Развитие
цивилизации, антропогенное
воздействие на природу.
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 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.
Настоящие
сдвиги в биосферных процессах начались
в XX веке 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. Последствия антропогенной
(предпринимаемой человеком) деятельности
проявляется в истощении природных
ресурсов, загрязнения биосферы отходами
производства, разрушении природных
экосистем, изменении структуры
поверхности Земли, изменении климата.
Антропогенные воздействия приводят
к нарушению практически всех
природных биогеохимических циклов.
В
процессе своей деятельности человек
загрязняет окружающую среду.
Современный состав атмосферы
- результат длительного исторического
развития земного шара. Состав
атмосферы - кислород, азот, аргон,
углекислый газ и инертные
газы. Над городами и промышленными
районами в атмосфере возрастает
концентрация газов, которые обычно
в сельской местности содержатся
в очень небольших количествах
или совсем отсутствуют. Загрязненный
воздух вреден для здоровья. Кроме
того, вредные газы, соединяясь с
атмосферной влагой и выпадая
в виде кислых дождей, ухудшают
качество почвы и снижают урожай.
По
данным ученых 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
фреонов, органические соединения свинца,
углеводороды, в том числе канцерогенные,
большое количество твердых частиц
(пыль, копоть, сажа).
Глобальное
загрязнение атмосферного воздуха
сказывается на состоянии природных
экосистем, особенно зеленого покрова
нашей планеты. Кислотные дожди,
вызываемые главным образом диоксидом
серы и оксидами азота, наносят огромный
вред лесным биоценозам. От них страдают
леса, особенно хвойные.
Основная
причина загрязнения атмосферы -
сжигание природного топлива и металлургическое
производство. Если в XIX и начале ХХ
века, поступающие в окружающую среду
продукты сгорания угля и жидкого
топлива почти полностью ассимилировались
растительностью Земли, то в настоящее
время содержание продуктов сгорания
неуклонно возрастает. Из печей, топок,
выхлопных труб автомобилей в
воздух попадает целый ряд загрязняющих
веществ. Среди них выделяется сернистый
ангидрид - ядовитый газ, легко растворимый
в воде. Концентрация сернистого газа
в атмосфере особенно высока в
окрестностях медеплавильных заводов.
Он вызывает разрушение хлорофилла, недоразвитие
пыльцевых зерен, засыхание и опадание
листьев, хвои.
В
результате сжигания различного топлива
в атмосферу ежегодно выбрасывается
около 20 миллиардов тонн углекислого
газа. Антропогенные выбросы углекислого
газа превышают естественные и составляют
в настоящее время большую
долю его количества, нарушают прозрачность
атмосферы, а, следовательно, ее тепловой
баланс. Половина диоксида углерода, образующегося
при сгорании ископаемого топлива,
поглощается океаном и зелеными
растениями, половина остается в воздухе.
Содержание углекислого газа в атмосфере
постепенно возрастает и за последние
100 лет увеличилась более чем
на 10%. Углекислый газ препятствует
тепловому излучению в космическое
пространство, создавая там так называемый
«парниковый эффект», т.е. увеличение
средней температуры атмосферы
на несколько градусов, что способно
вызвать таяние ледников полярных областей,
повышение уровня Мирового океана,
изменение его солености, температуры
и другие неблагоприятные последствия.
Таким образом, изменение содержания
углекислого газа в атмосфере
в значительной мере влияет на климат
Земли.
Вода
- самое распространенное неорганическое
соединение на планете; вода основа
всех жизненных процессов, единственный
источник кислорода в главном
движущем процессе на Земле - фотосинтезе.
С появлением жизни на Земле круговорот
воды стал относительно сложным, т.к. к
простому явлению испарения добавились
более сложные процессы, связанные
с жизнедеятельностью живых организмов,
особенно человека. Масштабы использования
водных ресурсов быстро увеличиваются.
Это связано с ростом населения
и улучшением санитарно-гигиенических
условий жизни человека, развития
промышленности и орошаемого земледелия.
При сохранении таких темпов потребления
и с учетом прироста населения
и объемов производства к 2100 году
человечество может исчерпать все
запасы пресной воды. Постоянное увеличение
водопотребления на планете ведет к опасности
«водяного голода», что обуславливает
необходимость разработки мероприятий
по рентабельному использованию водных
ресурсов.
Кроме
высокого уровня расхода, нехватки воды
вызывается ее растущее загрязнение
вследствие сброса в реки отходов
промышленности и особенно химического
производства и коммуникационных сточных
вод. Бактериальное загрязнение
и ядовитые химические вещества (например,
фенол) приводят к омертвению водоемов.
Вредные вещества, поступающие в
воды: нефть, нефтепродукты (в результате
нефтедобычи, транспортировки, переработки,
использования нефти в качестве
топлива и промышленного сырья),
токсичные синтетические вещества
(применяющиеся в промышленности,
на транспорте, в коммунально-бытовом
хозяйстве), металлы (ртуть, свинец, цинк,
медь, хром, олово, марганец). Вредные
последствия имеет также молевой
сплав леса по рекам, который часто
сопровождается заторами.
В
реки и озера поступают и вымываемые
из почвы дождями минеральные
удобрения - нитраты и фосфаты, которые
в больших концентрациях способны
резко изменить вид и состав водоемов,
а также различные ядохимикаты
- пестициды, используемые в сельском
хозяйстве для борьбы с насекомыми-вредителями.
Одним
из видов загрязнения является тепловое
загрязнение (электростанции, промышленные
предприятия часто сбрасывают подогретую
воду в водоем, что уменьшает количество
кислорода, увеличивает токсичность
примесей, нарушает биологическое равновесие).
Сброс предприятиями теплых вод
служит неблагоприятным фактором для
аэробных организмов, обитающих в
пресных водах. В теплой воде кислород
плохо растворяется, и его дефицит
местами приводит многие организмы
к гибели.
Значительному
загрязнению подвергаются воды морей
и океанов. С речным стоком, а также
от морского транспорта, в моря поступают
болезнетворные отходы, нефтепродукты,
соли тяжелых металлов, ядовитые органические
соединения, в т.ч. пестициды. ДДТ
обнаружен даже в организме пингвинов,
обитающих в Антарктиде. Загрязнение
морей и океанов достигает
таких масштабов, что в ряде случаев
выловленные рыбы и моллюски оказываются
непригодными для употребления в
пищую.
Почва - верхний слой суши, образующийся
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 нормальных естественных
условиях все процессы, происходящие
в почве, находятся в равновесии.
В результате развития хозяйственной
деятельности человека происходит
загрязнение, изменение состава
почвы и даже ее уничтожение.
Загрязнение почвенного покрова
ртутью (с ядохимикатами и отходами
промышленных предприятий), свинцом
(при выплавке свинца и от
автотранспорта), железом, медью,
цинком, марганцем, никелем, алюминием
и другими металлами (вблизи
крупных центров черной и цветной
металлургии), радиоактивными элементами
(в результате выпадения осадков
от атомных взрывов или при
удалении жидких и твердых
отходов промышленных предприятий,
атомных станций или научно-исследовательских
институтов, связанных с изучением
и использованием атомной энергии),
стойкими органическими соединениями,
применяемыми в качестве ядохимикатов.
Они накапливаются в почве
и воде и, главное, включаются
в экологические пищевые цепи:
переходят из почвы и воды
в растения, в животных, и в
итоге переходят в организм
человека с пищей. Неумелое
и бесконтрольное использование
любых удобрений и ядохимикатов
приводит к нарушению круговорота
веществ в биосфере.
К
числу антропогенных изменений
почв относится эрозия. Уничтожение
лесов и естественного травянистого
покрова, многократная распашка земли
без соблюдения правил агротехники приводят
к эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного
слоя водой и ветром. Широко распространена
и наиболее разрушительная водная эрозия.
Она возникает на склонах и развивается
при неправильной обработке земли. Вместе
с талыми и дождевыми водами с полей ежегодно
уносится в реки и моря миллионы тонн почвы.
Значительные территории со сформированными
почвами изымаются из сельскохозяйственного
оборота вследствие открытого способа
разработки полезных ископаемых, залегающих
на небольшой глубине.
В
настоящее время площадь освоенных
человеком земель достигла 60% суши.
Застроенные земли занимают сейчас
около 300 млн.га. Человеку сегодня подвластно
регулирование гидрологических
режимов на значительных территориях.
Он может существенно, хотя пока и
локально, изменять климат, ландшафты
и зелёный покров планеты. Богатства,
которые природа веками собирала
в недрах планеты, люди извлекают
и разносят по всей её поверхности.
Вот уже почти 50 лет с начала
НТР нет никаких признаков
замедления технического прогресса.
Могущество современной цивилизации
стремительно растёт, а наука и
техника открывают всё новые
горизонты для её развития. Никогда
ещё цивилизация не обеспечивала
человечество таким количеством
благ, как это происходит теперь.
Воздействие
человека на живую природу складывается
из прямого влияния и косвенного
изменения природной среды. Одна
из форм прямого воздействия на растения
и животных - рубка леса. Оказавшись
внезапно в условиях открытого местообитания,
растения нижних ярусов леса испытывают
неблагоприятное влияние прямого
солнечного излучения. У теплолюбивых
растений травянистых и кустарничковых
ярусов разрушается хлорофилл, угнетается
рост, некоторые виды исчезают. На местах
вырубок поселяются светолюбивые растения,
устойчивые к повышенной температуре
и недостатку влаги. Меняется и животный
мир: виды, связанные с древостоем,
исчезают или мигрируют в другие
места.
Считается,
что с 1600 года человеком было истреблено
более 160 видов и подвидов птиц и
не менее 100 видов млекопитающих. Многие
виды животных находятся на грани
вымирания или сохранились только
в заповедниках. На численность животных
оказывает влияние и хозяйственная
деятельность человека, не связанная
с промыслом - освоение территорий
в пределах ареала животных и
сокращения кормовой базы. Исчезновение
сравнительно небольшого числа видов
животных и растений может показаться
не очень существенным. Каждый вид
занимает определенное место в биоценозе,
в цепи питания, и заменить его
не может никто.
Проблема радиоактивного загрязнения
возникла в 1945 году после взрыва
атомных бомб, сброшенных на японские
города Хиросиму и Нагасаки. Испытания
ядерного оружия, производимое в
атмосфере, вызвали глобальное
радиоактивное загрязнение. Радиоактивные
загрязнения имеют существенное
отличие от других. Радиоактивные
нуклиды - это ядра нестабильных
химических элементов, испускающих
заряженные частицы и коротковолновые
электромагнитные излучения. Именно
эти частицы и излучения, попадая
в организм человека, разрушают
клетки, вследствие чего могут
возникнуть различные болезни,
в том числе и лучевая. При
взрыве атомной бомбы возникает
очень сильное ионизирующее излучение,
радиоактивные частицы рассеиваются
на большие расстояния, заражая
почву, водоемы, живые организмы.
Многие радиоактивные изотопы
имеют длительный период полураспада,
оставаясь опасными в течение
всего времени своего существования.
Все эти изотопы включаются
в круговорот веществ, попадают
в живые организмы и оказывают
губительное действие на клетки.
Очень опасен стронций, вследствие
своей близости к кальцию. Накапливаясь
в костях скелета, он служит
постоянным источником облучения
организма. Радиоактивный цезий
(137Cs) сходен с калием, его много
в мышцах пораженных животных.
При ядерном взрыве образуется
громадное количество мелкой
пыли, которая долго держится
в атмосфере и поглощает значительную
часть солнечной радиации. Расчеты ученых
показывают, что даже при ограниченном,
локальном применении ядерного оружия
образовавшаяся пыль будет задерживать
большую часть солнечного излучения. Наступит
длительное похолодание («ядерная зима»),
которое неизбежно приведет к гибели все
живое на Земле.
Экологические
проблемы биосферы - это парниковый
эффект, истощение озонового слоя,
массовое сведение лесов, которое нарушает
процесс круговорота кислорода
и углерода в биосфере, отходы производства,
сельского хозяйства, производство
энергии (ГЭС наносят урон природе
и людям - затопление огромных территорий
под водохранилища, непреодолимые
препятствия на путях миграций проходных
и полупроходных рыб, поднимающихся
на нерест в верховья рек, застой вод,
замедление проточности, что сказывается
на жизни всех живых существ, обитающих
в реке и у реки; местное повышение
воды влияет на грунт водохранилища,
приводит к подтоплению, заболачиванию,
эрозии берегов и оползням; существует
опасность от плотин в районах
с высокой сейсмичностью). Все
это ведет к глобальному экологическому
кризису и требует незамедлительного
перехода к рациональному природопользованию.