Лекция 9. Антропогенное воздействие на биосферу
Вопросы:
Антропогенные воздействия на атмосферу
Антропогенные воздействия на гидросферу
Антропогенные воздействия на литосферу
Антропогенные воздействия на биотические сообщества
Особые экстремальные виды воздействия на биосферу
Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными.
Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижений конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последствия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.
Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям относят воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.
К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это было ранее — в течение миллиардов лет.
Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:
• рост потребления природных ресурсов при их сокращении;
• рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;
• деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;
• возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;
• сокращение биологического разнообразия;
• возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф,
• недостаточный уровень координации действий мирового
сообщества в области решения экологических проблем.
Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.).
Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Источники загрязнения могут быть природные (пыльные бури, вулканическая деятельность, сели и др.) и антропогенные.
Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Выделяют следующие виды загрязнения: физические (тепловые, шумовые, вибрационные, радиоактивные, электромагнитные), химические (тяжелыми металлами, отдельными химическими веществами, пестицидами, СПАВ, пластмассами) и биологические (биогенные элементы, микробиологические, генная инженерия).
Количество загрязнителей (поллютантов), т.е. веществ, ухудшающих качество окружающей среды, в мире огромно и число их постоянно растет по мере развития новых технологических процессов. Считают, что как в локальном, так и в глобальном масштабах «приоритетны» следующие загрязнители:
• диоксид серы, образующий серную кислоту и сульфаты, попадающие на растительность, почву и в водоемы;
• некоторые канцерогенные вещества, в частност бенз(а)пирен;
• нефть и нефтепродукты в морях и океанах;
• хлорорганические пестициды (в сельских районах);
• оксид углерода и оксиды азота (в городах).
К особо опасным загрязнителям относят радиоактивные элементы (стронций-90, цезий-137, йод-131, углерод-14), диоксины — опаснейшие токсиканты из класса хлоруглеводородов, тяжелые металлы (ртуть, свинец и др.) способные накапливаться в трофических цепях и оказывать высокотоксичное действие на организм.
К исключительно тяжелым экологическим последствиям для человека и всей биоты приводит радиоактивное загрязнение. На территории России оно вызвано в первую очередь аварией на Чернобыльской АЭС в 1986 году, воздействием на окружающую среду ПО «Маяк», предприятий ядерно-топливного цикла, хранилищ радиоактивных отходов (16 комбинатов, «Радон» и др.).
Негативное значение имеет и глобальный радиационный фон, обусловленный проводившимися ранее испытаниями атомного оружия (всего с 1945 по 1991 г. в мире было проведено 1946 ядерных взрывов, из них в СССР — 599). Содержание в атмосфере радионуклида углерод-14 в результате увеличилось на 2,6%, а радиактивного изотопа трития — в 100 раз.
1 Загрязнение атмосферного воздуха
Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания экологов всего мира, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности — «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.
Под атмосферным воздухом понимают жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы и находящийся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды.
Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).
Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся: вулканическая деятельность, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в результате деятельности человека. По масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение воздуха и может быть местным, характеризующимся повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, район и др.), региональным — когда под воздействие попадают большие пространства планеты, и глобальным — это изменения во всей атмосфере.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и пр.).
Главные антропогенные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, на долю которых приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ, — диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, и твердые частицы. Именно концентрации главных загрязнителей наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России.
Наиболее опасное загрязнение атмосферы — радиоактивное, обусловленное в основном глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами — продуктами проводившихся испытаний ядерного оружия и с действующих
АЭС в процессе их эксплуатации. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ в результате аварии четвертого блока на Чернобыльской АЭС в 1986 г., их суммарный выброс в атмосферу составил 77 кг (при атомном взрыве над Хиросимой их образовалось лишь 740 г).
