Загрязнение природных  вод 

       Всякий  водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.

       Последствием  этих влияний является привнесение  в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие  в водную среду, классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев и задач.

       Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

       Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство  из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые  металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой  цепи более высокоорганизованным организмам.

       Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия  пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей.

       Среди вносимых в океан с суши растворимых  веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.

       Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые  сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода  может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

       Тепловое  загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий  возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и  некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях  обуславливает повышение температуры  воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в  прибрежных районах может достигать 30 кв.км.

       Более устойчивая температурная стратификация  препятствует водообмену между поверхностным и донным слоями. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях.

       1.4 Загрязнение почвы 

       Почвенный покров Земли представляет собой  важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

       Открытие  пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных  вредителей и болезней - одно из важнейших  достижений современной науки. Сегодня  в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей", взаимодействуя с растениями, почвами, водами. 

3.Экологические  кризисы в истории  человечества

Введение

Глобальный экологический  кризис, охвативший биосферу нашей  планеты, заставляет с особым интересом  обратиться к истории былых экологических  кризисов. Наиболее известен и хорошо изучен кризис, прошедший в конце  мелового периода, вызвавший вымирание  динозавров и биоты мезозоя. Данный кризис открыл путь к развитию покрытосеменных растений, высших насекомых, млекопитающих животных и птиц.

Расцвет и угасание отдельных крупных ветвей организмов - естественный эволюционный процесс, который сопровождается изменением условий среды на Земле или  в крупных ее регионах. В конечном итоге большинству видов рано или поздно суждено вымирание. Некоторые  из них преобразуются в более  продвинутые в эволюционном отношении  типы, но большинство организмов, в  конце концов, не может приспособиться к постоянно возникающим новым  условиям среды или конкурировать  с более адаптированными видами и поэтому вымирает.

Таким образом, на пути эволюции возникали, перерождались  и вымирали различные общественные формации.

Общественные  формации (общество) - это особая, высшая ступень развития живых систем биосферы, которая проявляется в функционировании и развитии социальных организаций, институтов, движений, а также и  социальных противоречий (в рамках данной работы, экологических кризисов).

Практически все  живые существа на Земле находились в тесной взаимосвязи с природой и подчинялись общим экологическим  закономерностям.

Под природой здесь  целесообразно понимать единство пространства, времени, материи и процессов, обеспечивающих это единство.

Однако, в течение  последних 12 млн. лет в жестких  условиях физической и умственной нагрузки сформировался надсоциальный вид Homo sapiens sapiens (Человек разумный), который, научившись использовать преимущества своего высокого интеллекта и кровнородственных отношений, вышел из испытаний и стал хозяином всего живого на Земле.

Экологические кризисы в истории человечества

Рис. 1. Эпохи вымирания  и возникновения  семейств органического  мира

Корреляционное  взаимодействие между организмами  и окружающей средой представляет собой  наиболее важный фактор, определяющий расцвет и гибель эволюционных типов (см. рис. 1). Однако нет полного согласования между внешними событиями и экологическими кризисами, поэтому проблема массового вымирания не имеет однозначного решения.