Антропогенное воздействие на биосферу. 8

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 ФГОУ  ВПО ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

По Концепции  Современного Естествознания

на тему: 

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ 
 
 

                                                                                              Студентки 2 курса очной

формы обучения (полное высшее)

специальность: экономика и управление на предприятии, бакалавриат

Кузнецовой  Т.Н. 
 

Преподаватель:

                                                                                      Батталова Назира Рустамовна 
 
 

Оренбург  – 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................3

ГЛАВА 1.Современное состояние природной среды.............................................4

ГЛАВА 2.Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы..9

ГЛАВА 3.Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы.11

ГЛАВА 4.Вода - основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод...........................................................................................................15

ГЛАВА 5.Радиация в биосфере природных вод.....................................................18

ГЛАВА 6. Экологические проблемы биосферы.....................................................20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................23

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................................................24 

3

ВВЕДЕНИЕ 

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

4

       ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ  

       Рассмотрим некоторые черты современного  состояния биосферы и процессы, происходящие в ней. 

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

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

       Рост населения и расширяющееся  развитие сельского хозяйства,  промышленности, строительства, транспорта  вызвали массовое уничтожение  лесов в Европе, Северной Америке,  Выпас скота в больших масштабах  приводил к гибели лесов и  травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенного слоя (Средняя Азия, Северная  Африка, юг Европы и США). Истреблены  десятки видов животных в Европе, Америке, Африке.

       Ученые предполагают, что истощение  почв на территории древнего  центральноамериканского государства майя в результате подсечно-огневого земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитой цивилизации. Аналогично в Древней Греции исчезли обширные леса в результате вырубки и

5

неумеренного  выпаса скота. Это усилило эрозию почвы и привело к уничтожению  почвенного покрова на многих горных склонах, повысило засушливость климата  и ухудшило условия ведения сельского  хозяйства.

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

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

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

       В результате сжигания различного  топлива в атмосферу ежегодно  выбрасывается около 20 млрд. т  углекислого газа и поглощается  соответствующее количество кислорода.  Природный запас СО2 в атмосфере  составляет величину порядка  50 000 млрд. т. Эта величина колеблется  и зависит, в частности, от  вулканической активности. Однако  антропогенные выбросы углекислого  газа превышают естественные  и составляют в настоящее время  большую долю его общего количества. Увеличение концентрации 

6

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

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

       Выброс в атмосферу промышленных  газов, включающих такие соединения, как окись углерода СО (угарный  газ), окислы азота, серы, аммиака  и других загрязнителей, приводит  к угнетению жизнедеятельности  растений и животных, нарушениям  обменных процессов, к отравлению  и гибели живых организмов.

     Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением сельского  хозяйства способны привести к значительному  снижению плодородия почв, большим  колебаниям урожайности культур. По данным экспертов ООН, в последние  годы колебания продукции сельского  хозяйства превышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1% может привести к гибели от голода десятков миллионов человек.

       Катастрофически сокращаются леса  на нашей планете, Нерациональные  вырубки лесов и пожары привели  к тому, что во многих местах, некогда сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились  лишь на 10-30% территории. Площадь  тропических лесов Африки уменьшилась  на 70%, Южной Америки - на 60%, в Китае  лишь 8% территории покрыто лесом.  

7

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

     Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает  в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное  загрязнение - результат деятельности человека.

     В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения  во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники  окиси азота выбрасывают 30 млн. т  азота в год, а антропогенные - 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т и более 150 млн. т. В  результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз  больше, чем в процессе природных  загрязнений.

     Так, по оценкам экспертов, в океан  ежегодно попадает около 10 млн. т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой  и воздухом. Оседая на дно, нефть  попадает в донные отложения, где  нарушает естественные процессы жизнедеятельности  донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие опасные загрязнители, как  свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным  токсическим действием. Фоновые  концентрации таких веществ во многих местах уже превышены в десятки  раз.

     Законодательство  устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию

8

(ПД  К) его в природной среде.  Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками  за единицу времени, превышение  которой приводит к неблагоприятным  последствиям в окружающей среде  или опасно для здоровья человека.

     Кроме загрязнения среды, антропогенное  воздействие выражается в истощении  природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования природных  ресурсов привели к значительному  изменению ландшафтов в некоторых  регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек  использовал для своих нужд всего  около 20 химических элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти  всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных  удобрений.

       Быстрый рост потребностей в  топливе, металлах, минеральном сырье  и их добыче привели к истощению  этих ресурсов. Так, по оценкам  специалистов, при сохранении современных  темпов добычи и потребления  разведанные запасы нефти будут  исчерпаны уже через 30 лет,  газа - через 50 лет, угля - через  200. Аналогичная ситуация сложилась  не только с энергетическими  ресурсами, но и с металлами  (истощение запасов алюминия ожидается  через 5О0-6ОО лет, железа - 250 лет,  цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и  минеральными ресурсами, как,  например, асбест, слюда, графит, сера.

       Вот далеко не полная картина  экологической ситуации на нашей  планете в настоящее время.  Даже отдельные успехи природоохранной  деятельности не могут заметным  образом изменить общий ход  процесса пагубного влияния цивилизации  на состояние биосферы.  
 
 
 
 

9

     ГЛАВА 2. АТМОСФЕРА - ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ 

       Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

       Современный газовый состав атмосферы  - результат длительного исторического  развития земного шара. Он представляет  собой в основном газовую смесь  двух компонентов - азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в  нем присутствуют также аргон  (0,93%), углекислый газ (0,03%) и незначительные  количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака,  метана, озона, диоксидов серы  и других газов. Наряду с  газами в атмосфере содержатся  твердые частицы, поступающие  с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической  деятельности, частицы почвы) и  из космоса (космическая пыль), а также различные продукты  растительного, животного или  микробного происхождения. Кроме  того, важную роль в атмосфере  играет водяной пар. 

       Наибольшее значение для различных  экосистем имеют три газа, входящих  в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти  газы участвуют в основных  биогеохимических циклах.

     Существует  два главных источника загрязнения  атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник - это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.  

10

       К основным антропогенным источникам  загрязнения атмосферы относятся  предприятия топливно-энергетического  комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.

     По  данным ученых (1990 е.), ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т  оксидов углерода, 190 млн. т оксидов  серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).

     Помимо  газообразных загрязняющих веществ, в  атмосферу поступает большое  количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность  таит загрязнение природной среды  тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали  практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения  воздуха свинцом.

       Кислотные дожди, вызываемые главным  образом диоксидом серы и оксидами  азота, наносят огромный вред  лесным биоценозам. Установлено,  что хвойные породы страдают  от кислотных дождей в большей  степени, чем широколиственные.

       Только на территории нашей  страны общая площадь лесов,  пораженных промышленными выбросами,  достигла 1 млн. га. Значительным  фактором деградации лесов в  последние годы является загрязнение  окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на  Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн.  га лесных массивов.

       Особенно сильно страдают зеленые  насаждения в промышленных городах,  атмосфера которых содержит большое  количество загрязняющих веществ. 

       Воздушная экологическая проблема  истощения озонового слоя, в том  числе появление озоновых дыр  над Антарктидой и Арктикой, связана  с чрезмерным применением фреонов  в производстве и быту.

11

     3. ПОЧВА - ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ. 

       Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

       В почве сложным образом взаимодействуют  следующие основные компоненты:

      - минеральные частицы (песок,  глина), вода, воздух;

      - детрит - отмершее органическое  вещество, остатки жизнедеятельности  растений и животных;

      - множество живых организмов - от  детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

       Таким образом, почва - биокосная система, основанная на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами.

       В своем развитии и формировании  почвы проходят несколько этапов. Молодые почвы являются обычно  результатом выветривания материнских  горных пород или переноса  отложения осадков (например, аллювия). На этих субстратах поселяются  микроорганизмы, пионерные растения - лишайники, мхи, травы, мелкие  животные. Постепенно внедряются  другие виды растений и животных, состав биоценоза усложняется,  между минеральным субстратом  и живыми организмами возникает  целая серия взаимосвязей. В результате  формируется зрелая почва, свойства  которой зависят от исходной  материнской породы и климата. 

       Процесс развития почвы заканчивается,  когда достигается равновесие, соответствие  почвы с растительным покровом  и климатом, то есть возникает  

12

состояние климакса. Таким образом, изменения  почвы, происходящие в процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения экосистем.

       Каждому типу почв соответствуют  определенные типы растительных  сообществ. Так, сосновые боры, как правило, растут на легких  песчаных почвах, а еловые леса  предпочитают более тяжелые и  богатые питательными веществами  суглинистые почвы. 

       Почва является как бы живым  организмом, внутри которого протекают  различные сложные процессы. Для  того чтобы поддерживать почву  в хорошем состоянии, необходимо  знать природу обменных процессов  всех ее составляющих.

       Поверхностные слои почвы обычно  содержат много остатков растительных  и животных организмов, разложение  которых приводит к образованию  гумуса. Количество гумуса определяет  плодородие почвы. 

     Растения  поглощают из почвы необходимые  минеральные вещества, но после смерти растительных организмов изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные  организмы постепенно перерабатывают все органические остатки. Таким  образом, в естественных условиях происходит постоянный круговорот веществ в  почве.

       В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд.

     Загрязнение почв. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко  в нарушении равновесного состояния  почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение  состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого  жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади  продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

13

       Громадные площади плодородных  земель погибают при горнопромышленных  работах, при строительстве предприятий  и городов. Уничтожение лесов  и естественного травянистого  покрова, многократная распашка  земли без соблюдения правил  агротехники приводит к возникновению  эрозии почвы - разрушению и  смыву плодородного слоя водой  и ветром (рис. 58). Эрозия в настоящее  время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие  в результате водной и ветровой  эрозий на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного  сельскохозяйственного пользования. 

       Одним из последствий усиления  производственной деятельности  человека является интенсивное  загрязнение почвенного покрова.  В роли основных загрязнителей  почв выступают металлы и их  соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты,  применяемые в сельском хозяйстве. 

       К наиболее опасным загрязнителям  почв относят ртуть и ее  соединения. Ртуть поступает в  окружающую среду с ядохимикатами,  с отходами промышленных предприятий,  содержащими металлическую ртуть  и различные ее соединения.

       Еще более массовый и опасный  характер носит загрязнение почв  свинцом. Известно, что при выплавке  одной тонны свинца в окружающую  среду с отходами выбрасывается  его до 25 кг. Соединения свинца  используются в качестве добавок  к бензину, поэтому автотранспорт  является серьезным источником  свинцового загрязнения. Особенно  много свинца в почвах вдоль  крупных автострад. 

       Вблизи крупных центров черной  и цветной металлургии почвы  загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием  и другими металлами. Во многих  местах их концентрация в десятки  раз превышает ПДК.  

14

       Радиоактивные элементы могут  попадать в почву и накапливаться  в ней в результате выпадения  осадков от атомных взрывов  или при удалении жидких и  твердых отходов промышленных  предприятий, АЭС или научно-исследовательских  учреждений, связанных с изучением  и использованием атомной энергии.  Радиоактивные вещества из почв  попадают в растения, затем в  организмы животных и человека, накапливаются в них. 

       Значительное влияние на химический  состав почв оказывает современное  сельское хозяйство, широко использующее  удобрения и различные химические  вещества для борьбы с вредителями,  сорняками и болезнями растений. В настоящее время количество  веществ, вовлекаемых в круговорот  в процессе сельскохозяйственной  деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного  производства. При этом с каждым  годом производство и применение  удобрений и ядохимикатов в  сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование  их приводит к нарушению круговорота  веществ в биосфере.

       Особую опасность представляют  стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве,  в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются  в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды  в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают  с пищей в организм человека.

15

     ГЛАВА 4. ВОДА - ОСНОВА ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В БИОСФЕРЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД 

       Вода - самое распространенное неорганическое  соединение на нашей планете.  Вода- основа всех жизненных процессов,  единственный источник кислорода  в главном движущем процессе  на Земле - фотосинтезе. Вода  присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и  в воздухе, и в почве, и  во всех живых существах. Последние  содержат до 80-90% воды в своей  биомассе. Потери 10- 20% воды живыми  организмами приводят к их  гибели.