ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.09.2020
Просмотров: 1118
Скачиваний: 7
Зона загрязнения – часть техногенной геохимической аномалии, в пределах которой загрязняющие вещества достигают концентрации, оказывающей неблагоприятное воздействие на живые организмы.
Все многообразие патогенных геохимических аномалий в зависимости от их генезиса можно разделить на две группы: «геопатогенные геохимические аномалии», связанные с природными процессами, и «технопатогенные геохимические аномалии», связанные с техногенезом.
Геопатогенные литогеохимические аномалии, как уже отмечалось выше, характеризуются аномально повышенным или сниженным содержанием ряда элементов в приповерхностной части литосферы и почвах. Их становление происходило в геологическом времени, что обусловило возможность развития на этих территориях специфических биоценозов. Большинство аномалий является одновременно местом, биологически дискомфортным для проживания людей, приводя к повышенной эндемической заболеваемости и снижению продолжительности жизни. Эти ореолы распространения в приповерхностной части литосферы токсичных металлов и их соединений связаны с месторождениями полезных ископаемых. Общим свойством этих аномалий является полиэлементность, включающая как рудообразующие минералы, так и элементы-спутники. Площадь ореолов отдельных месторождений изменяется от долей до первых квадратных километров. При блокировании они образуют поля оруденений, площадь которых достигает десятков и сотен квадратных километров. Как правило, средний уровень концентрации химических элементов в ореолах месторождений, за исключением центральных частей, не более чем в 10–15 раз превышает фоновые значения.
Аналогичные аномалии формируются и в почвах, но они менее интенсивны и характеризуются незначительным превышением фоновых значений ряда металлов (свинец, ртуть, реже мышьяк, медь, цинк и другие). Однако суммарные (аддитивные) концентрации химических элементов в почвах весьма велики.
Региональные геохимические поля (металлогенические зоны) с концентрацией нескольких элементов на уровне 2–3 кларков в меньшей мере, но тоже обусловливают некоторые эндемические заболевания человека и животных (медно-цинковая провинция Южного Урала, сурьмяные провинции Ферганской долины, молибденовые провинции Северной Америки) и требуют к себе внимания и оценки с геоэкологических позиций.
Недостаток ряда биогенных элементов в природной среде также может быть причиной эндемических заболеваний растений, животных и человека. Например, в Белоруссии отмечается полегание злаков (недостаток Cu), гнили корня (недостаток B), заболевания щитовидной железы (недостаток J), акобальтозы (недостаток Co).
Технопатогенные литогеохимические аномалии, обусловленные техногенезом, по силе и глубине воздействия на биоту и здоровье людей значительно превышают очаги загрязнения природного происхождения. Это связано не только с доминантом технопатогенных аномалий по площади, но и с более высокой концентрацией токсичных элементов. Кроме того, для техногенных очагов характерна высокая скорость протекания процесса загрязнения, опережающая возможность биоты адаптироваться к изменяющейся среде обитания, что не свойственно природным геохимическим аномалиям.
Зоны техногенного загрязнения чаще всего связаны с извлечением из недр Земли токсичных элементов; накоплением в процессе переработки и обогащения первичного минерального сырья высокотоксичных подвижных соединений. В ряде случаев зоны загрязнения связаны с низкой культурой производства: небрежным хранением и технологически необоснованным использованием в сельском хозяйстве химических соединений, ядохимикатов. Специфические многокомпонентные и высокотоксичные загрязнения территории формируются в местах захоронения промышленных и бытовых отходов. Особую опасность для биоты и здоровья людей представляют собой зоны загрязнения, связанные с авариями на промышленных объектах (прорывы ограждающих дамб со сбросом токсичных отходов в реки и водоемы, аварии на продуктопроводах и емкостях хранения и т. д.). Таким образом, зоны техногенного загрязнения имеют четкую социально-техническую обусловленность и территориальную привязку к районам интенсивного промышленного и сельскохозяйственного производства, транспортным артериям и населенным пунктам.
Кроме рассмотренных выше литогеохимических в составе геохимических аномалий выделяют гидрогеохимические и атмогеохимические (газовые) аномалии.
Геофизическая геоэкологическая функция литосферы отражает свойства геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты, включая человека.
Геофизическая аномалия – отклонение значений физического поля Земли от нормального, обусловленное различием физических свойств горных пород и неоднородностью ее состава и строения. Выделяются естественные физические поля – магнитное, гравитационное, геотермическое – и искусственно возбужденные – электрические поля постоянных токов.
Геопатогенные зоны – области аномального проявления свойств атмосферы, гидросферы, литосферы и глубинных недр планеты, негативным образом отражающегося на состоянии фито-, биоценозов и человеческого организма. Геопатогенез – совокупность геолого-геофизических условий, сопутствующих развитию патологических отклонений в живых организмах.
Аномалии геофизических полей связаны с зонами тектонических нарушений, повышенной трещиноватостью, погребенными речными долинами, рифтовыми структурами и другими неоднородностями литосферы, влияющими на биоту. К таким аномалиям относятся очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных расстройств живых организмов. По сути, это зоны с дисбалансом ряда геофизических полей, которые негативно воздействуют на человека в целом или его отдельные органы, являющиеся генераторами этих полей, что и приводит к заболеваниям или развитию «социоповеденческого» синдрома.
В составе рассматриваемых полей выделяются магнитное поле, электрическое поле, вибрационное поле, акустическое поле, гравитационное поле и радиационное. Магнитные поля относятся к сильным и специфическим раздражителям, действующим непосредственно на нервные клетки мозга.
Сильные электрические поля неблагоприятно влияют на человеческий организм, особенно на центральную нервную систему. В настоящее время доказано, что любой живой организм реагирует на электромагнитные поля, причем дозы воздействия последних даже в условиях совершенно нормального режима работы электротехнических и радиотехнических устройств негативны и проявляются в потере аппетита, головной боли, ослаблении памяти, быстрой утомляемости. Высказываются гипотезы о том, что акселерация молодежи обусловлена повышенным электромагнитным фоном планеты.
Вибрационные поля отрицательно сказываются на физиологическом состоянии человека, приводя к повышенной утомляемости, торможению двигательных реакций, нарушению координации движения. Длительное воздействие вибрации приводит к нарушению сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, нервным расстройствам, поражению мышечных тканей и суставов. При землетрясениях и релаксации сейсмических напряжений возникают ультразвуковые и инфразвуковые волны (акустические поля). Человек, как биофизический объект, реагирует на них. Ультразвуковые волны вызывают у него галлюцинации, а инфразвуковые – страх и панику. Причем такие ситуации возможны не только в случае сильных землетрясений, но и при постоянном воздействии роев слабых землетрясений (2–3балла).
Воздействие гравитационного поля Земли на человека практически не изучено. Пока только можно предполагать, что переменная составляющая гравитационного поля Земли, связанная с солнечной активностью, вероятно, оказывает влияние на организм человека, его психику, в особенности в период формирования его органов.
Действие ионизирующей радиации радиационного поля на живые организмы изучается с конца прошлого века. Большие дозы радиации разрушают клетки, повреждают ткани органов и могут быть причиной лучевой болезни с быстрым летальным исходом. Малые дозы радиоактивного облучения приводят к раковым заболеваниям, проявляющимся чаще всего через одно-два десятилетия, и серьезным генетическим отклонениям, сказывающимся на потомках облученного индивидуума.
Таковы в общих чертах биологические последствия воздействия природных и техногенно обусловленных физических полей. Не вдаваясь в детали проблемы, выделим главное: человек, являясь биофизическим объектом, реагирует на изменение физических полей природного и техногенного происхождения. Медико-санитарная ориентированность геофизической и геохимической функций литосферы определяет их принципиальное отличие от ресурсной и геодинамической.
Основные причины и следствия нарушения геоэкологических функций литосферы. Под нарушением геоэкологических функций литосферы понимается их негативное изменение, оказывающее прямое или опосредованное влияние на комфортность существования растительного, животного мира и человеческого общества и в экстремальных случаях приводящее к их гибели (вымиранию). Исходя из представлений о формировании геоэкологических функций литосферы, как результата эволюционного развития Земли, под влиянием природных и техногенных факторов вычленяются две причины их нарушения (трансформации) – природная и антропогенная.
Первая, природная, причина связана с естественными катаклизмами: периодами активизации вулканической деятельности, тектонических движений и глубокими перестройками палеогеографических условий. Вызывается она целым рядом факторов как земного (проявление вулканизма), так и космического (столкновение Земли с астероидами и планетами) происхождения. С ними связывают проявления региональных и глобальных катастроф и катаклизмов в эволюции Земли. В качестве альтернативной гипотезы выдвигаются глобальные лесные пожары на рубеже позднего мела и палеогена.
Все перечисленные причины могли вызвать резкое увеличение содержания углекислоты в атмосфере, повышение температуры морской воды, что привело к массовому вымиранию организмов. Не менее глобальным могло быть и их прямое воздействие на биоту. Следствием природных катаклизмов в эволюции Земли (а значит, и геоэкологических функций литосферы) является массовое вымирание живых организмов и гибель растительности.
Вторая причина нарушения геоэкологических функций литосферы – техногенез, неразрывно связанный с развитием человеческого сообщества и приводящий к истощению минеральных и органических ресурсов, активизации опасных геологических процессов и загрязнению полютантами и радионуклидами мест обитания биоты. Следствием таких нарушений является снижение комфортности существования биоты, миграция отдельных видов, заболеваемость и вымирание.
Изложенное выше позволяет заключить, что исчерпание природных ресурсов и потеря возможности поддержания химического гомеостазиса в геосферных оболочках Земли – основные причины нарушения геоэкологических функций литосферы в эпоху техногенеза. Следствием являются геоэкологические кризисы, деградация и частичное вымирание биоты. Например, современный геоэкологический кризис, признаваемый многими учеными. Сделанные выводы указывают на необходимость разработки проблемы управления геоэкологическими функциями геосферных оболочек Земли, пока человеческая цивилизация не стала прошедшим эпизодом в эволюции Земли.
ЛЕКЦИЯ 11. ОСНОВНЫЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ
Биосфера – одна из геосфер Земли, область распространения живого вещества. Она не может функционировать без тесного взаимодействия с атмосферой, гидросферой и литосферой.
Наличие биосферы отличает Землю от других планет Солнечной системы. Особо следует подчеркнуть, что именно биота играет важнейшую роль в стабильном функционировании географической среды.
В пределах биосферы биота сохраняет способность контролировать условия окружающей среды, если человек в процессе своей деятельности использует не более 1 % чистой первичной продукции биоты. Остальная часть продукции должна распределяться между видами, выполняющими функции стабилизации окружающей среды. Следовательно, с точки зрения человечества, биота представляет собой механизм, обеспечивающий человека питанием (энергией) с коэффициентом полезного действия 1 %, а 99 % идет на поддержание устойчивости окружающей среды.
Если рассматривать человека как биологический вид, находящийся на вершине экологической пирамиды, то ему, по законам биологической экологии, полагалось бы на питание лишь несколько процентов производимой на суше первичной биологической продукции, то есть порядка 10 млрд т в год. Фактически, благодаря использованию пашни, пастбищ и лесов, человек поглощает сельскохозяйственные и лесные продукты общей массой 31 млрд т. Кроме того, вследствие деятельности человека, современная первичная продуктивность меньше исходной на 27 млрд т по следующим причинам: а) деградации естественных ландшафтов и б) превращения естественных экосистем в антропогенные. Тогда общее количество потребляемой и разрушаемой человеком биомассы суши равно 58 млрд т в год, или почти 40 % первичной биологической продукции суши.
Таким образом, в настоящее время потребление первичной биологической продукции человеком превосходит все допустимые пределы. При дальнейшем росте населения мира его потребности можно будет удовлетворять только за счет потребностей других живых организмов, а это неизбежно приведет к катастрофической деградации биосферы и, следовательно, географической среды в целом.
Среди геоэкологических проблем биосферы есть две наиболее серьезные: первая – чрезмерное, не соответствующее установленному природой уровню, антропогенное поглощение и разрушение возобновимых биологических ресурсов и вторая – снижение роли биосферы в стабилизации состояния географической среды. Обе проблемы чрезвычайно серьезны, но, вероятно, вторая проблема более важна, потому что она затрагивает основные, глубинные, системные процессы функционирования географической среды. Можно считать, что величина антропогенной доли поглощения и разрушения первичной биологической продукции суши – важнейший геоэкологический индекс уровня кризисного состояния географической среды.
Геоэкологические аспекты современных ландшафтов мира. Деятельность человека весьма значительно преобразовала первичные, или потенциальные ландшафты Земли. На 20–30 % площади суши человек преобразовал ландшафты практически полностью. На территориях с высокой плотностью населения естественные экосистемы почти не сохранились. Вместо этого, их территории на 40–80 % заняты сельскохозяйственными землями, населенными пунктами, дорогами, промышленными сооружениями и прочими результатами деятельности человека. На остальной части встречаются вторичные, или специально выращиваемые леса, деградировавшие земли и водохозяйственные системы, находящиеся, как правило, в далеко не идеальном состоянии. При этом внешне такие территории могут выглядеть благополучно, но фактически это области дестабилизации географической среды.
В результате некоторые зональные типы ландшафтов исчезли, другие были трансформированы, так что возникли антропогенные модификации природных ландшафтов. Из 96 зональных типов ландшафтов, выделенных на равнинах мира, 40 типов исчезли или были коренным образом преобразованы.