Общие черты воздействия человека на биосферу. Экологические кризисы в истории человечества. Главные формы воздействия человека на биосферу

С ростом масштабов использования природных ресурсов, обусловленных промышленной революцией, антропогенное влияние на биосферу и ее компоненты объективно увеличивается. Закономерный и многосторонний процесс роста производительных сил существеннейшим образом расширил спектр воздействия человека на природу (в том числе и негативного). Вернадский отмечал, что производственная деятельность человека приобретает масштабы, сравнимые с геологическими преобразованиями. Так, к сведению лесов, распашке целинных земель, эрозии и засолению почв, снижению биоразнообразия добавились новые постоянно действующие механические и физико-химические факторы, усугубляющие экологический риск. Сегодня численность человека приближается к 6 млрд. А сколько было наших предков во времена человека умелого (Homo habilis)? Можно исходить из сравнения численности человека с численностью других крупных млекопитающих. Известно, например, что на территории Евразии численность лосей (Alces alces и A. americanus) составляет 800-900 тыс. особей. Если к ним прибавить численность американских лосей Канады и США, получим цифру порядка 1 млн 200 тыс. особей двух видов. Антилопа-сайга (Saiga tatarica) в благополучные годы (до катастрофического уничтожения ее в конце 1980-х годов) насчитывала до 2 млн особей. Можно предположить, что до развития овцеводства численность сайги достигала 5-10 млн особей. Численность мелкого таежного оленя - кабарги (Moschus moschifer) оценивается в 40-80 тыс. особей. Например, в 1884 г., на выставке хлопка в Новом Орлеане (США) в качестве декоративного растения использовался водяной гиацинт. Многие посетители брали отводки и высаживали в местные водоемы. Огромный воспроизводительный потенциал этого вида, размножающегося как семенами, так и вегетативно, привел к настоящему бедствию. Оказалось, что отростки только одного экземпляра способны в течение 10 месяцев плотным ковром покрыть до 4 тыс. м2 водной поверхности. На некоторых реках южных штатов США прекратилось судоходство. Вид начал интенсивно расселяться, внедрившись вначале в Мексику, а к началу ХХ в. пересек океан и заселил водоемы южной Азии, Центральной Африки, проник на Мадагаскар и, наконец, попал в Австралию. Помимо помехи судоходству, сплошной ковер водяных гиацинтов, препятствуя проникновению кислорода из атмосферы в воду, вызывает дефицит его в толще воды и замор рыбы и других водных животных.

Экологические проблемы современности. Загрязнение окружающей среды: природное и антропогенное. Классификация по объектам и масштабам загрязнения. Понятия: ингредиенты, поллютанты, токсиканты, ксенобиотики. Виды антропогенного загрязнения среды.

Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так ив связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса. Многие металлы и сплавы, которыми пользуется человек, неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды в полный рост встала после того, как в XX в. человек существенно расширил количество используемых им металлов, стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, не только не известные природе, но вредные для организмов биосферы. Негативные факторы техносферы снижают качество среды обитания и оказывают влияние на здоровье человека. В настоящее время возникла проблема экологической патологии, как следствия физических, химических и биологических факторов, большая часть из которых антропогенного происхождения. Длительное влияние антропогенного загрязнения может быть бессимптомным, но, тем не менее, приводит к раннему возникновению процессов старения и сокращению продолжительности жизни. Длительное бессимптомное влияние антропогенного загрязнения, в конечном счете может закончиться выраженной клинической картиной заболевания или состояния (онкологическими заболеваниями). Мутагенное действие может проявляться в увеличении частоты хромосомных аберраций в соматических и половых клетках, что приводит к новообразованиям, спонтанным абортам, аномалиям развития плода и бесплодию. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. В тех случаях, когда поражение затрагивает ДНК, находящуюся в зародышевых клетках, эмбрионы гибнут или дети рождаются с наследственными дефектами. Среди наиболее значимых факторов, определяющих экологическую опасность загрязняющих веществ, можно выделить:

● токсичность соединения;

● способность вещества к биодеградации

Токсичность разных веществ не одинакова. Поскольку она проявляется во взаимодействии ксенобиотика с биологической системой, ее величина зависит от свойств как самого токсиканта, так и биосистемы, и в конечном итоге определяется:

1. Способностью вещества достичь структуры-мишени, взаимодействие с которой инициирует токсический процесс;

2. Характером и прочностью связи, образующейся между токсикантом и структурой-мишенью;

3. Значением структуры-мишени для поддержания гомеостаза в организме Биодеградабельные токсиканты, относительно легко разрушающиеся в окружающей среде под влиянием как абиотических, так и биотических факторов. К ним относятся вещества биологического происхождения и некоторые органические соединения небиологического генезиса (n-алканы нефти, спирты, альдегиды и т. д.)

Ксенобионты – чужеродные для организмов соединения (пестициды, ПАВ, красители, лекарственные вещества и пр.), которые практически не включаются в элементные циклы углерода, азота, серы или фосфора. Ксенобиотики временно или постоянно накапливаются в окружающей среде и вредно влияют на все живое

Химическое загрязнение. Наиболее опасные загрязнители, классы опасности. Мутагены, канцерогены, тератогены. Тяжелые металлы в компонентах среды: классы опасности и накопление в пищевых цепях. Нитраты и нитриты, пестициды и диоксины, полициклические ароматические углеводороды.

превышение содержания химических веществ над естественным уровнем или появление новых химических соединений в результате техногенного воздействия на биосферу, вызывающее изменение естественных химических свойств среды. Источниками химического загрязнения являются промышленные выбросы в атмосферу ядовитых веществ, твердые отходы различных отраслей промышленности, неочищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, пестициды и агрохимикаты, используемые в растениеводстве и т. п. Химическое загрязнение создает угрозу состоянию окружающей среды, здоровью человека. Тяжелые металлы – металлы с удельным весом свыше 4,5 г/см3. Среди них есть и жизненно необходимые для человека (цинк, железо, марганец, медь). По степени опасности для здоровья человека тяжелые металлы относятся к первым трем классам опасности:

I класс: кадмий, ртуть, бериллий, селен, свинец, цинк;

II класс: кобальт, хром, медь, молибден, никель, сурьма;

III класс: ванадий, барий, вольфрам, марганец, стронций.

Тяжелые металлы попадают в окружающую среду со сточными водами, газообразными отходами промышленных предприятий и ТЭЦ, выхлопами автотранспорта, в результате чего содержание их в атмосфере города в 5–20 раз выше, чем в атмосфере над лесным массивом, удаленном от города. Загрязнение почв тяжелыми металлами происходит также при внесении фосфорных удобрений, в которых они содержатся как примеси. Тяжелые металлы могут подвергаться биологической концентрации, особенно в тканях рыб и грибов. Возможно повышенное содержание их в печени и почках домашних животных. Рассмотрим наиболее важные загрязняющие вещества этого класса. Мутагены (от лат. mutatio - изменение и греч. -genes-рождающий, рожденный), химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения - мутации. Нитраты и нитриты

В сельском хозяйстве в качестве высокоэффективных минеральных удобрений широко используются соли азотной кислоты – нитраты натрия, калия, аммония и кальция. Процесс внесения нитратов в почву сопровождается накоплением данных соединений в тканях растений. Нитраты малотоксичны, но они являются предшественниками N-нитрозосоединений, обладающих канцерогенным действием, то есть предрасполагают к развитию онкологических заболеваний. В зерновых культурах и овощах в условиях повышенной влажности, а также в желудочно-кишечном тракте при участии микрофлоры нитраты восстанавливаются в нитриты (соли азотной кислоты). При поступлении нитритов в кровь образуется метгемоглобин, который в отличие от гемоглобина не способен переносить кислород. При концентрации метгемоглобина в крови около 15% (слабая степень отравления) появляется вялость, сонливость. Признаки отравления появляются через 1–6 часов после поступления нитратов в организм. Острое отравление начинается с тошноты, рвоты, поноса, отмечается увеличение и болезненность печени при пальпации, снижение артериального давления. Пульс при этом неровный, слабый, конечности холодные, дыхание учащается, появляются головная боль, шум в ушах, слабость, судороги мышц лица, нарушение координации движений, потеря сознания, кома.

Поиск по сайту: