Эволюция среды обитания. Переход от биосферы к техносфере

Содержание.

Введение. ……………………………………………………………………………3

1. Эволюция среды обитания. Переход от биосферы к техносфере ………..5
2. Взаимодействие человека и техносферы …………………………………..10
3. Негативные факторы техносферы …………………………………………12

Заключение …………………………………………………………………………16

Список литературы ………………………………………………………………...17

Введение.

В XIX в. экологи изучали  в основном закономерности биологического взаимодействия в биосфере, причем роль человека в этих процессах считалась  второстепенной. В конце XIX в. и в XX в. ситуация изменилась, экологов все  чаще стала беспокоить роль человека в изменении окружающего нас  мира. В этот период произошли значительные изменения в окружающей человека среде обитания. Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала  превращаться в техносферу.

Численность населения Земли быстро возрастает, и все более высокими темпами растут потребности людей. Удовлетворить эти потребности  можно только за счет роста производства, что на современном уровне развития цивилизации невозможно без использования  природы и ее разнообразных ресурсов. Ежегодно человечество отбирает у природы  десятки миллиардов тонн природного вещества – это уголь и руда, нефть и газ, древесина и различные  строительные материалы, водные и продовольственные  ресурсы, кислород и т.п.

Сегодня огромное количество антропогенных  источников обусловливают не свойственные природе потоки вещества и энергии  различной мощности. Человек все  активнее превращает планету в геотехническую систему, изменяя природные экологические  системы, что ведет к утрате способности  самовосстановления жизненно важных функций  объектов биосферы. В результате многие экосистемы обрекаются на гибель. Особенно уязвимы лесные экосистемы, акватории  малых и больших рек, прибрежные территории северных и восточных  морей.

Все более интенсивно используются природные ресурсы, включая ресурсы  Мирового океана. Значительные территории ранее нетронутой природы, сельскохозяйственных и лесных угодий отводятся под  промышленные предприятия, водохранилища, горные выработки, автодороги, магистральные  и промысловые трубопроводы, линии  электропередач, аэропорты, населенные пункты и особенно города. Еще в  начале прошлого века в городах проживало  лишь 10% населения Земли, а ныне доля горожан составляет более 50%.

Все это многократно усиливает  отрицательное воздействие производства на окружающую природную среду. Ее загрязнение  во многих районах мира угрожает устойчивости экологических систем и здоровью людей.

Перед фактом прогрессирующей экологической  деградации стоят сегодня практически  все страны. Ухудшающаяся экологическая  обстановка на планете свидетельствует  о неадекватности мер, предпринимаемых  мировым сообществом по защите окружающей среды, ресурсосбережению и рациональному  природопользованию во всех сферах хозяйственной  деятельности. Объем промышленной продукции  на Земле ныне удваивается почти  каждые 10 лет. При этом общемировой  коэффициент экологически полезного  действия в сфере материального  производства сегодня не превышает 2%, а стремление к снижению себестоимости  продукции достигается исключительно  за счет резкого ухудшения качества среды обитания, а значит, ценой  здоровья и жизни людей.

Цель данной работы : рассмотрение взаимодействия человека и техносферы на современном этапе развития цивилизации.

Для достижения этой цели необходимо решить ряд задач:

1. проанализировать процесс превращения техносферы в биосферу;
2. рассмотреть формы взаимодействия человека и техносферы;
3. изучить негативные (опасные и травмирующие) факторы взаимодействия человека и техносферы.

I. Эволюция среды обитания. Переход от биосферы к техносфере

В жизненном цикле человек  и окружающая его среда обитания образуют постоянно действующую  систему «человек -- среда обитания»

Среда обитания -- окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. Действуя в этой системе, человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи:

-- обеспечивает свои потребности  в пище, воде и воздухе;

-- создает и использует  защиту от негативных воздействий  как со стороны среды обитания, так и себе подобных. 

Негативные воздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существует Мир. Источниками  естественных негативных воздействий  являются стихийные явления в  биосфере: изменения климата, грозы, землетрясения и т.п.

Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий  среды обитания. К сожалению, появление  жилища, применение огня и других средств  защиты, совершенствование способов получения пищи все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду  обитания. На протяжении многих веков  среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. -- начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональной реградации. Этим изменениям во многом способствовали:

-- высокие темпы роста  численности населения на Земле  и его урбанизация; 

-- рост потребления и  концентрация энергетических ресурсов;

-- интенсивное развитие  промышленного и сельскохозяйственного  производства;

-- массовое использование  средств транспорта;

-- рост затрат на военные  цели и ряд других процессов.

Демографический взрыв. Достижения в медицине, повышение комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и как следствие росту населения Земли. Одновременно с ростом продолжительности жизни в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, и составляла в некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая.

Существуют несколько  прогнозов дальнейшего изменения численности населения Земли. По I варианту (неустойчивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численности до 28--30 млрд. человек. В этих условиях Земля уже не сможет обеспечивать население достаточным питанием и предметами первой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды обитания и как следствие резкое уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящее время в экологически неблагополучных регионах наблюдается связь между ухудшением состояния среды обитания и сокращением продолжительности жизни, ростом детской смертности. По II варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд. человек, что при существующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация. Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества.

Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно  уничтожает в них природную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характерен высокий уровень  загрязнения среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по сравнению  с воздухом сельской местности.

Рост энергетики, промышленного производства, численности  средств транспорта. Увеличение численности населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленного производства, числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения.

Огромны затраты  на военные цели. Военная промышленность является одним из активных стимуляторов развития техники и роста энергетического и промышленного производства. Оценивая экологические последствия развития энергетики, следует иметь в виду, что во многих странах это достигалось преимущественным использованием тепловых электрических станций, сжигающих уголь, мазут или природный газ. Во второй половине XX в. каждые 12...15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. Значительно более высокими темпами развивалась химическая промышленность, объекты цветной металлургии, производство строительных материалов и др. Постоянно увеличивался мировой автомобильный парк.

Развитие сельского  хозяйства. Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения и различные токсины, что не могло не влиять на состояние компонент биосферы. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений -- фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т.п.) почва перенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно в паводковый период. Пестициды, применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек, гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, питьевую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу.

Создавая техносферу, человек  стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это  благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими  факторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) сказалось на продолжительности жизни людей. К началу XIX в продолжительность  жизни человека составляла 35-40 лет, в начале ХХI в - 60-63.

Однако созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его  потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появившиеся производственная и  городская среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований. Появление техносферы привело  к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно  замещаться техносферой. На планете  осталось мало территорий с ненарушенными  экосистемами. В наибольшей степени  экосистемы разрушены в развитых странах -- в Европе, Северной Америке, Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших  площадях, они представляют собой  небольшие пятна биосферы, окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью  человека территориями, и поэтому  подвержены сильному техносферному  давлению.

Техносфера -- среда обитания, возникшая с помощью прямого  или косвенного воздействия людей  и технических средств на природную  среду с целью наилучшего соответствия среды социально- экономическим  потребностям человека. Техносфера -- детище XX в., приходящее на смену биосфере. К новым, техносферным относятся  условия обитания человека в городах  и промышленных центрах, производственные, транспортные и бытовые условия  жизнедеятельности. Практически все  урбанизированное население проживает  в техносфере, где условия обитания существенно отличаются от биосферных прежде всего повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов.

2. Взаимодействие человека и техносферы

Человек и окружающая его среда в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом «жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации».

Человек и окружающая его  среда гармонично взаимодействуют  и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и  информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком  и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и природную среду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются при изменении климата и стихийных явлениях.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т.п.) и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно  пройти ряд характерных состояний  взаимодействия в системе “человек --среда обитания”:

-- комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

-- допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

-- опасное, когда потоки  превышают допустимые уровни  и оказывают негативное воздействие  на здоровье человека, вызывая  при длительном воздействии заболевания, и приводят к деградации природной среды;

-- чрезвычайно опасное,  когда потоки высоких уровней  за короткий период времени  могут нанести травму, привести  человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной  среде.

Из четырех характерных  состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно  опасное) -- недопустимы для процессов  жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий  и информации.

Стремление человека к  достижению высокой производительности своей деятельности, комфорта и личной безопасности в интенсивно развивающейся  техносфере сопровождается увеличением  числа задач, решаемых в системе  «безопасность жизнедеятельности  человека».

Значимость проблем в  системах безопасности непрерывно увеличивается, поскольку растет не только число, но и энергетический уровень негативных воздействий. Если уровень влияния  естественных негативных факторов практически  стабилен на протяжении многих столетий, то большинство антропогенных факторов непрерывно повышает свои энергетические показатели (рост напряжений, давлений и др.) при совершенствовании и  разработке новых видов техники  и технологии (появление ядерной  энергетики, концентрация энергоресурсов и т.п.).

Многие системы безопасности взаимосвязаны между собой как  по негативным воздействиям, так и  средствам достижения безопасности. Обеспечение безопасности жизнедеятельности  человека в техносфере почти всегда неразрывно связано с решением задач  по охране природной среды (снижение выбросов и сбросов и др.).

3. Негативные факторы техносферы

Загрязнение техносферы токсичными веществами. Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени. Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:

- превышение ПДК многих  токсичных веществ в населенных  пунктах; 

- образование смога; 

- выпадение кислотных  дождей;

- появление парникового  эффекта, что способствует повышению  средней температуры Земли; 

- разрушение озонового  слоя что создает опасность  УФ-облучения. 

Загрязнение гидросферы. При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

- снижаются запасы питьевой  воды;

- изменяется состояние  и развитие фауны и флоры  водоемов;

- нарушается круговорот  многих веществ в биосфере;

- снижается биомасса планеты  и воспроизводство кислорода. 

Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т.п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли - при внесении удобрений и применении пестицидов.

Антропогенное воздействие  на земную кору сопровождается:

- отторжением пахотных  земель или уменьшением их  плодородия;

- чрезмерным насыщением  токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению  продуктов питания; 

- загрязнением грунтовых  вод, особенно в зоне свалок  и сброса сточных вод. 

Энергетические  загрязнения техносферы. Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской  среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое  оборудование ударного действия, рельсовый  транспорт, строительные машины и тяжелый  автотранспорт, распространяются по грунту

Шум в городской среде  и жилых зданиях создается  транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и  др.

Основными источниками электромагнитных полей являются высоковольтные линии  электропередач, радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи.

Воздействие ионизирующего  излучения на человека может происходить  в результате внешнего и внутреннего  облучения.

Негативные факторы производственной среды. Производственная среда - это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны. Источниками негативных воздействий на производстве являются не только технические устройства. На уровень травматизма оказывают влияние психофизическое состояние и действия работающих. Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работающих.

Негативные факторы при  чрезвычайных ситуациях. Чрезвычайные ситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях, оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, геологоразведке, объектам котлонадзора, газового и подъемно-транспортного хозяйства, а также транспорту.

Основными причинами крупных  техногенных аварий являются:

- отказы технических систем  из-за дефектов изготовления и  нарушений режимов эксплуатации;

- ошибочные действия операторов  технических систем;

- концентрация различных  производств в промышленных зонах  без должного изучения их взаимовлияния; 

- высокий энергетический  уровень технических систем;

- внешние негативные воздействия  на объекты энергетики, транспорта.

Анализ совокупности негативных факторов, действующих в настоящее  время в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют  антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью. Уровни и масштабы воздействия негативных факторов постоянно нарастают и  в ряде регионов техносферы достигли таких значений, когда человеку и природной среде угрожает опасность необратимых деструктивных изменений. Под влиянием этих негативных воздействий изменяется окружающий нас мир и его восприятие человеком, происходят изменения в процессах деятельности и отдыха людей, в организме человека возникают патологические изменения и т.п.

Практика показывает, что  решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями. Соблюдение предельно  допустимых уровней воздействия - один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.

Заключение.

Не вызывает сомнения утверждение, что техносфера оказывает губительное  влияние на природу, а значит и  на окружающую человека среду. Следовательно, человек должен решить задачу по охране природы, совершенствуя техносферу, снижая ее негативное влияние до допустимых уровней и обеспечивая себе безопасность в этой среде.

Расточительный стиль  жизни огромным грузом ложится на окружающую среду. Одной из основных причин постоянной деградации окружающей природной среды во всем мире является структура потребления и производства, не обеспечивающая устойчивости, особенно в промышленно развитых странах. В данном случае устойчивое развитие означает управляемое, согласованное  с эволюционными законами природы  и общества, то есть такое развитие, при котором жизненные потребности  людей нынешнего поколения удовлетворяются  без лишения такой возможности  будущих поколений.

Человек - это наиболее одарённый  и могущественный представитель  всего живого на Земле. Он приступил  в XIX веке к широкому преобразования облика нашей планеты. Он решил не ждать милостей от природы, а просто взять у неё всё, что ему  необходимо, не давая ей взамен ничего. Применяя всё более новую технику  и технологию люди старались создать  себе среду обитания по возможности  не зависящих от законов природы. Но человек - неотъемлемая часть природы  и поэтому не может оторваться от неё, не может полностью уйти в  созданный им механический мир. Уничтожая  природу он шёл "назад", тем  самым уничтожая всё своё существование. Современный период развития общества характеризуется большим нарастанием  конфликта между человеком и  окружающей средой. Природа начала мстить человеку за его необдуманные потребительские отношения к  ней. Загрязнили природу ядовитыми  веществами, пользуясь своими техническими достижениями, человек заражает и  себя этим.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. Для вузов/Под редакцией С.В. Белова; 7-е издание - М.: Высшая школа, 2007. - 616 с.
2. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 317 с.
3. Назаренко О.Б. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2001. -  87 с.
4. Справочник по безопасности // www.warning.dp.ua: информационно-обучающий портал по вопросам общей и специальной безопасности, способам выживания и поведения в современном мире. URL: http://www.warning.dp.ua/obj001.htm