Антропогенное воздействие на биосферу

Человек, как и любой другой организм, с момента возникновения на Земле влиял на биосферу. Можно выделить следующие основные этапы воздействия человека на окружающую среду:

• влияние на биосферу как биологического вида;

• сверхинтенсивная охота без изменения экологических систем в целом (в период становления человечества);

• изменение экосистем через естественно идущие процессы: пастьбу, усиление роста лесов и трав путем их выжигания и т. п.;

• усиление влияния путем распашки земель и вырубки лесов;

• глобальное изменение структурных компонентов наиболее крупных экосистем, биомов и биосферы в целом.

Последний этап начался примерно 250 лет назад. Источниками антропогенного воздействия на биосферу, а следовательно, и загрязнения являются промышленные предприятия, транспорт, сельское хозяйство, сфера потребления и быта — любая деятельность современного человека.

Воздействие на биосферу современного человека происходит по следующим основным направлениям:

• изменение структуры земной поверхности (распашка земель, горнодобыча, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и водотоков и т. п.);

• изменение химического состава природной среды, круговорота и баланса веществ (изъятие и переработка полезных ископаемых, размещение отходов производства в отвалах, на полигонах, в атмосферном воздухе, водных объектах);

• изменение энергетического (в частности, теплового) баланса в пределах как отдельных регионов земного шара, так и на планетарном уровне;

• изменения в составе биоты (совокупности живых организмов) в результате истребления одних видов животных и растений, создания других видов (пород), перемещения их на новые места обитания (интродукция).

По состоянию на конец XX в. начало XXI в. среди существующих источников воздействия выделяют:

• главные источники антропогенного загрязнения воздуха: горно-техническая промышленность, энергетика, транспорт, черная и цветная металлургия, химия и нефтехимия;

• основные загрязнители гидросферы: предприятия целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и легкой промышленности. В последнее время значительно увеличилась доля загрязнений, поступающих в водоемы от индустриального сельского хозяйства;

• основная масса промышленных твердых и жидких отходов образуется на предприятиях горнодобычи и горнопереработки, энергетики, металлургической и химической отраслей промышленности. Твердые отходы, поступающие в окружающую среду, подразделяют на сельскохозяйственные, промышленные и бытовые. Утилизация твердых бытовых отходов повсеместно затруднена.

Антропогенное воздействие на биоту имеет важные особенности, основные из которых следующие:

1. Нелинейность дозового эффекта различных чуждых веществ или излучений на биологические системы, т. е., как правило, действие малых доз зачастую является несоразмерно сильным. Нелинейность дозового эффекта выражается в том, что для некоторых веществ (например, опасных канцерогенов) или ряда мутагенных факторов (например, ионизирующей радиации) безопасных доз и концентраций просто не существует.

2. Наличие кумулятивного эффекта, т. е. накопление неблагоприятного воздействия на организм. В частности, в организме человека кумулятивный эффект загрязнений проявляется в виде накопления стресса, общей усталости, напряжения, переходящих в болезненное состояние.

3. Синергическое, т. е. совместное, действие. Если даже малые концентрации каких-либо химических веществ действуют на один и тот же организм одновременно, то возможен самый разнообразный интегральный эффект. Одни вещества могут усиливать или ослаблять действие других, а в некоторых случаях возможен неожиданный результат.

4. Наличие генотипических, иммунологических и индивидуальных различий в чувствительности к тем или иным воздействиям, т. е. для всех живых организмов характерны различия в чувствительности к источникам воздействий. На примере критических периодов онтогенеза видно, что такая разница в чувствительности может быть очень велика. Так, во время формирования у эмбриона какого-либо органа самая ничтожная доза химического вещества (такого, как аспирин или легкое снотворное) может вызвать уродство, тогда как у взрослого организма эта же доза не окажет неблагоприятный эффект.

Следовательно, все антропогенные воздействия могут быть сравнимы с факторами естественного отбора. В конечном счете суммарное воздействие на человека антропогенно измененных факторов окружающей среды происходит аналогично естественному отбору и проявляется в форме бесплодия, предродовой и послеродовой смертности. В старых промышленных районах население, благодаря генетической адаптации, оказывается более устойчивым к загрязнениям.

Многим загрязнениям характерно триггерное (триггер - пуск, спусковой механизм) действие, а именно то или иное загрязнение может вызвать цепную реакцию, начинающуюся с какого-то одного наиболее чувствительного вида. Далее реакция передается по трофической сети и ведет к тому или иному поражению целой экосистемы.

Например, хлорфторуглероды (фреоны) оказывают токсическое действие на организм человека, но при малых дозах эффект не заметен. Одновременно эти газы относятся к «парниковым», и при их накоплении в атмосфере возникают такие глобальные изменения, как перераспределение осадков или потепление. Результатом присутствия фреонов в атмосфере является разрушение озонового слоя и, как следствие, повышение мутагенного эффекта ультрафиолетовых лучей Солнца. Анализ всей цепочки воздействия на биоту показывает, что даже небольшие концентрации этих веществ ведут к значительным изменениям в организме.