Антропогенное воздействие на окружающую среду. 6

 

Национальный горный университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине

 «Экология и охрана  окружающей среды»

 

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ на окружающую среду

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

Днепропетровск

2010 

 

П Л А Н

 

1. Введение. Актуальность проблемы.
2. Виды антропогенного воздействия
3. Антропогенное загрязнение атмосферы
4. Антропогенное загрязнение воды
5. Антропогенное загрязнение почвы
6. Радиационное загрязнение среды
7. Шумовое загрязнение среды
8. Биологическое загрязнение среды
9. Методы борьбы с антропогенным воздействием на окружающую среду

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Современное состояние  цивилизации характеризуется быстрыми и неблагоприятными изменениями окружающей среды, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Эти изменения однозначно связаны с увеличением антропогенного давления на биосферу. Главным проявлением этого давления является разрушение человеком естественных экосистем в ходе хозяйственной деятельности, объем которой пропорционален экспоненциально растущей численности населения Земли.

Несмотря на однозначную  связь между разрушением естественных природных систем и деградацией приемлемой для человека окружающей среды, никаких существенных изменений в стратегии взаимодействия человека и природы не происходит. Можно было бы ожидать, что сигнал о необходимости таких изменений поступит от научной мировой общественности, поскольку именно последняя владеет огромной фактической информацией об особенностях функционирования живых систем и их мощного стабилизирующего воздействия на окружающую среду. Примерами могут служить регуляция режима осадков на суше лесными экосистемами, регуляция концентрации атмосферного углерода экосистемами океана посредством биотического насоса, поддержание глобальной биотой устойчивости приемлемой для жизни среднеглобальной температуры Земли и проч. Однако ученые, готовые предупредить человечество об опасности разрушения (освоения) естественных экосистем и необходимости немедленных мер по сокращению антропогенного воздействия на такие системы, составляют очень небольшую часть научной общественности.

Разрушая естественные сообщества и изменяя генетическую информацию видов в своих целях, человек разрушает биотическое  управление окружающей средой и ставит окружающую среду Земли перед угрозой потери устойчивости и быстрого скатывания в непригодные для жизни физически устойчивые состояния.

В то же время современная  естественная наука физическую устойчивость приемлемой для жизни окружающей среды принимает как аксиому. Такая парадигма отношения естественной науки к живой природе сформировалась в течение золотого века человечества, когда антропогенное разрушение биосферы было столь слабым, что никаких глобальных процессов неблагоприятного изменения окружающей среды не происходило. Это создавало впечатление того, что пригодная для жизни среда поддерживается сама собой. Это впечатление, облаченное в научные термины, стало основой для адаптационной концепции эволюции, согласно которой организмы не регулируют свою среду, а приспосабливаются к произвольно меняющейся окружающей среде.

В настоящее время  среда обитания человека потеряла устойчивость, так как большая часть обеспечивающих эту устойчивость естественных экосистем нарушена. Принципиально важной стала задача определения мощности стабилизирующего воздействия естественных экосистем, чтобы восстановить их до уровня, при котором устойчивость глобальной окружающей среды будет восстановлена. Однако естественная наука продолжает руководствоваться старой парадигмой. Считается, что живые организмы в течение всего периода существования жизни приспосабливались к произвольно меняющейся окружающей среде. Поэтому предполагается, что большая часть из них смогут приспособиться и к современным условиям антропогенного освоения биосферы. Ускоряющееся вымирание многих видов также может рассматриваться как естественный эволюционный процесс, подобный, например, вымиранию динозавров. Именно поэтому до сих пор не существует научно-обоснованной стратегии сохранения биоразнообразия, которое в настоящее время предлагается сохранять в ничтожных по площадях зоопарках и заповедниках. Сколько видов сохранить и каких, решается произвольно, часто на эмоциональной или экономической основе. Такое отсутствие концептуальной поддержки со стороны естественной науки сильно подрывает природоохранные движения.

Иными словами, современная  естественная наука поддерживает и оправдывает современное человечество в его эксплутационной политике по отношению к живой природе, несмотря на очевидность того, что эта политика приводит к деградации окружающей среды в глобальном масштабе. Причиной такого положения вещей является запаздывание развития теоретических принципов естественной науки по сравнению с быстро меняющейся ситуацией в мире.

 

1. Виды антропогенного воздействия

 

Под антропогенными воздействиями  понимают деятельность, связанную с  реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.

Антропогенные воздействия  на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.

К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее в течение миллиардов лет.

Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых  разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

рост потребления природных  ресурсов при их сокращении;

рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;

деградация основных компонентов биосферы, снижение способности  природы к самоподдержанию;

возможные изменения  климата и истощение озонового  слоя Земли;

сокращение биологического разнообразия;

возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных  катастроф;

недостаточный уровень  координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.).

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, селевые потоки и др.) и антропогенные.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для  популяций любых организмов, в том числе и для популяции самого человека, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Выделяют следующие виды загрязнения: химические, физические и биологические.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

- ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т.д.);

- параметрическое загрязнение – изменения качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

- биоценотическое загрязнение вызывает нарушение состава и структуры популяций (перепромысел, намеренная интродукция и акклиматизация видов и т.д.);

- стациалъно-деструкционное загрязнение (стация – место обитания популяции, деструкция – разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и проч.)

Количество загрязнителей, т.е. веществ, ухудшающих качество окружающей среды, в мире огромно, и число их постоянно растет по мере развития новых технологических процессов. По мнению ученых, как в локальном, так и в глобальном масштабах «приоритетны» следующие загрязнители:

диоксид серы, образующий серную кислоту и сульфаты, попадающие на растительность, почву и в водоемы;

некоторые канцерогенные  вещества, в частности, бензпирен;

нефть и нефтепродукты в морях и океанах;

хлорорганические пестициды (в сельских районах);

оксид углерода и оксиды азота (в городах).

К наиболее опасным загрязнителям  относят также диоксины и фураны, радиоактивные вещества и тяжелые металлы.

Диоксины и фураны принадлежат к группе высокотоксичных экотоксикаторов – полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов. Даже в весьма незначительных дозах (106 мкг/кг) диоксины и фураны губительно действуют на человеческий организм, вызывая канцерогенные, иммунные, эмбриотоксичные и другие заболевания.

Радионуклиды (радиоактивные  вещества) в количествах, превышающих  естественный уровень их содержания в окружающей среде, вызывают весьма опасное для человека и природных экосистем радиоактивное загрязнение. Среди радиоактивных элементов наиболее токсичны для человечества и всей экосферы стронций-90, цезий-137, йод-131, углерод-14 и др. Главную радиационную опасность сегодня представляют радиоактивные осадки, которые образовались от более чем 400 ядерных взрывов, произошедших в мире с 1945 по 1996 гг., аварий и утечек в ядерно-топливном цикле, а также запасы ядерного оружия и радиоактивные отходы.

С каждым годом все  большую угрозу для человека и  природных биотических сообществ представляет загрязнение среды тяжелыми металлами, т.е. металлами с большим атомным весом. Особенно опасны ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и некоторые другие, которые способны накапливаться в трофических цепях и оказывать высокотоксичное действие на организм.

 

2. Антропогенное загрязнение атмосферы

 

Всем известно, что человек может находиться без воздуха всего лишь около 5 минут, при этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Жизнь на Земле всегда сопровождалась природным загрязнением атмосферы, которое связано с различными испарениями, вулканизмом, дегазацией глубинных расплавов и растворов.

Антропогенное загрязнение  атмосферы обусловлено сжиганием  всех видов природного топлива, деятельностью  металлургических, химических предприятий.

К примеру, в настоящее  время в атмосферу Земли выбрасывается примерно 20 млрд. тонн углекислого газа, 150 млн. тонн окиси серы (36 млн. тонн за счет природных источников), до 53 млн. тонн окиси азота (30 млн. тон природное поступление), миллионы тонн фтористых соединений, ртути, фреонов и других токсичных и вредных веществ.

Основными антропогенными загрязнителями атмосферы являются углекислый и угарный газы, различные углеводороды, окись серы, окись азота, тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, хром, ртуть и др.), различные аэрозоли, фотохимические окислители, озон, метан (от сельскохозяйственной деятельности) и др.

Физиологическое воздействие  на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных.

Пыль, содержащая диоксид  кремния (Si02), вызывает тяжелое заболевание  легких – силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при остром отравлении возможен летальный исход. Соединения углекислого и угарного газов с гемоглобином крови образуют карбоксигемоглобин, который распадается в 300 раз медленнее оксигемоглобина (соединение кислорода с гемоглобином), в результате гемоглобин крови теряет способность присоединять кислород, что ведет к нарушению процесса дыхания и тяжелому состоянию организма человека: угару и параличу дыхания, т.е. к летальному исходу. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен для страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

 

 3. Антропогенное загрязнение воды

 

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. Существует две категории использования воды – водопользователи и водопотребители. Водопользователи используют воду для своей деятельности (транспорт, рыбное хозяйство). Водопотребители используют воду в целях производственных, технологических и жизнеобеспечения. В настоящее время потребность населения Земли в воде составляет 18700 км3, из них 38% расходуется на ирригацию, 9% на промышленность, 3% на бытовые нужды, 48% на разбавление сточных вод и 2% на другие потребности.

На нынешнем этапе  развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, это выражается в химическом и бактериальном загрязнении вод.

Все загрязняющие воду вещества делятся на группы:

органические вещества сельского хозяйства, бытовых и  промышленных стоков (их окисление  происходит под воздействием кислорода);

болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных стоках городов и животноводческих ферм;

азот и фосфор из бытовых и сельскохозяйственных стоков, что увеличивает содержание нитратов и нитритов в водоемах;

тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды, моющие вещества, фенолы.

В результате спецзахоронений  в морские воды поступают радиоактивные  и химические вещества. Так, в период с 1945 по 1948 гг. на территории Германии было обнаружено почти 300 тыс. тонн химических боеприпасов. Американцы в своем секторе нашли 93 995 тонн, англичане – 122 508, французы – 9 100, в советской зоне – 70 500. По решению тройственной комиссии стран-победительниц больше половины всех отравляющих веществ было затоплено в водах Балтийского моря, которые там покоятся до сих пор.

Нефтяные загрязнения  происходят за счет сбросов в океанические воды нефтепродуктов – до 6 млн. т/г., являющихся аварийными при транспортировке и добыче нефти в морях. Нефть поступает в морские воды с речными стоками. В результате 2–4 % поверхности Тихого и Атлантического океанов покрыты нефтяной пленкой.

Дампинг – сброс отходов  в морские воды. Ежегодно вывозятся на судах и сбрасываются в океанические воды до 6 млрд. тонн различных промышленных отходов: отстой сточных вод, строительный мусор, старая взрывчатка, жидкие радиоактивные и химические отходы.

C коммунальными и промышленными  отходами (стоками) в воды морей выбрасываются бактериально зараженные воды, что ведет к биологическому загрязнению прибрежных вод; с промышленными стоками выбрасываются тяжелые металлы, мышьяк, ртуть и др.

Раскисление прибрежных акваторий происходит в результате выпадения «кислых» дождей, что вызывает подкисление прибрежных вод и, как следствие, ведет к невозможности размножения морских животных, рыбы. Все это уменьшает количество морепродуктов, которые в этих районах являются основным продуктом питания для населения.

Острой проблемой современности является нехватка пресной воды. Запас доступных пресных вод мира, сосредоточенных в реках, озерах, подземных водах на глубине до 1 км, составляет примерно 3 млн. км3. Таких запасов сейчас и в будущем хватило бы на нужды 20–25 млрд. человек, но вода распределена на Земле неравномерно и уже сейчас люди испытывают дефицит воды. Так, в странах «третьего мира» ежегодно умирает от потребления грязной воды примерно 9 млн. человек. Примерно 1 млрд. человек не имеет необходимого количества воды, и в мире нет механизма ее распределения.

Загрязнение вод происходит в результате дампинга, загрязнений (нефтяными и речными стоками), спецзахоронений, сброса коммунальных и сточных вод, раскисления прибрежных акваторий кислыми дождями.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода – планктон – рыбы – человек или вода – почва – растения – животные – человек и т.д. В современных условиях увеличивается опасность таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.

 

4. Антропогенное загрязнение почвы

 

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. Человек, по гениальному предвидению В.И. Вернадского, стал «крупнейшей геологической силой», под действием которой меняется лик Земли.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к предельно возможному. На начало 90-х гг. извлечено 125 млрд. тонн угля, 32 млрд. тонн нефти, более 100 млрд. тонн других полезных ископаемых. Распахано земель более 1500 млн. га, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за 100 лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов более 25 млн. га.

Почва – природное  образование, состоящее из генетически  связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва – это образование, которое обеспечивает население всего мира продуктами питания.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений – токсикантов – пагубно  влияют на жизнедеятельность почвенных организмов и чреваты тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных – лишь в течение двух-трех суток.

Нитраты – соли азотной  кислоты, а нитриты – соли азотистой кислоты. Нитриты легко окисляются в соответствующие нитраты. Концентрация нитритов в окружающей среде довольно низка, а нитратов – высока. Среди нитратов наиболее известны нитраты аммония, натрия, калия, кальция, обычно называемые селитрами. Все селитры широко используются в качестве удобрений. В результате в природе образуются канцерогенные нитрозоосоединения, которые приводят к онкологическим заболеваниям, мутагенным явлениям.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы  производства;

4) газодымовые выбросы  загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

Рост народонаселения  в ХX в. потребовал увеличения производства продуктов питания, что вызвало сдвиги в сельском хозяйстве: произошла «зеленая революция». Все объясняется тем, что достигнут предел биологической продуктивности почвы и дальнейшее повышение урожайности возможно применением большого количества минеральных удобрений. Сейчас в почвах мира хранится примерно 50 млн. тонн минеральных удобрений и порядка 3 млн. тонн различных ядохимикатов, которые смываются поверхностными водами, разносятся ветром и в результате создают геохимические аномалии. В результате наблюдаются такие экологические нарушения, как накопление нитратов в пищевых продуктах, кормах для животных, разрушение трофических цепей и т.д.

 

5. Радиационное загрязнение среды

 

К числу особых видов  антропогенного воздействия на биосферу, способных оказать влияние на здоровье человека, относятся:

загрязнение среды опасными отходами;

шумовое воздействие;

биологическое воздействие;

воздействие электромагнитных полей и излучений.

И некоторые другие виды воздействий.

Одной из наиболее острых экологических проблем является загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления и, в первую очередь, опасными отходами. Отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Они подразделяются на бытовые и промышленные (производственные) и могут находиться в твердом, жидком и, реже, в газообразном состоянии.

Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем составе  вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т.д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды.

В России к опасным  отходам относят около 10 % от всей массы твердых отходов.

Наибольшую угрозу для  человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бензапирен и некоторые другие вещества.

Радиоактивные отходы –  продукты ядерной энергетики, военных  производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.

Радиоактивные элементы, например, стронций-90, вызывают стойкие  нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма, Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность в течение 10–100 млн. лет.

Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного  и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками, как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной и электротехнической промышленности, при обезвреживании воды хлорированием, при производстве пестицидов.

 

6. Шумовое загрязнение среды

 

Шумовое воздействие  – одна из форм вредного физического  воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. В современных условиях, в урбанизированных зонах развитых стран мира, шум приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.

В зависимости от слухового  восприятия человека упругие колебания  в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц – инфразвуком, от 20 000 до 1*109 – ультразвуком и свыше 1*109 – гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16–20 000 Гц. Единица измерения громкости (силы) звука, равная 0,1 логарифма отношения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом (дБ). Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.

Звуковой дискомфорт, как правило, создают не природные  звуки, а антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности и производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т.д. Высокие уровни шума (>60 дБ) вызывают жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110–120 дБ считаются болевым порогом, а уровень шума свыше 130 дБ – разрушительный для органа слуха предел. При силе шума в 180 дБ в металле замечены трещины.

Основные источники  антропогенного шума – транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный), промышленные предприятия и бытовое оборудование. Наибольшее воздействие на окружающую среду от автотранспорта – 80% от общего шума. В Москве, Санкт-Петербурге и в других крупных городах уровень шума от транспорта днем достигает 90–100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ, при предельно допустимом уровне шума для ночного времени – 40 дБ.

Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно 35 млн. человек (или 30% городского населения) подвержены воздействию транспортного шума, превышающего нормативы. От авиационного шума страдают несколько миллионов человек: авиационный шум с максимальным уровнем 75 дБ фиксируется на расстоянии более 10 км от аэропорта. Шумовое воздействие – одна из наиболее острых экологических проблем современности: более половины населения Западной Европы проживает в районах с уровнем шума 55–70 дБ.

Человек может субъективно  не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется. Неблагоприятно влияют на внутренние органы и психическую сферу человека, и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц. Инфразвуки вызывают у людей состояние, аналогичное морской болезни, особенно при частоте менее 12 Гц.

 

 

 

7. Биологическое загрязнение среды

 

Биологическое воздействие  подразделяют на микробиологическое и  биотическое. Под микробиологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека.