САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ (с.-т.);

ОБЩЕСАНИТАРНЫЙ (общ.);

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ (орг.).

В соответствии с действующей классификацией химических веществ по степени опасности для водоемов они разделяются на четыре класса:

1 класс – чрезвычайно опасные;

2 класс – высоко опасные;

3 класс – опасные;

4 класс – умеренно опасные.

В основу классификации положены показатели, характеризующие степень опасности для человека веществ, загрязняющих воду, в зависимости от общей токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные побочные явления.

Для оценки антропогенного воздействия на биоту (экосистемы) пользуются понятием устойчивого биогеоценоза, для которого выделяют пять признаков:

1. Биомасса всех основных звеньев трофических цепей должна быть большой, без резкого преобладания фитомассы над зоомассой.

2. Большой биомассе должна соответствовать большая продуктивность, что создает предпосылки для быстрой компенсации возможных потерь на отдельных трофических уровнях.

3. Структура системы в целом и разнородность отдельных трофических уровней должны обеспечивать высокую стабильность биогеоценоза, находящегося в состоянии динамического равновесия.

4. Обмен веществами и энергией в биогеоценозе должны протекать с высокой скоростью, что создает условия для большой скорости самоочищения.

5. Биогеоценоз должен обладать способностью к быстрой адаптации при изменении внешней среды.

Таким образом, экологический мониторинг является важнейшим инструментом при контроле антропогенных воздействий на биосферу в целом.

 

 

УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ И ОСНОВЫ ОХРАНЫ БИОСФЕРЫ

 

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ

 

На планете Земля в связи с наличием на ней Жизни сформировалась особая оболочка, называемая БИОСФЕРОЙ. Эволюция биосферы происходила на протяжении длительного времени, в результате чего сформировались природные системы, включающие в себя растения и животных. Развитие живых организмов в процессе эволюции биосферы представлено на рис.6.1.

 

Рисунок 6.1. - Распространение некоторых групп живых организмов в процессе эволюции

 

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

 

Биосфера Земли в процессе своего развития достигла устойчивого состояния. Различные вещества участвуют в кругообороте, то есть они не могут где-то накапливаться и выводиться из кругооборота.

Человеческая деятельность не только включила в кругооборот множество новых веществ, включая вредные, но и изменила ландшафт посредством сведения лесов, асфальтирования поверхности городов. Строительства поселков и т.д.

Часть вещества, которая непосредственно участвует в кругообороте, называется подвижным (обменным или доступным фондом).

Часть вещества, не принимающая непосредственного участия в кругообороте, называется резервным или недоступным фондом.

 

Кругооборот воды

 

Около одной трети энергии Солнца уходит на кругооборот воды.

 

 

Рисунок 6.2. - Кругооборот воды

 

Циркуляция воды переносит другие вещества, как полезные, так и вредные. В результате вырубки лесов меняется кругооборот воды. Гумус в результате этого в почве окисляется и разрушается. Гумус почвы является источником углерода.(в лесном гумусе углерода в четыре раза больше, чем в атмосфере, а в биомассе лесов его в полтора раза больше).

При окислении гумуса высвобождается диоксид углерода в газообразном виде, снижается количество микроэлементов. Если вода циркулирует глубоко в почве и насыщена диоксидом углерода, то это способствует обогащению ее микроэлементами. В настоящее время вода в глубинные слои почвы поступает в значительно меньшем количестве, чем ранее, что может привести к определенным изменениям в ее кругообороте.

 

Кругооборот углерода

 

Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углерод из диоксида углерода и водород из воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат растения и животные, а продукт дыхания диоксид углерода поступает в атмосферу.

Реакцию фотосинтеза можно представить в следующем виде:

 

Солнечная энергия

6 СО₂ + 12 Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ + 6 Н₂О

глюкоза

 

 

 

Рисунок 6.3. - Кругооборот углерода

Кругооборот азота

 

Атмосферный азот включается в кругооборот благодаря деятельности азот фиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями.

 

Рисунок 6.4. - Кругооборот азота

 

Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов, гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака.

Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из кругооборота. Эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.

Кругооборот серы

 

Сера входит в состав многих аминокислот и представляет собой крайне важный элемент.

 

Рисунок 6.5. - Кругооборот серы

 

Находясь глубоко в почве и в морских осадочных породах, соединения серы - сульфиды - переводятся микроорганизмами в доступную форму - сульфаты, которые поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются реакции окисления - восстановления. Глубоко залегающие сульфиды восстанавливаются до серо - водорода, который поднимается вверх и окисляется аэробными бактериями до сульфатов. Разложение трупов животных или растений обеспечивает возврат серы в кругооборот.

В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. Примером может служить повышенный выброс диоксида серы в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях крупных предприятий из-за избытка диоксида серы в воздухе может происходить нарушение процесса фотосинтеза.

Кругооборот фосфора

Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них, попадает в экосистемы, вносится на поля в качестве удобрения. Растения используют только часть этого фосфора. Значительное его количество уносится реками в моря и снова отлагается в виде осадка. Вместе с выловленной рыбой фосфор поступает на сушу в количестве примерно 60000т, добывается ежегодно 1-2 млн. т фосфор содержащих руд. Хотя запасы фосфора велики, в будущем необходимо будет предпринять меры по его возврату в кругооборот веществ.