Загрязнение окружающей среды: экологические проблемы природы. Загрязнение окружающей среды и его последствия

Загрязнением окружающей природной среды считается физико-химическое изменение состава природного вещества (воздуха, воды, почвы), которое угрожает состоянию здоровья и жизни человека, окружающей его естественной среды. Загрязнение бывает космическое -- естественное, которое земля в значительном количестве получает из космоса, от извержения вулканов, и антропогенное, совершенное в результате хозяйственной деятельности человека. Рассмотрим второй вид загрязнения, совершаемого по воле человека.

Экологические последствия – это последствия, являющиеся результатом чрезвычайного события, чрезвычайной ситуации, аварии, приведшие к вреду, нанесенному природным средам, здоровью и благополучию населения, к экологическому и экономическому ущербу, определяемые в краткосрочном периоде и прогнозируемые в долгосрочном периоде.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Физическое (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)

Химическо е (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества)

Биологическое (биогенное, микробиологическое, генетическое)

Информационное (информационный шум, ложная информация, факторы беспокойства)

Антропогенное загрязнение окружающей среды подразделяется на несколько видов.). В зависимости от региона доля того или иного источника загрязнения может значительно колебаться. Так, в городах наибольший удельный вес от загрязнения дает транспорт. Его доля в загрязнении окружающей среды составляет 70--80%. Среди промышленных предприятий наиболее «грязными» считаются металлургические предприятия. Они на 34% загрязняют окружающую среду. За ними следуют предприятия энергетики, прежде всего тепловые электростанции, которые на 27% загрязняют окружающую среду. Остальные проценты падают на предприятия химической (9%), нефтяной (12%) и газовой (7%) промышленности.

Парниковый эффект выражается в повышении температуры, изменении погоды и климата. Подобные явления мы наблюдаем уже сейчас. При современных антропогенных нагрузках каждые 10 лет температура будет повышаться на 0,5°. Последствия такого изменения температуры выражаются в повышении уровня Мирового океана и затоплении части суши, населенных пунктов. Надо сказать, что за 100 лет уровень Мирового океана поднялся на 10-12 см, но при парниковом эффекте такой подъем может быть ускорен в 10 раз.

Другим последствием парникового эффекта может стать рост опустынивания земель. Уже сейчас 6 млн га земель ежегодно обращаются в пустыню.

С загрязнением атмосферы связано состояние озонового слоя Земли, основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от губительного воздействия ультрафиолетового излучения из Космоса. Под воздействием озоноразрушающих веществ - флерона, фреона, хлора, углерода, выделяемого холодильными установками, автомобилями и т.д., идет постепенное разрушение этого слоя, в частности, в отдельных местах над плотнонаселенными территориями его толщина уменьшилась на 3 %.

Другими не менее важными объектами загрязнения являются водоемы, реки, озера, Мировой океан. В Мировой океан ежегодно сливаются миллиарды тонн жидких и твердых отходов. Среди этих отходов первенствует нефть, которая попадает в океан с судов, в результате добычи нефти в морской среде, а также вследствие многочисленных аварий танкеров. Разлив нефти ведет к образованию в океане нефтяной пленки, гибели живых ресурсов моря, в том числе водорослей, плангтона, вырабатывающих кислород.

Массовым источником загрязнения окружающей среды стали химикаты, применяемые в сельском хозяйстве: минеральные удобрения, ядохимикаты, стимуляторы роста. На планете сейчас распространено свыше 5 млн различного рода химических веществ и соединений. Токсичность действия их мало изучена (примерно 40 тысяч веществ).

1) Герцинская складчатость(их 7): Таймырская + Уральско-новоземельская + Рудно-алтайская + Восточно-казахстанская + Северотяньшаньская + Южнотяньшаньская + Монголо-охотская платформы.

Характеристика воздействия на окружающую среду при строительстве скважин Бованенковского месторождения

Так, основными факторами воздействия на природные объекты территории при проведении буровых работ являются:

- химическое загрязнение почв, грунтов, горизонтов подземных вод, поверхностных водоемов, атмосферного воздуха веществами и химреагентами, используемыми при проводке скважин, буровыми и технологическими отходами, продуктами испытания скважин;

- механическое воздействие возможно при вышкомонтажных работах, перемещении оборудования.

- химического загрязнения территории площадки минимально при регламентном безаварийном режиме проведения работ.

Основными потенциальными загрязнителями окружающей среды при строительстве скважин относятся:

· буровые и тампонажные растворы;

· химические реагенты и материалы, используемые для приготовления растворов;

· отработанный буровой раствор, буровые сточные воды и выбуренный шлам;

· продукты сгорания топлива при работе котельной и двигателей внутреннего сгорания;

· горюче-смазочные материалы;

· хозяйственно-бытовые сточные воды и твердые бытовые отходы.

Потенциальные источники загрязнения почв и природных вод:

· разгерметизация системы сбора и накопления отходов бурения,

· разгерметизация системы сбора загрязненных талых и ливневых вод;

· разгерметизация системы циркуляции промывочных и других жидкостей, порывов трубопроводов, разлив ГСМ;

· аварийные ситуации в процессе строительства скважин, связанные с выбросом флюида;

· погрузка/разгрузка, транспортировка, хранение реагентов и материалов, используемых для приготовления буровых, тампонажных и специальных растворов;

· некачественное цементирование колонн, негерметичность обсадных колонн.

Атмосферный воздух в процессе строительства скважин загрязняется:

· продуктами сгорания топлива котельной, дизельной электростанции;

· при эксплуатации транспортных средств и спецтехники;

· при проведении сварочных работ;

· при хранении используемых химических веществ и ГСМ;

· в аварийных ситуациях при возможных флюидопроявлениях и возгорании продуктов выброса из скважин.

Полигон ТБО. Характеристика воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации полигона ТБО

Основные виды воздействий при строительстве и эксплуатации полигона ТБО Бованенковского месторождения:

Выбросы загрязняющих веществ от организованных и неорганизованных источников;

Физические факторы воздействия;

Сбросы сточных вод;

Образование отходов производства и потребления.

Воздействие на атмосферный воздух

Основным видом воздействия проектируемого объекта на состояние воздушного бассейна является загрязнение атмосферного воздуха выбросами загрязняющих веществ, водяного пара, аэрозолей и тепловое воздействие, оказывающее влияние на микроклимат территории.

В период строительства загрязнение атмосферы происходит в результате выделения:

· продуктов сгорания топлива (двигатели передвижных генераторов освещения, выхлопные газы от строительной техники);

· растворителей (окрасочные работы);

· сварочных аэрозолей (сварочные работы);

· пыли при пересыпке пылящих материалов;

· загрязняющих веществ при механической обработке металлов на ремонтно-механической мастерской.

В период эксплуатации полигона ТБО загрязнение атмосферы предполагается в результате выделения:

· легких фракций углеводородов от технологического оборудования (емкость дизельного топлива);

· пыли при хранении и пересыпки пылящих материалов.

Основным источником загрязнения атмосферы в период эксплуатации полигона ТБО будут двигатели внутреннего сгорания автомобилей и спецтехники. Автомобильный транспорт является неорганизованным передвижным источником загрязнения атмосферы и выбросы от него не нормируются.

Физическое воздействие

В период строительства уровень шума в полосе строительства может превышать допустимые значения. Основными источниками шумового воздействия в период строительства проектируемых объектов являются дорожная техника и автотранспорт. Т.о. период строительства будет характеризоваться шумовым воздействием на окружающую среду.Также источниками шума являются ДЭС и ППУ.

Воздействие на водную среду

В период строительства и эксплуатации объекта воздействие на водные ресурсы связано с:

· загрязнением нефтепродуктами (ГСМ) от заправки строительной техники и транспорта;

· изменением условий питания и разгрузки грунтового водоносного горизонта при вертикальной планировке площадок;

· изменением геокриологических условий (на участках нарушения естественной гидрогеологической обстановки);

· отсыпкой насыпей, устройством полок и водопропусков, выторфовкой;

· возможными утечками сточных вод с площадки;

· загрязнением выбросами от автотранспорта.

Негативное воздействие на близлежащие водные объекты может оказываться в результате попадания в них поверхностных стоков с площадки в период таяния снега, атмосферных осадков или с грунтовыми водами.

Основные источники загрязнения окружающей среды – искусственные и созданные человеком. Если говорить фактами, то вот только некоторые последствия бездумного отношения к природе:

• Тепловое загрязнение окружающей среды и вредные газы от машин привели к тому, что около 250 тыс. человек только в Европе погибает ежегодно от болезней, связанных с этим явлением;
• Каждый год на Земле вырубается около 11 млн гектаров тропических лесов, при этом скорость восстановления лесного покрова в десять раз ниже;
• 9 млн. тонн отходов сбрасывается ежегодно в Тихий океан, а в Атлантический – больше 30 млн. тонн;
• За 40 лет количество питьевой воды на душу населения планеты уменьшилось на 60%;
• Разложение выброшенного стекла займет 1000 лет, пластмассы – 500 лет.

Последствия розлива нефтепродуктов

В последние годы загрязнение окружающей среды только набирает обороты и на эту проблему начали обращать многие ученые по всему миру. Еще недавно ничего подобного не наблюдалось, так как уровень потребления товаров населением всей планеты находился на невысоком уровне. Но с постоянным увеличением уровня жизни, покупательной способности людей, строительством все новых опасных производств вопрос о сохранении природы начал проявляться все более остро.

Сегодня проблема загрязнения окружающей среды стоит ребром – человек негативно воздействует на весь мир по многим направлениям и однозначных решений для этой ситуации пока не существует. В прогрессивных странах уже пытаются бороться с этим, создавая продвинутые заводы по переработке отходов, но в большинстве стран до такого уровня культуры еще не дошли.

Интересный факт. Один легковой автомобиль вырабатывает за год такое количество углекислого газа, который равен его собственному весу. В этом газе содержится около 300 опасных для людей и природы веществ.

Загрязнение среды – что это значит

Из-за вырубки лесов многие животные теряют свои дома и вымирают — как эта коала

Под загрязнением природы принято понимать такое поведение человека, в результате которого в природу привносятся опасные и вредные для нее вещества и материалы, химические соединения и биологические агенты. Последствия загрязнения окружающей среды сказываются не только на свойствах грунта, воды, растительности, качестве воздуха, но могут влиять и на массу других факторов, в том числе и на общее качество жизни людей.

Выброс опасных веществ в природу может происходить естественным, искусственным или антропогенным путями. Примерами первого варианта можно назвать вулканические извержения, когда пыль и магма покрывает землю, уничтожая все живое, нарушение популяции каких-либо животных в определенной местности, что приводит к проблемам в существующей пищевой цепочке, повышенная солнечная активность, провоцирующая засухи и тому подобные явления.

Искусственные пути негативного воздействия на окружающую среду неразрывно связаны с человеком: постоянно растущее количество опасных производств, накопление не перерабатываемого мусора и бытовых отходов, выхлопы газов машин, вырубка лесов и урбанизация. Сложно даже перечислить все негативные факторы, которые действуют на нормальное состояние природы в результате действий людей.

Классификация видов загрязнений окружающей среды

Пингвин, попавший в грязную воду после розлива нефти

Помимо указанного выше разделения на искусственные и естественные, виды загрязнений окружающей среды делятся также на такие категории:

• Нарушение нормального биоценоза или биологическое воздействие. Происходит в результате неконтролируемого вылова или охоты на определенные типы животных, негативного влияние на животных антропогенной деятельностью. Неконтролируемая деятельность охотников и рыболовов, браконьеров приводит к вынужденной или спонтанной миграции большого количества животных в другие места обитания и т.п. В результате подобных процессов нарушается нормальный биоценоз, что провоцирует порой катастрофические проблемы. Сюда можно отнести также вырубку лесов, высушивание рек или изменение их течения, разработку огромных карьеров, крупные лесные, степные пожары;
• Механическое, подразумевающее выброс в природу огромного количества мусора, полученного в результате деятельности человека, который негативно влияет как на обитателей региона, так и на физико-химическую структуру и свойства почвы, грунтовых вод и т.п.;
• Физическое загрязнение окружающей среды – комплекс факторов воздействия, в результате которых меняются некоторые физические параметры: ее температура, уровень радиоактивного, светового, шумового состояния. Сюда относится и электромагнитное воздействие от спутников, антенн;
• Химическое негативное воздействие, которое проявляется в изменении нормального химического состава в земле, воде, воздухе, что провоцирует в ней деструктивные процессы и лишает организмы нормальных привычных условий для их жизни.

Интересный факт . По причине чрезмерного электромагнитного излучения в некоторых развитых странах критически изменилось количество насекомых. Замечено негативное влияние электромагнитного излучения на пчел, которые предпочитают мигрировать в более чистые от излучения места.

Плата экологического налога

Многие страны, особенно в цивилизованном мире, пришли к тому, что за загрязнение окружающей среды своей деятельностью компании должны платить определенные налоги. Собранные таким образом деньги идут на борьбу с последствиями проблемы в той или иной сфере, к примеру, в водном хозяйстве страны.

Загрязнение окружающей природной среды происходит повсеместно, поэтому со стороны государства разумно разработать единый подход и общий налог в этом вопросе. Тем не менее на данный момент четкого определения экологического налога все еще не существует.

Обычно взаимодействия правительства с собственниками опасного производства происходит так: объект проверяет на соответствие нормам экологической безопасности и в случае превышения установленных норм обязуется уплачивать определенный налог, к примеру, с каждой тонны генерированных опасных веществ.

Поэтому стоит говорить скорее не о каком-то общем для всего государства налоге, а разного рода выплатах от производителя государству в случае генерирования объектом вредных веществ. Рассмотрим подробнее, в каких ситуациях это происходит.

Какие налоговые сборы относятся к экологическим?

• Транспортный налог. В 2016 году его надо платить, если доказано, что транспортное средство наносит вред окружающей среде.
• Налог по добыче полезных ископаемых. Например, при добыче природных ресурсов, включая уголь и нефть, которые относятся к числу исчерпаемых.
• Водный налог. Платится в России за внесение дисбаланса в окружающую среду при использовании водных ресурсов.
• Сбор за эксплуатацию водных биологических ресурсов в России, объектов животного мира. Этот налог платится, если ущерб природе причинён в результате охоты или других видов ловли животных.
  Земельный.

Как все это влияет на человеческий организм

Волна с мусором на острове Ява - самом густонаселённом острове планеты

Многие люди относятся к рассматриваемому вопросу довольно поверхностно и не принимают для защиты окружающей среды от загрязнения никаких действий, считая, что проблема их не касается. На самом деле, это совершенно неправильный и несознательный подход.

Результат измененной окружающей среды влияет на человека очень сильно, так как он является неразрывной частью природы. Можно выделить наиболее важные сферы, которые из-за негативного влияния человека стали претерпели изменения, которые несут опасность:

Климат . Постоянное увеличение температуры, таяние ледников, изменение некоторых глобальных течений в мировом океане, наличие в воздухе опасных химических соединений – это только малая часть того, с чем сталкивается каждый. Даже самые минимальные изменения в климате: температура, давление, уровень осадков или сильные порывы ветра способны принести с собой очень много проблем самого разного характера: от обостренного ревматизма до уничтоженных урожаев, засухи и голодовки (см. );

Биологический и химический факторы . Вредные вещества попадают в грунт, проникают в грунтовые воды, в воздух в виде испарений, впитываются в растения, которыми потом питаются животные и люди. Опасная химия способна даже в небольших концентрациях провоцировать аллергии, кашель, болезни, высыпания на теле и даже мутации. При хроническом отравлении человек становится более слабым и усталым;

Не менее сильно на здоровье человека действует и питание. Выращенные на нечистой земле культуры, пропитанные большим количеством химических удобрений и ядов, теряют многие положительные свойства, становясь настоящей отравой. Плохая еда становится причиной ожирения, потери вкуса и аппетита, недостатка необходимых витаминов и микроэлементов в организме.

Загрязнение окружающей среды, определение которого было дано выше, способно очень негативно повлиять на состояние здоровья миллионов людей.

Генетическая опасность

Мутации среди животных, вызванные изменением окружающей среды

Одним из важнейших нюансов рассматриваемого вопроса является так называемая генетическая опасность. Она заключается в том, что под воздействием вредных химических веществ, в организме могут накапливаться различные мутации, которые способны провоцировать раковые опухоли и привносить в будущие поколения серьезные дефекты, иногда даже несовместимые с жизнью.

Проявление мутаций и изменений в организме и его потомках проявляется не сразу. Для этого могут понадобиться годы и десятилетия. Именно поэтому употребление ГМО пищи, нахождение под радиацией и сильными излучениями, курение, которое также вызывает мутации клеток, проявляются в виде того же рака и других патологий не сразу, а через 10-20 лет.

Борьба с проблемой

Мусороперерабатывающий завод Шпиттелау в Вене, Австрия

Антропогенное загрязнение окружающей среды, причины и последствия которого в общих чертах уже рассмотрены выше, вызывает серьезное беспокойство множества думающих людей по всему миру. Достаточно хоть раз побывать на , которой не видно конца, чтобы понять – ситуация заходит слишком далеко и ее необходимо не прятать по заброшенным карьерам, а радикально решать.

Так как природа не имеет границ, то борьба с проблемой ее загрязнения является международной. Сейчас в мире действует множество организаций, которые пытаются влиять на производителей, правительства и людей с целью воспитать в них более осознанное отношение к природе и свои действиям. В некоторых странах активно пропагандируются зеленые источники энергии, популярные автомобильные компании начинают выпускать электрокары, которые должны прийти на смену бензиновым и дизельным двигателям.

Важные составляющие борьбы за сохранение природы:

Пропаганда отказа от потребительского образа жизни и постоянной покупки вещей, от которых вполне можно отказаться и которые быстро окажутся на ближайшей помойке;

Строительство мусороперерабатывающих заводов, способных изготавливать из вторсырья новые материалы, которые повторно будут задействованы в производстве;

Сортировка мусора. В культурных странах этот вопрос уже практически решен и люди выкидывают разный тип мусора в разные емкости. Это упрощает процесс их утилизации и переработки.

Одна из серьезных причин загрязнения окружающей среды – безответственное отношение обывателей к проблеме и их нежелание разбираться в данных вопросах.

Как предотвратить проблему

Борьба с загрязнением окружающей среды – это сложная задача, которая должна решаться в следующем комплексе:

• Обращение на проблему внимания правительств всех стран;
• Просвещение народных масс с целью воспитания у них сознательности в данном вопросе;
• Воздействие на производителей и их контроль. Все это должно регулироваться продуманным и жестким законодательством;
• Предотвращение загрязнения окружающей среды также должно сопровождаться созданием полноценной инфраструктуры по вывозу, утилизации и переработке мусора.

Только все эти пункты вместе способны произвести положительный эффект и переломить нынешнюю негативную тенденцию, сделать наш мир более чистым.

Общие последствия загрязнения природы

Переполненные мусором территории Бангладеш

На данный момент последствия постоянного наращивания потребления, развития индустрии и соответственного количества отходов и мусора уже довольно ощутимы, и это касается всего мира. Достаточно вспомнить недавно вспыхнувшие «мусорные» бунты в пригороде Москвы, когда люди начали массово жаловаться на ужасный запах от свалки рядом с домами, ухудшение качества воздуха и воды.

Интересный факт . Около 40 миллионов россиян, живущих в городах, существуют в условиях 10 разового превышения уровня загрязнения воздуха, чем это предписано санитарными нормами.

В качестве заключения стоит отметить, что экологические последствия загрязнения окружающей среды являются катастрофическими для каждого человека на Земле. Но только осознанный подход к проблеме способен что-то изменить.

Основные факторы загрязнения окружающей среды зависят от человека, поэтому если все люди объединятся на решение данной проблемы, то можно быть уверенным – решение будет найдено. Дело осталось за малым – за волевым решением властей всех стран начать двигаться в этом направлении.

Вспомните!

Какие глобальные экологические проблемы вам известны?

Приведите примеры экологических проблем вашего региона.

Загрязнение атмосферы. Одной из самых острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение среды. На ранних этапах развития биосферы воздух загрязняли только извержения вулканов и лесные пожары, но как только человек развел свой первый костер, началось антропогенное воздействие на атмосферу. Еще в начале XX в. биосфера справлялась с теми продуктами сгорания угля и жидкого топлива, которые поступали в воздушную среду. Достаточно было отъехать от промышленных предприятий на несколько километров, чтобы почувствовать чистый воздух. Однако в дальнейшем быстрое развитие промышленности и транспорта привело к резкому ухудшению состояния атмосферы.

В настоящее время в атмосферу в результате деятельности человека поступают углекислый газ (СО 2), угарный газ (СО), хлорфторуглеводороды, оксиды серы и азота, метан (СН 4) и другие углеводороды. Источники этих загрязнений – сжигание природного топлива, выжигание лесов, выбросы промышленных предприятий и выхлопные газы автомобилей (рис. 178).

Кислотные дожди. Рядом с медеплавильными заводами в воздухе высока концентрация диоксидов серы, которые вызывают разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцы, засыхание хвои. Растворяясь в капельках атмосферной влаги, диоксиды серы и азота превращаются в соответствующие кислоты и выпадают на землю вместе с дождем. Почва приобретает кислую реакцию, в ней снижается количество минеральных солей. Попадая на листья, кислотные осадки разрушают защитную восковую пленку, что приводит к развитию заболеваний растений. Особенно чувствительны к изменению кислотности мелкие водные животные и икра, поэтому максимальный вред кислотные дожди причиняют водным экосистемам. В наиболее развитых промышленных районах кислотные дожди разрушают поверхность зданий, портят памятники скульптуры и архитектуры.

Парниковый эффект. Рост концентрации в атмосфере углекислого газа и метана создает так называемый парниковый эффект. Эти газы пропускают солнечный свет, но частично задерживают отраженное тепловое излучение от поверхности Земли. За последние 100 лет относительная концентрация углекислого газа в атмосфере повысилась на 20 %, а метана – на 100 %, что привело к повышению температуры в среднем на планете на 0,5 °С. Если в ближайшие годы концентрация этих газов будет увеличиваться с такой же скоростью, к 2050 г. на Земле потеплеет еще на 2–5 °С. Такое потепление может привести к таянию ледников и повышению уровня Мирового океана почти на 1,5 м, что вызовет затопление многих населенных прибрежных районов.

Рис. 178. Загрязнение воздуха: выбросы промышленных предприятий и выхлопные газы автомобильного транспорта

Смог. Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, под действием солнечного света вступают в сложные химические реакции, образуя ядовитые соединения. Вместе с капельками воды они образуют ядовитый туман – смог, который вредно действует на организм человека и на растения.

Взвеси твердых частиц и капельки жидкостей (дымки и туманы) значительно снижают количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. В зимние месяцы в крупных городах ультрафиолетовое излучение значительно ослабевает.

Озоновые дыры. На высоте более 20 км над поверхностью Земли находится озоновый слой (О 3), который защищает все живое от избыточного ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет определенного волнового диапазона полезен для человека, поскольку вызывает образование витамина D. Однако чрезмерное пребывание на солнце может привести к возникновению рака кожи.

Вещества, которые используют в качестве компонентов аэрозолей и хладагентов в холодильниках, – хлорфторуглеводороды – поднимаются в стратосферу, где под действием солнечного излучения разлагаются с выделением хлора и фтора. Образовавшиеся газы вызывают превращение озона в кислород, разрушая защитную оболочку Земли, возникшую около 2 млрд лет назад.

В 1987 г. впервые было обнаружено, что над Антарктидой, над территорией, равной по площади США, озоновый слой практически полностью исчез. В последующие годы истончение озонового слоя регулярно наблюдалось над Арктикой и некоторыми участками суши.

Загрязнение и перерасход природных вод. Пресная вода составляет менее 1 % от всего мирового запаса воды, и человечество растрачивает и загрязняет это бесценное богатство. Рост населения, улучшение бытовых условий, развитие промышленности и орошаемого земледелия привело к тому, что перерасход воды стал одной из глобальных экологических проблем современности.

Целые реки разбираются на орошение и нужды больших городов, а вдоль их русла и в устье гибнут природные сообщества. Забор воды для города Лос-Анджелес практически уничтожил реку Колорадо. То место, где она когда-то впадала в Калифорнийский залив, стало сухим руслом. Разбор воды рек Средней Азии привел к тому, что фактически перестало существовать Аральское море (рис. 179). Соль с его высохшего дна разносится ветром, вызывая засоление почв на многие сотни километров вокруг.

Рис. 179. Уменьшение акватории Аральского моря. Спутниковая съемка, сделанная летом 2002 г. Красной линией показана граница воды по состоянию на 1960 г.

Веками грунтовые воды вымывали в недрах земли полости, своеобразные подземные водохранилища. Многочисленные родники, питающие реки и озера, – это места выхода грунтовых вод на поверхность. Перерасход грунтовых вод уменьшает количество родников и вызывает постепенное опускание поверхности суши, так называемую просадку грунта. Почва проваливается в образовавшиеся подземные пустоты, и если это происходит внезапно, то приводит к катастрофическим последствиям.

Не менее опасное явление – загрязнение водоемов. С полей и пастбищ в воду попадают органические вещества, минеральные удобрения, отходы животноводства, пестициды и гербициды (рис. 180). Канализационные стоки, которые сбрасывают в моря без предварительной очистки, создают угрозу здоровью людей. Из-за аварий танкеров и трубопроводов в океан ежегодно выливается огромное количество нефти – около 5 млн т. Сбросы промышленных предприятий, поверхностные стоки со свалок часто загрязнены тяжелыми металлами и синтетическими органическими веществами. Соли тяжелых металлов (свинца, ртути, меди, цинка, хрома, кадмия и др.) вызывают у человека отравления с тяжелейшими физиологическими и неврологическими последствиями. Многие искусственные органические соединения настолько напоминают природные, что усваиваются организмом, но, включаясь в обмен веществ , полностью нарушают его нормальное функционирование. В результате возникают заболевания почек, печени, бесплодие и многие другие физиологические расстройства. Особенно опасны ядовитые соединения, которые не разлагаются и, проходя через пищевые цепи, накапливаются в организмах.

Рис. 180. Дефекты конечностей древесных лягушек, развитие которых проходило в прудах штата Пенсильвания (США), вызваны воздействием пестицидов

В начале 1970-х гг. в маленьком рыбачьем поселке Минамата в Японии произошла трагедия. Химическое предприятие сбрасывало отходы, содержащие ртуть, в воду. Ртуть оседала на дно, поглощалась бактериями, а затем, постепенно концентрируясь, проходила по уровням пищевой цепи и накапливалась в рыбе. Еще за несколько лет до выяснения причин трагедии люди стали замечать, что в поселке у кошек часто случались судороги, которые приводили к частичному параличу, а позднее к смерти. Сначала думали, что это какая-то специфическая кошачья болезнь, но вскоре подобные симптомы стали появляться у людей. Появились случаи умственной отсталости, психические расстройства и врожденные дефекты. К тому времени, когда выяснили причину (острое ртутное отравление) и ситуацию взяли под контроль, погибло уже более 50 человек и еще 150 стали инвалидами. Ртуть попадала в организм человека с рыбой. Кошки пострадали первыми, потому что питались в основном только рыбой.

Загрязнение и истощение почвы. Плодородная почва – это один из важнейших ресурсов человечества, обеспечивающий производство продуктов питания. Верхний плодородный слой почвы формируется в течение длительного времени, однако разрушиться может очень быстро. Ежегодно вместе с урожаем из почвы изымается огромное количество минеральных соединений – основных компонентов питания растений. Если не вносить удобрения, в течение 50–100 лет может произойти полное истощение почвы.

Самое разрушительное влияние на почву оказывает эрозия. Распахивание степей, уничтожение лесов, избыточный выпас скота делают почву незащищенной, и верхний слой смывается водой (водная эрозия) или уносится ветром (ветровая эрозия). Унесенная с поверхности земли почва засоряет русла рек, вызывая нарушения структуры водных экосистем. При поливном земледелии избыточное орошение в условиях жаркого климата приводит к засолению почв.

Археологи выяснили, что упадок многих древних цивилизаций был вызван не внешними причинами и не войнами, а медленным экологическим самоубийством – неспособностью сохранять свои земельные и водные ресурсы. Потеря почвенного плодородия привела к упадку некогда процветающую цивилизацию майя в Центральной Америке. Северная Африка, когда-то кормившая всю Римскую империю, сегодня представляет собой в основном пустыню.

В настоящее время вся территория нашей планеты в той или иной степени подвержена антропогенному влиянию. Быстрый рост народонаселения требует постоянного расширения производства. Строительство городов и промышленных предприятий, развитие сельского хозяйства и разработка полезных ископаемых привели к тому, что уже практически 20 % суши полностью преобразованы человеком. Истощаются запасы полезных ископаемых, которые относятся к невозобновляемым природным ресурсам. Загрязнение атмосферы и природных вод, эрозия и истощение почв, разрушение природных экосистем может привести человечество к экологической катастрофе. Именно поэтому все большую актуальность приобретают природоохранные мероприятия, направленные на сохранение биосферы.

Вопросы для повторения и задания

1. Что является причиной и каковы последствия загрязнения атмосферы?

2. Как сказывается хозяйственная деятельность человека на структуре и плодородии почвы?

3. К каким последствиям приводит загрязнение вод Мирового океана?

4. Каково прямое влияние человека на растительный и животный мир Земли?

5. Какое воздействие на биогеоценозы и биосферу в целом оказывает расширение сельскохозяйственного производства?

<<< Назад

Вперед >>>

Проблема загрязнения природной среды становится острой как из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественными изменениями производства под влиянием научно-технического прогресса. Следует отметить, что только 1-2% используемого природного ресурса остается в конечном продукте, а большинство идет в отходы, не усваиваются природой. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией значительного количества вредных веществ, и природные экосистемы начинают разрушаться.

Двуокись углерода (углекислый газ) - один из компонентов газового состава атмосферы, играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, растений и животных, но и в исполнении атмосферой функции предотвращения перегрева или переохлаждения поверхности Земли. Хозяйственная деятельность нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО, в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается. С 1959 по 2000 год количество углекислого газа увеличилась на 10%. Некоторые важные элементы кругооборота С02 еще не до конца изучены. Не установлены взаимозависимости между концентрацией его в атмосфере и способностью задерживать лишнее тепло, поступающее от Солнца. Однако рост концентрации С02 свидетельствует о глубоком нарушении глобального равновесия в биосфере, что в сочетании с другими нарушениями может иметь очень серьезные последствия.

Загрязнения, поступающие в Мировой океан, нарушили в первую очередь естественное равновесие морской среды в прибрежной зоне континентального шельфа, где сосредоточено 99% всех морских биологических ресурсов, добываемых человеком. Антропогенные загрязнения этой зоны послужили причиной того, что ее биологическая продуктивность снизилась на 20%, а мировой рыбный промысел не досчитался 15-20 миллионов тонн улова. По данным ООН, ежегодно в Мировой океан попадает 50 тыс. Т пестицидов, 5000 тонн ртути, 10 млн т нефти и множество других загрязнителей.

Количество веществ, которые ежегодно попадают из антропогенных источников со стоком рек в воды морей и океанов - железа, марганца, меди, цинка, свинца, олова, мышьяка, нефти превышает объем этих веществ, поступающих в результате геологических процессов. Дно Мирового океана, в том числе и глубоководные впадины, все шире используются для захоронения особо опасных токсических веществ (включая "морально устаревшие" боевые отравляющие вещества), а также радиоактивных материалов. Так, с 1946 по 1970 США похоронили на Атлантическом побережье страны около 90 000 контейнеров с отходами общей радиоактивностью примерно 100000 кюри, а европейские страны сбросили в океан отходов общей радиоактивностью 500 000 кюри. В результате разгерметизации контейнеров наблюдаются случаи опасного заражения вод и природной среды в местах этих захоронений.

В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а во время разливов слой нефтяной пленки вначале может составлять несколько сантиметров. Со временем образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К комочков мазута, плавающих прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодными для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нефти - токсины для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса этих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы.

Наибольшее количество нефти сосредоточена в тонком приповерхностном слое морской воды. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль "детского сада" для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Изменяются процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, снижается отражательная способность (альбедо) морской воды.

Хлорированные углеводороды, которые широко применяются для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные встречаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.

Они легко растворяются в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Как ксенобиотики, то есть вещества полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих »потребителей» и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они остро токсичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Общий объем речного стока составляет 46 тыс. М3 воды в год. Вместе с ним в Мировой океан поступает в 2 млн т свинца, до 20 тыс. Т кадмия, до 10 тыс. Т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно переносится через атмосферу.

По своей токсичности действия в морской среде особую опасность представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы ртути. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или моллюсках соединения Метилированная ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей.

Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым морские продукты питания, но и самым негативным образом влияют на обитателей моря. Коэффициенты накопления токсичных металлов, т.е. концентрация их на единицу веса в морских организмах по отношению к морской воды, меняются в широких пределах - от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов и видов организме)). Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные вещества в рыбе, моллюсках, ракообразных и других организмах.

Начало космической эры породил проблему сохранения целостности еще одной земной оболочки - космосферы (околоземного космического пространства). Проникновение человека в космос не просто героическая эпопея, это еще и целенаправленная долговременная политика овладения новыми ресурсами природы и природной среды.

Космическая оболочка Земли выполняет ряд важных для жизни планеты и для жизни на планете функций, связанных с поддержанием ее радиационного - теплового баланса, протеканием некоторых геофизических процессов. Поэтому сохранение природных равновесий и изначальных свойств космосферы Земли в процессе проникновения в нее человека - большой, жизненно важное обще планетарное задачи.

Космическая деятельность охватывает широкий круг прикладных направлений: исследование природных ресурсов Земли, контроль за состоянием окружающей среды, связь, навигацию, метеорологию, геодезию, картографию, телевещание, спасение судов и самолетов, терпящих бедствие; технологические, биологические и другие научные эксперименты, готовят почву для еще более интенсивного, в частности индустриального использования космоса.

Космос все больше становится ареной для разнообразного и плодотворного мирного сотрудничества. Сейчас в космосе ведутся интенсивные исследования и эксперименты гражданского назначения. Все это предполагает запуск большого количества космических объектов. В начале 80-х годов в космос выводилось более 100 объектов в год. В настоящее время на орбите Земли находится около 10-15 тысяч крупных искусственных объектов и 40 000 мелких (приблизительно 2,5 сантиметра в диаметре).

Некоторые из современных и намечаемых на будущее видов космической деятельности должны стать объектом регламентации, чтобы исключить загрязнение и другие формы нарушения природного равновесия в космическом пространстве. В настоящее время на международных форумах идет обсуждение, кроме вопроса о немилитаризацию космоса, таких аспектов регулирования как: сокращение числа спутников, которые исчерпали свой резерв (так называемых космических отходов), сброс в космос разного рода опасных »земных» отходов, запуск крупных ракетных ускорителей на твердом топливе.

Одна из острейших глобальных проблем современности - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Кислотные дожди вызывают не только подкисление грунтовых воде верхних слоев фунтов. Кислотность с осадками распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, 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" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками накопления окислов в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, угля, газа в промышленности, сельском хозяйстве, быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу окислов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, поверхностных и грунтовых вод.

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии е воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, смогу ли. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые 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 асбеста. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Бона образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из вскрышных пород, образованные при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250 - 300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. М 3, условного оксида углерода и более 150 тонн пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.

Нарушение озонового слоя. Озон - одна из форм существования химического элемента кислорода в земной атмосфере - его молекула состоит из трех атомов кислорода 03 для образования озона необходимо предварительное образование свободных атомов кислорода.

С увеличением количества атомарного кислорода возрастает и содержание озона в атмосфере. Однако с высотой увеличивается и ультрафиолетовая радиация, разрушает озон быстрее, чем идет его образования, поэтому концентрация озона в атмосфере начинает уменьшаться. Измерения показывают, что озон в атмосфере имеет слоистую структуру и его основная масса сосредоточена в слое на высоте 20 - 25 км, а начиная с высоты 55 км, его концентрация активно уменьшается, следовательно, озон присутствует в тропосфере, стратосфере, мезосфере.

»Озоновая дыра» - это явление уменьшения общего количества озона. Отмечено систематическое уменьшение концентрации В 3 весной примерно в 1,5 - 2 раза. Хлор и фторвуглероды (ФХВ) уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, в химической чистке одежды, при производстве пенопластов. Инертность этих соединений делает их опасными для атмосферного озона. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере (нижнем слое атмосферы, простирается от поверхности Земли до высоты 10 км), как это происходит, например, с большинством окислов азота, и в конце концов проникают в стратосферу, верхняя граница которой располагается на высоте около 50 км. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, не проникает на меньшие высоты из-за действия озона, который экранирует. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, которые распадаются на компоненты, которые имеют высокую реакционную способность, в частности атомный хлор. Таким образом, ХФУ переносит хлор с поверхности Земли через тропосферу и нижние слои атмосферы, где менее инертные соединения хлора разрушаются, в стратосферу, к слою с наибольшей концентрацией озона. Очень важно, что хлор при разрушении озона действует подобно катализатору: в ходе химического процесса его количество не уменьшается. Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 10000 молекул озона, прежде чем будет отключено вернется в тропосферу. Сейчас выбросы ХФУ в атмосферу исчисляются миллионами тонн, а действие тех, что уже попали в атмосферу, будет продолжаться несколько десятилетий.

Многие страны начали принимать меры, направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 гг. В США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. В сентябре 1987 г.. 23 ведущие страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Для использования в качестве пронелента в аэрозолях уже найден заменитель - пропан - бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасное. Сложнее обстоят дела с холодильным оборудованием - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим, известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам.

Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов в настоящее время растет со скоростью 5 - 9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала ускоренного производства фреонов.

Наибольшая озоновая дыра обнаружена над Антарктидой и во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета, а во время Полярной ночи он не производится. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способна нанести серьезный ущерб озоновому слою. Такой вихрь практически отсутствует над Арктикой, поэтому в северном полушарии падение концентрации озона значительно меньше. Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона влияют полярные стратосферные облака. Эти высотные облака гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80 °

Мощным источником уничтожения озона являются азотные удобрения. Попадая в почву, такие удобрения распыляются, при этом некоторое количество молекул попадает в приземного воздуха. Далее происходит целая цепочка процессов: турбулентность в приземном слое воздуха, перенос обогащенного азотными окислами газа в низкие шпроты, обратная горизонтальный перенос газа в более высокие широты уже в стратосфере.

Окислы азота поступают в атмосферу также при сжигании промышленного топлива. По имеющимся оценкам, количество закиси азота, попадает в воздух с дымом работающих на обычном (не ядерном) топливе электростанций, сама по себе достаточно велика и составляет 3-4 мегатонны в год, хотя она и не столь опасна по сравнению с азотистыми удобрениями.

В водородном цикле участвует множество водородовмисних соединений. Водород поступает в атмосферу в виде воды.

Человеческая деятельность также привносит воду в верхние слои атмосферы. При подъемах больших ракет в атмосферу выбрасывается большое количество молекул Н 2 0; происходит выброс воды и при полетах стратосферного авиации.

Водород попадает в атмосферу и в виде метана СНГ Природный источник метана - влажные леса, болота и рисовые поля, где он образуется как результат деятельности анаэробных бактерий.

Американские ученые изобрели, что именно хлорный цикл разрушения озона представляет наибольшую реальную опасность для существования озонового слоя.

Развитие цивилизации приводит к все больших выбросов хлорных соединений в атмосферу, и одну из ведущих ролей в этом процессе играют фреоны (хлорфторвуглеродовмисни соединения, такие как CFC1 3 CF 2 Cl 2). Рост производства фреонов продолжается огромными темпами (это производство холодильной техники, аэрозолей, пенопласте в и т.д.). их поступления в атмосферу связано с технологическими потерями.

Определены два пути восстановления озонового слоя: удаление из атмосферы озоноразрушающих веществ и выработки озона.

Первый путь - удаление катализаторов из атмосферы - пока не имеет реальных вариантов решения. Предполагалось использовать лазерное облучение озоновмисних слоев атмосферы с целью диссоциации молекул фреона. Но медленный распад молекул фреона до сих пор спасает нас от ускоренного разрушения озонового слоя и только небольшая часть энергии лазера будет работать па достижение поставленной цели, основная ее часть будет рассеиваться в космосе.

Второй путь - вымораживание озона в холодильных устройствах на Земле - для этого надо было бы пропустить через них значительную долю атмосферы.

Наиболее реальным является проект, предусматривающий создание электрических разрядов в стратосфере с помощью радиоволн высокой частоты. Разряд создается с помощью неподвижных фазированных антенных решеток, расположенных на земле. Размеры необходимой антенны около сотни метров, управление фазой отдельных элементов позволяет реализовать фокусировки излучения и сканирования на определенной высоте. Энергоснабжение можно обеспечить от АЭС мощностью в десятки мВт, причем КПД радиотехнической части относительно первичного источника может достигать 80%. Механизм образования озона в процессе разряда - плазмохимический и тепловой.

При плазмохимическом механизме молекулы кислорода разрушаются электронами, образующихся в электрическом разряде.

Тепловой механизм восстановления озона может существенно повлиять на сокращение затрат энергии. Существует предположение о возникновении озоновой »дыры» только при t - 80 ° С. Если это так и, предполагая, что такая температура существует только в отдельных местах »дыры», появляется возможность компенсировать дефицит озона только в этих местах. Таким образом, теоретическая возможность восстановления озонового слоя существует.

Тема: Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды.

Цели:

1. Рассмотреть, как отражается на окружающей среде деятельность человека; что является причиной и каковы последствия загрязнений;

2. Развитие познавательной активности;

3. Воспитание экологического мировоззрения, понимания необходимости сохранения окружающей среды.

Тип урока : урок новых знаний.

Форма урока: дискуссия, заседание экспертных групп.

Оборудование: компьютер, проектор, таблица с основными правилами ведения спора.

СТРУКТУРА УРОКА

Введение

Организационное введение (2 мин)

Готовность группы к занятию в микрогруппах.

Содержательное введение (5 мин)

Вводное слово ведущего (учителя)

Современный человек сформировался около 30-40 тысяч лет назад. С этого времени в эволюции биосферы возник новый фактор - антропогенный. Сегодня вы узнаете о том, как развитие человеческого общества влияет на эволюцию биосферы, как сказывается хозяйственная деятельность человека на состоянии биоценозов.

Ранние стадии эволюции человечества характеризуются добычей пищи посредством охоты и собирательства, в дальнейшем все большее значение приобретает процесс производства пищи, сопровождающийся глубоким воздействием на природе.

Демонстрация фрагментов фильма «антропогенное воздействие»

Как вы успели заметить из представленного фильма, производственная деятельность человека затрагивает различные уровни биосферы: это воздух, пресные водоемы и Мировой океан, почва, растительный и животный мир и многое другое.

Сегодня на уроке будут работать несколько экспертных групп, в состав которых входят ученые- экологи, они то и осветят нам различные экологические проблемы, связанные с производственной деятельностью человека. По окончании заседания экспертных групп будет проведена пресс-конференция с участием корреспондентов.

Общее обсуждение

(50 мин)

Экспертные группы проводят представление подготовленных докладов с использованием презентаций.

Загрязнение воздуха

Загрязнение пресных вод

Загрязнение Мирового океана

Заключение

Содержательное заключение

(15 мин.)

Ведущий.

С РАЗВИТИЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИРОДУ РЕЗКО УСИЛИЛОСЬ, КОЛИЧЕСТВО ОТХОДОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА, ВО МНОГО РАЗ ПРЕВЫШАЕТ ТО, КОТОРОЕ МОЖЕТ БЫТЬ ЕСТЕСТВЕГННЫМ ОБРАЗОМ УТИЛИЗИРОВАНО В БИОСФЕРЕ, НИЗКАЯ УРОЖАЙНОСТЬ С/Х КУЛЬТУР ДЕЛАЕТ НЕОБХОДИМЫМ РАСШИРЕНИЕ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПЛОЩАДЕЙ, ЧТО НЕГАТИВНО СКАЗЫВАЕТСЯ НА ПРИРОДЕ ВЦЕЛОМ.

Вопросы корреспондентов.

Что является причиной и каковы последствия загрязнения атмосферы?

Каковы причины возможного возникновения «водного голода»?

К чему приводит загрязнение вод Мирового океана?

Каково прямое влияние человека на растительный и животный мир?

Как сказывается хозяйственная деятельность человека на структуре и плодородии почв?

Заключение по процедуре проведения

(5 мин.)

Готовность группы

Активность группы

Что нового узнали на уроке

Реализована ли цель урока (для каждого обучающегося)

Домашнее задание

(3 мин.)

Стр.573-587

С какими мероприятиями по охране природы вы знакомы?

Подготовка к уроку.

Тема урока была дана заранее. Группа разбита на 6 микрогрупп.

Каждая микрогруппа получила домашнее задание - подготовить основной вопрос с использование дополнительной литературы и подготовкой презентаций

Загрязнение воздуха

Загрязнение пресных вод

Загрязнение Мирового океана

Антропогенные изменения почвы

Влияние человека на растительный и животный мир

Радиоактивное загрязнение биосферы.

Приложение 1.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ВЕДЕНИЯ СПОРА

Я критикую идеи, но не людей.

Моя цель не в том, чтобы «победить», а том, чтобы прийти к наилучшему решению.

Я выслушиваю соображения каждого, даже если я с ними не согласен.

Я стремлюсь осмыслить и понять различные взгляды на проблемы.

Я излагаю свою точку зрения, когда факты дают на это явное обоснование.

Приложение 2

1. Загрязнение воздуха

В процессе своей деятельности человек загрязняет воз­душную среду. 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.

Основные причины загрязнения атмосферы- сжигание природного топлива и металлургическое производство. Ес­ли в XIX и в начале XX в. поступающие в окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти пол­ностью ассимилировались растительностью Земли, то в на­стоящее время содержание вредных 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 отпадание листьев хвои. Часть S 0 2 окисляется до серного ангидрида. Растворы сернистой и серной кислот, выпадая с дождями на поверхность Земли, причиняют вред живым организмам, разрушают здания. Почва приобретает кислую реакцию, из нее вымывается перегной (гумус) - ор­ганическое вещество, содержащее все компоненты, необхо­димые для развития растений. Кроме того, в ней снижается количество солей кальция, магния, калия. В кислых поч­вах уменьшается и число обитающих в них видов животных, замедлена скорость разложения опада. Все это создает не­благоприятные условия для роста растений.

Каждый год в результате сжигания топлива в атмосферу поступают миллиарды тонн С0 2 . Половина диоксида угле­рода, образующегося цри сгорании ископаемого топлива, по­глощается океаном и зелеными растениями, половина оста­ется в воздухе. Содержание С0 2 в атмосфере постепенно воз­растает и за последние 100 лет увеличилось более чем на 10% С0 2 препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый парниковый эффект. Изменение содержания С0 2 в атмосфере в значительной мере влияет на климат Земли.

Промышленные предприятия и автомобили служат при­чиной поступления в атмосферу многих ядовитых соедине­ний- окислов азота, оксида углерода, соединений свинца (каждый автомобиль выделяет за год 1 кг свинца), различ­ных углеводородов- ацетилена, этилена, метана, пропана, толуола, бензпирена и др. Вместе с капельками воды они образуют ядовитый туман- смог, вредно действующий на организм человека, на растительность городов. Жидкие и твердые частицы (пыль), взвешенные в воздухе, уменьша­ют количество солнечной радиации, достигающей поверх­ности Земли. Так, в больших городах солнечная радиация уменьшается на 15%, ультрафиолетовое излучение- на 30% (а в зимние месяцы оно может совсем исчезнуть).

2. Загрязнение пресных вод

Масштабы использования водных ресурсов быстро уве­личиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, разви­тием промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно- бытовые нужды в сель­ской местности составляет 50 л на одного человека, в горо­дах- 150 л.

Огромное количество воды используется в промышлен­ности. На выплавку 1 т стали необходимо 200 м 3 воды, а 1 т никеля- 4000 м 3 . На производство 1 т бумаги требуется 100 м 3 , на изготовление 1 т синтетического волокна от 2500 до 5000 м 3 . Промышленность поглощает 85% всей воды, рас­ходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые це­ли около 15%.

Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных земель уходит 12- 14 м 3 воды. В на­шей стране ежегодно на орошение расходуется более 150 км, в то время как на все другие нужды - около 50 км 3 воды.

Постоянное увеличение водопотребления на планете ве­дет к опасности «водного голода», что обусловливает необ­ходимость разработки мероприятий по рациональному ис­пользованию водных ресурсов.

Кроме высокого уровня расхода нехватка воды вызыва­ется ее растущим загрязнением вследствие сброса в реки отходов промышленного и особенно химического производ­ства и коммунальных сточных вод. Бактериальное загряз­нение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к омертвению водоемов. Вредные последствия имеет также молевой сплав леса по рекам, который часто со­провождается заторами. При длительном пребывании дре­весины в воде она теряет деловые качества, а вымываемые из нее вещества губительно действуют на рыб.

В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дож­дями минеральные удобрения- нитраты и фосфаты, кото­рые в больших концентрациях способны резко изменять ви­довой состав водоемов, а также различные ядохимикаты- пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми- вредителями. Для аэробных организмов, оби­тающих в пресных водах, неблагоприятным фактором слу­жит и сброс предприятиями теплых вод. В теплой воде ки­слород плохо растворяется и его дефицит может приводить многие организмы к гибели.

3. Загрязнение Мирового океана

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 том числе пестициды. Загрязнение морей и океанов достигает таких масштабов, что в ряде случаев выловлен­ные рыбы и моллюски оказываются непригодными для употребления в пищу. ДДТ обнаружен даже в организме пингвинов, обитающих в Антарктиде.

4. Антропогенные изменения почвы

Плодородный слой почвы формируется очень долго. В то же время ежегодно вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора- главных компонентов питания растений. Основной фактор плодоро­дия почвы- перегной (гумус) содержится в черноземах в количестве менее 5% от массы пахотного слоя. На бедных почвах перегноя еще меньше. При отсутствии пополнения почв соединениями азота его запас может быть израсходо­ван за 50- 100 лет. Этого не происходит, поскольку куль­турное земледелие предусматривает внесение в почву орга­нических и неорганических (минеральных) удобрений. Внесенные в почву азотные удобрения используются рас­тениями на 40- 50%. Остальная часть (около 20%) восста­навливается микроорганизмами до газообразных веществ- N 2 , N 2 0 и улетучивается в атмосферу или вымывается из почвы. Таким образом, минеральные азотные удобрения не обладают длительным действием и поэтому их приходится вносить ежегодно. При недостаточном внесении органиче­ских и неорганических удобрений почва истощается и уро­жаи падают. Неблагоприятные изменения в почве наступа­ют и в результате неправильных севооборотов, т. е. ежегод­ного посева одних и тех же культур, например картофеля. Включение же в севообороты бобовых культур обогащает почву азотом. Посевы клевера и люцерны за счет связыва­ния N 2 симбиотическими клубеньковыми бактериями по­зволяют задержать в почве до 300 кг азота на 1 га. Севообо­роты необходимы и для борьбы с растительноядными червя­ми- нематодами, которые значительно снижают урожай. Например, луковично-чесночная нематода может снизить урожай лука на 50% .

К числу антропогенных изменений почвы относится эро­зия (от лат. Erosion - разъедать). Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова потоками воды или ветром. Широко распространена и наиболее разрушительна водная эрозия. Она возникает на склонах и развивается при неправильной обработке земли. Вместе с талыми и дожде­выми водами с полей ежегодно уносятся в реки и моря мил­лионы тонн почвы. Если размыву ничто не препятствует, мелкие промоины превращаются в более глубокие и, нако­нец, в овраги. На юге европейской части страны овраги за­нимают большие территории, уменьшая полезную площадь обрабатываемых земель.

Ветровая эрозия наиболее сильно проявляется в южных степных областях нашей страны. Она возникает в районах с сухой обнаженной почвой, с изреженным растительным покровом. Чрезмерный выпас скота в степях и полупусты­нях способствует ветровой эрозии и быстрому разрушению травяного покрова. Для восстановления слоя почвы толщи­ной 1 см в естественных условиях требуется 250- 300 лет. Следовательно, пыльные бури приносят невосполнимые по­тери плодородного слоя почвы.

Значительные территории со сформированными почва­ми изымаются из сельскохозяйственного оборота вследствие открытого способа разработки полезных ископаемых, зале­гающих на небольшой глубине. Открытый способ добычи дешев, так как избавляет от сооружения дорогостоящих шахт и сложной системы коммуникаций, а также повыша­ет безопасность. Вырытые глубокие карьеры и отвалы грун­та разрушают не только земли, подлежащие разработке, но и окружающие территории, при этом нарушается гидроло­гический режим местности, загрязняются воды, почва и ат­мосфера, снижается урожай сельскохозяйственных куль­тур. В районах подземной добычи полезных ископаемых формируется провально- терриконовый тип местности. Эти две особенности рельефа тесно связаны друг с другом: про­валы образуются в результате возникновения пустот под земной поверхностью, а терриконы- в тех местах, где складывается пустая порода. Терриконы (земляные конусы) возникают не только вокруг шахт, но и около заводов, элек­тростанций и других промышленных предприятий. Они за­нимают много места, сильно пылят при ветре, а многие из I них продолжают тлеть внутри, выделяя едкий дым и серни­стый газ.

5. Влияние человека на растительный и животный мир

Воздействия человека на живую природу складываются из прямого влияния и косвенного изменения природной сре­ды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных- рубка леса.

Выборочные и санитарные рубки, регулирующие состав и качество леса и необходимые для удаления поврежденных и больных деревьев, существенно не влияют на видовой состав лесных биоценозов. Другое дело- сплошная вырубка древостоя. Оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают не­благоприятное влияние прямого солнечного излучения.

У тенелюбивых растений травянистого и кустарничкового 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.

Ощутимое воздействие на состояние растительного по­крова оказывает массовое посещение лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное влияние заключает­ся в вытаптывании, уплотнении почвы и ее загрязнении. Уплотнение почвы угнетает корневые системы и приводит к засыханию древесных растений. Вытаптывание трав на­рушает существенные этапы круговорота веществ, обрекая, деревья на частичное голодание. Прямое влияние человека на животный мир заключается в истреблении видов, пред­ставляющих для него пищевую или другую материальную пользу.

Считается, что с 1600 г. человеком было истреблено бо­лее 160 видов и подвидов птиц и не менее 100 видов млеко­питающих. В длинном списке исчезнувших видов значит­ся тур- дикий бык, живший на территории всей Европы. В XVIII в. была истреблена описанная русским натурали­стом Г. В. Стеллером морская корова (стеллерова корова)- водное млекопитающее, относящееся к отряду сиреновых. Немногим более ста лет назад исчезла дикая лошадь тарпан, обитавшая на юге России. Многие виды животных находят­ся на грани вымирания или сохранились только в заповед­никах. Такова судьба бизонов, десятками миллионов насе­лявших прерии Северной Америки, и зубров, прежде широ­ко распространенных в лесах Европы. На Дальнем Востоке почти полностью истреблен пятнистый олень. Усиленный промысел китообразных привел на грань уничтожения не­сколько видов китов: серого, гренландского, голубого.

На численность животных оказывает влияние и хозяй­ственная деятельность человека, не связанная с промыслом. Резко сократилась численность уссурийского тигра. Это про­изошло в результате освоения территорий в пределах его ареала и сокращения кормовой базы. В Тихом океане еже­годно погибает несколько десятков тысяч дельфинов: в пе­риод лова рыбы они попадают в сети и не могут из них выбраться. Еще недавно, до принятия рыбаками специаль­ных мер, число погибающих в сетях дельфинов достигало сотен тысяч. На морских млекопитающих очень неблаго­приятное действие оказывает загрязнение воды. В таких случаях оказывается неэффективным запрет на отлов жи­вотных. Например, после запрещения отлова дельфинов в Черном море их численность не восстанавливается. При­чина заключается в том, что в Черное море с речной водой и через проливы из Средиземного моря поступает много ядо­витых веществ. Эти вещества особенно вредны для детены­шей дельфинов, высокая смертность которых и предотвра­щает рост поголовья этих китообразных.

Исчезновение сравнительно небольшого числа видов жи­вотных и растений может показаться не очень существен­ным. Однако главная ценность живущих ныне видов заклю­чается не в их хозяйственном значении. Каждый вид за­нимает определенное место в биоценозе, в цепи питания, и заменить его не может никто. Исчезновение того или ино­го вида ведет к уменьшению устойчивости биоценозов. Еще важнее то, что каждый вид обладает уникальными, прису­щими только ему свойствами. Утрата генов, определяющих эти свойства и отобранных в ходе длительной эволюции, лишает человека возможности в будущем воспользоваться ими для своих практических целей (например, для селек­ции).

6. Радиоактивное загрязнение биосферы

Проблема радиоактивного загрязнения биосферы воз­никла в 1945 г. после взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерно­го оружия, производимые до 1962 г. в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. При взрыве атом­ных бомб 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-90 вследствие своей близости к кальцию. Накапливаясь в костях скелета, он слу­жит постоянным источником облучения организма. Радио­активный цезий (137 Cs ) сходен с калием, его много в мышцах пораженных животных. Исследования показали, что в ор­ганизме эскимосов Аляски, питающихся мясом северных оленей, в значительных количествах содержится цезий-137.

У испытаний ядерного оружия (а тем более при исполь­зовании этого оружия в военных целях) есть еще одна от­рицательная сторона. При ядерном взрыве образуется гро­мадное количество мелкой пыли, которая долго держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной ра­диации. Расчеты отечественных ученых, подтвержденные учеными разных стран мира, показывают, что даже при ог­раниченном, локальном применения ядерного оружия обра­зовавшаяся пыль будет задерживать большую часть солнеч­ного излучения. Наступит длительное похолодание (ядерная зима), которое неизбежно приведет к гибели все живое на Земле.

В настоящее время практически любая территория пла­неты от Арктики до Антарктиды подвержена многообраз­ным антропогенным влияниям. Очень серьезный характер приобрели последствия разрушения природных биоценозов и загрязнения окружающей среды. Вся биосфера находится под все более усиливающимся давлением деятельности че­ловека, поэтому актуальной задачей становятся природо­охранительные мероприятия.

Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды

В соответствии с плотностью населения меняется и сте­пень воздействия человека на окружающую среду. Однако при современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на био­сфере в целом.

В этом и последующих параграфах будет показано, к че­му приводит производственная деятельность человека и как предотвратить или ликвидировать ее отрицательные послед­ствия.

ГОУ НПО РА «Усть-Коксинское Профессиональное училище № 2»

Тема занятия: «Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды».

Из опыта работы Тодошевой Г.Е. преподавателя биологии АПОУ РА «ТОТ»

с. Усть-Кокса