Современные воздействия человека на биосферу.

Основные направления антропогенных воздействий на биосферу

 

Ос­новное воздействие человека на биосферу связано с его экономи­ческой деятельностью. Менее значимы другие аспекты контактов человека с ОС, хотя в определенных условиях и они могут быть значительны (например, антропогенная нагрузка на ландшафты в районах массового туризма). Ниже будут рассмотрены те отрасли экономики, которые создают специфические и наиболее значитель­ные изменения в ОС: добыча полезных ископаемых (ПИ), промыш­ленное производство, энергетика, сельское хозяйство и транс­порт.

Добыча ПИ ведется уже несколько тысячелетий. Но только в XX веке ее масштабы стали угрожать запасам ПИ, а размах геолого-разведочных и горных разработок стал одной из главных стациально-деструктивных (от латинского statio - местопребывание) нарушений ОС. За последние 25 лет человеком использовано

столько же сырья, сколько его было изъято за всю предыдущую историю человечества. В результате запасы ПИ резко сокращают­ся, а некоторых из них (например, серебра) хватит всего на несколько десятков лет. За 100 лет добыча угля выросла в 15 раз, а нефти - в 7000 раз. По прогнозам в начале XXI века че­ловеку потребуется в 2,5...3 раза больше сырьевых ресурсов, чем расходуется сейчас. Добыча ПИ вызывает значительные стациально-деструктивные нарушения, т.е. порчу земель выемками, от­валами и терриконами, нарушение сложившихся гидрологических режимов и т.д. Особенно велики эти нарушения при открытой до­быче ПИ. Миллионы тонн косной породы при этом размещаются на плодородных землях, разработки протяженностью на десятки км уходят в глубину на сотни м. Перевозка ПИ связана с загрязнениями атмосферы, а добыча и транспортировка нефти - с загряз­нением поверхностных вод. Каждая авария нефтеналивных танкеров является крупной экологической катастрофой с резкими нарушени­ями экосистем.

Не менее губительно для ПС промышленное производство, для которого ежегодно требуется около 100 млрд.т ПИ, 800 млн.т металла и 60 млн.т синтетических материалов. Промышленное про­изводство постоянно расширяет перечень вредных и опасных фак­торов, создает высокие уровни акустических шумов и производс­твенных излучений, является главным загрязнителем биосферы и одной из причин изъятия плодородной земли из сельскохозяйс­твенного пользования.

Опережающими темпами развивается энергетика, потребляя сотни миллионов тонн горючих ископаемых, создавая вторую по массе группу загрязнений атмосферы. Гидроэлектростанции, широ­ко представленные в РФ, потребовали создания громадных водох­ранилищ, занимавших миллионы га плодородной земли (половина всей площади рукотворных морей приходится на РФ), переселения более млн. человек и переноса на новое место больших городов (например, Тольятти). Опасность для человечества атомной энер­гетики наглядно продемонстрировала Чернобыльская катастрофа.

Современное сельское хозяйство является главной причиной уничтожения лесов (к настоящему времени их уничтожено 2/3), деградации почв, т.е. их истощения из-за преимущественного применения монокультур, засоления и заболачивания почв из-за нерационального полива, попадания в поверхностные воды эвтрофицирующих загрязнений, т.е. субстрата для бурного роста вод­ной растительности и т.д.

В ряде стран основным загрязнителем атмосферы стал авто

транспорт (в США он является источником 60% выбросов в атмосфе­ру). Транспорт создает основу для образования смога и массовых отравлений населения в крупных городах Запада. Выбросы автот­ранспорта - одна из главных причин загрязнения биосферы свин­цом, Сейчас в РФ главным загрязнителем биосферы является про­мышленность, на втором месте - энергетика, на доли транспорта приходится только 10...15% выбросов. Но при современных темпах роста уличного автотранспорта в РФ ужев ближайшие годы

следу­ет ожидать резкого повышения роли этой группы выбросов.

 

2.4.2. Общая характеристика негативных воздействий эконо­мической деятельности человека на ПС.

К основным негативным последствиям антропогенных воздействий на ПС относятся загряз­нения, стациально-деструктивные нарушения и биоценотические изменения (рис. 2.5).

Под загрязнениями понимается не только появление в ПС не­характерных для нее компонентов, а также имевшихся в ней ком­понентов, содержание или уровень которых превышает экологичес­кую норму интенсивности. Например, СО₂ входит в число обяза­тельных и необходимых для жизни компонентов атмосферы, однако повышение его содержания до нескольких процентов, безопасных для жизни человека, создает парниковый эффект, ведущий к ка­тастрофическим изменениям в биосфере.

По происхождении различают естественные и антропогенные загрязнения, по составу - материальные и энергетические, по агрегатному состоянию материальные загрязнения могут быть га­зообразными, жидкими и твердыми, жидкие и твердые загрязнения создают дисперсные системы в атмосфере; в воде они представле­ны в виде растворов, взвесей и пленок (последнее - при загрязнениях нефтью). Кроме того, загрязнения обычно классифицируют­ся по их источнику (например, промышленные или транспортные) и объекту воздействия (загрязнения атмосферы, воды и т.д. вплоть до космоса), по температуре - горячие и холодные и т.д.

Источники выбросов в атмосферу классифицируются: а) по назначению - на технологические, содержащие хвостовые газы, и вентиляционные выбросы от местных отсосов; б) по месту расположения - не затененные, превышающие высоту здания в 2,5 раза; затененные, расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания, и наземные; в) по особенностям рассеивания в атмосфере - высокие, на высоте выше 10 м, и низкие, на высоте менее 10 м; г) по геометрической форме - точечные (сосредоточенные) и линейные (рассредоточенные); д) по режиму работы - непрерывно­го действия, залповые (например, при сжигании быстро горящих

Рис 2.5.

 

отходов) и мгновенные, происходящие за доли секунды (при взры­вах и авариях); е) по дальности распространения - внутриплощадочные (в пределах промплощадок и их санитарно-защитных зон) и внеплощадочные, создающие загрязнения выше ПДК на территории жилых районов. К материальным загрязнениям относят механичес­кие загрязнения, результат воздействия которых обусловлен их физическими характеристиками (например, размером, плотностью, абразивностью и т.д.), химические, биологические и радиоактив­ные. Механические загрязнения атмосферы, представлены инертной пылью, воды - взвешенными частицами, литосферы - косным ве­ществом.

Основная группа материальных загрязнений - химические; их воздействие обусловлено химической структурой вещества. Хими­ческие загрязнители чаше всего являются ядами, т.е. вещества­ми, способными в малых дозах вызвать отравление. То, что хими­ческие загрязнители могут быть и не ядами, показано на приве­денном выше примере с СО₂. Действие ядов или токсических ве­ществ зависит от их концентрации, продолжительности действия (экспозиции), агрегатного состояния и т.д. Различаются следую­щие токсические вещества: 1) общеядовитые, вызывающие пораже­ние всего организма или его основных систем и функций (СО, вы­водящая из строя перенос кислорода от легких к тканям; цианиды, блокирующие клеточное дыхание; фосфороорганические вещества или нервно-паралитические, блокирующие передачу импульсов с нервов на исполнительные органы, и т.д.); 2) раздражающие ве­щества, вызывающие поражение слизистых оболочек и дыхательного тракта (хлор, аммиак, сернистый газ, оксиды азота и т.д.): 3) сенсибилизирующие вещества или аллергены, вызывающие важную группу аллергических заболеваний, главным из которых является бронхиальная астма (формальдегид, растворители, лаки, краски и т.д.); 4) канцерогены, вызывавшие развитие злокачественных опухолей (никель, соединения хрома, асбест, радон и т.д.); 5) мутагены, приводящие к мутациям, т.е. к стойким изменениям наследственных структур (например, марганец, свинец, радий);

6) тератогены, приводящие к нарушениям эмбрионального разви­тия, появлению ненаследуемых дефектов (например, таломид).

Для веществ 4 и 5 группы характерен длительный период между попаданием вещества в организм и развитием негативного эффекта; у канцерогенов этот период может составлять годы и десятки лет, а у мутагенов - несколько поколений.

В группу биологических загрязнителей входят: 1) микроор­ганизмы - возбудители инфекционных болезней: 2) продукты биотехнологических производств (молекулы белка, ферментов, гормо­нов и т.д.), вызывающие аллергические заболевания; 3) бытовые стоки и стоки предприятий пищевой промышленности, т.е. вещест­ва, требующие для своего окисления большого количества O₂ и являющиеся питательной средой для водной растительности; 4) органические соли и кислоты (главным образом пестициды), ток­сины, т.е. яды органического происхождения и т.д.

В группу энергетических или физических загрязнений биос­феры входят акустические, электромагнитные, тепловые, световые и радиационные воздействия. Первая группа включает в себя акустический шум, инфразвук и ультразвук. Негативное их воз­действие появляется только после превышения нормы экологичес­кой интенсивности; их источниками являются промышленность, транспорт, медицинское оборудование и т.д.

Электромагнитные загрязнения создаются токами промышлен­ной и высокой частоты; источниками СВЧ-загрязнения являются радиолокационные станции.

Тепловые загрязнения характерны для поверхностных вод, их источниками являются теплоэлектростанции.

Правомерностью отнесения световых воздействий к загрязнениям свидетельствует признание судом США правомерности исков фермеров к владельцам нефтеперерабатывающих заводов при нару­шении светового режима и снижении урожая в результате сжигания в факелах попутного газа.

Ионизирующие загрязнения возникают при использовании ме­дицинских и технических приборов, применяющих источники Υ -излучений, и специальные источники для измерителей плотности, толщины и т.д.

Стациально-деструктивные нарушения создаются в результате расширения сельскохозяйственного производства, гидротехничес­кого строительства, добычи ПИ и т.д. Разнообразные формы этих нарушений можно объединить в следующие 5 групп: 1) нарушения естественной формы поверхности земли и ее ландшафтов, произ­водимые всеми формами геолого-разведочных и горных разработок, включая открытую добычу ПИ. Особый вид таких нарушений предс­тавляют эстетические "загрязнения", т.е. строительство зданий и сооружений, не вписывающихся в природный ландшафт или сло­жившуюся зону застройки; 2) нарушения гидрологического режима грунтовых и поверхностных вод, создание экологически и эконо­мически нецелесообразных водохранилищ и гидротехнических соо­ружений; 3) разрушение естественных растительных сообществ, главным образом лесов, в результате расширения пашни, вырубки

деловой древесины, лесных пожаров и т.д.; 4) истощение плодо­родия почв, т.е. эрозии во всех ее видах и формах, 5) изъятие плодородных земель для создания урбанизированных территорий, размещения отвалов, терриконов, транспортных путей, затопление земли при гидротехническом строительстве и т.д.

К негативным биоценотическим изменениям относятся: 1} создание комплексного фактора беспокойства, под воздействием которого животные покидают свои естественные ареалы, их чис­ленность резко сокращается, а некоторые виды могут исчезнуть полностью; 2) случайная и направленная интродукция видов, на­рушающая сложившееся экологическое равновесие; 3) нерегулируе­мые собирательство и охота, а также браконьерство, приводящие к исчезновению ряда видов животных; 4) перепромысел ценных ви­дов наземных и морских животных и рыб.