ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 4662
Скачиваний: 1
131
6 Загрязнение Мирового океана
Водные пространства занимают большую часть поверхности Земного
шара: акватория Мирового океана составляет 70,8 %, а на долю суши
приходится лишь 29,2 % поверхности Земли. Если бы Земля представляла
собой идеально ровный шар без впадин и гор, ее покрыл бы океан глубиной в
4000 метров.
Человечество наносит два удара по природе: во-первых, истощает
ресурсы, во-вторых, загрязняет ее. Поражается не только суша, но и океан.
Все большая эксплуатация Мирового океана уже сама по себе оказывает
сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются и мощные внешние
источники загрязнения – атмосферные потоки и материковый сток. В
результате на сегодняшний день можно констатировать наличие
загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в
районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая
высокие широты Арктики и Антарктики. Рассмотрим основные источники
загрязнения Мирового океана.
Нефть и нефтепродукты. Основной загрязнитель океана – нефть. Она
поступает в океан при транспортировке, по рекам, с бытовыми и ливневыми
стоками.
Попадая в морскую среду, нефть сначала, образуя слои различной
мощности, растекается в виде пленки, которая изменяет состав спектра
солнечного света, проникающего в воду, и количество поглощенного водой
света. Так, пленка толщиной 40 мкм полностью поглощает инфракрасное
излучение Солнца, нарушая тем самым экологическое равновесие и вызывая
гибель морских организмов. Нефть «склеивает» перья птиц, вызывая в итоге
их гибель.
Смешиваясь с водой, она образует эмульсии («нефть в воде» и «вода в
нефти»), которые могут храниться на поверхности океана, переноситься
течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Другим загрязнителем океана являются пестициды – вещества,
используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений,
инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и
бактерициды – для лечения бактериальных болезней растений, гербициды –
вещества, используемые для уничтожения сорных растений. За открытие
ДДТ ученым была присуждена Нобелевская премия. Но вскоре выяснилось,
что многие истребляемые организмы способны приспосабливаться к нему, а
сам ДДТ аккумулируется в биосфере и очень устойчив к биодеградации: его
период полураспада составляет десятки лет. Было принято решение
запретить производство и применение ДДТ (в России применялся вплоть до
1993 года, так как заменить было нечем), но он уже успел накопиться в
биосфере. Так, заметные дозы ДДТ были обнаружены даже в организмах
пингвинов. Но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и водорослях,
132
ДДТ (или другие пестициды), попадая в человеческий организм, могут
привести к очень серьезным, порой трагическим последствиям.
Синтетические поверхностно-активные вещества или детергенты –
вещества, понижающие поверхностное натяжение воды и входящие в состав
синтетических моющих средств, широко применяемых в промышленности и
в быту. Вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные
вещества попадают в материковые воды и далее в морскую среду.
Синтетические моющие средства содержат также и другие ингредиенты,
токсичные для водных организмов: полифосфаты натрия, ароматизирующие
и отбеливающие (персульфаты, пербораты) вещества, кальцинированную
соду, карбоксиметилцеллюлозу, силикаты натрия и т. д.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и т. п.)
широко применяются в промышленном производстве. Они со сточными
водами попадают в океан.
Для морских биоценозов наибольшею опасность представляют ртуть,
свинец и кадмий. Ионы этих металлов способны аккумулироваться в
океанических пищевых цепочках, вызывая болезни, мутации и гибель
морских организмов, а также болезни людей, потребляющих «дары моря» в
пищу.
Еще один источник загрязнения – дампинг – сброс отходов в океан с
целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к морю, производят
морские захоронения различных материалов и веществ: грунта, вынутого при
дноуглубительных работах, отходов промышленности, строительного
мусора, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных изотопов
(радионуклидов) и т. п. Объем захоронений составляет около 10 % от всей
массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.
Формальным основанием для дампинга служит естественное свойство
морской среды к самоочищению – переработке органических и
неорганических веществ, поступающих в воду. Однако эта способность
небеспредельна.
Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских
акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод
электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Во
многих случаях оно способствует повышению температуры воды на ~16
0
С.
Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать
130 км
2
. Устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену
между поверхностным и донным слоями. Растворимость кислорода
уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с увеличением
температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих
органическое вещество. Расширяется видовое разнообразие фитопланктона и
всей флоры водорослей, все это приводит к нарушению экологического
равновесия в биосфере океана.
Загрязнение Мирового океана – одна из глобальных экологических
проблем, стоящих перед человечеством и требующих решения.
133
7 Деградация наземных экосистем и проблема нехватки пищевых
ресурсов, современные пути решения проблем
Нерациональное землепользование приводит к деградации наземных
экосистем. Имеются в виду такие процессы, как сведение лесов, эрозия,
засоление и загрязнение почв, опустынивание и, как следствие, падение
продуктивности почвы, снижение урожаев, высыхание поверхностного слоя
почвы, оврагообразование, наступление песчаных дюн на орошаемые земли,
уничтожение урожаев песчаными бурями и т. д.
Сведение лесов – серьезная проблема не только потому, что лес – это
природный ресурс чрезвычайной важности для человека, который не может
быть восстановлен в короткие сроки, возникает также огромное число
побочных эффектов. Оно является главной причиной таких экологических
проблем, как опустынивание, деградация почв, наводнение, образование
селевых потоков, заиливание водотоков, разрушение ареалов диких
животных, вымирание видов животных и растений и т. п.
Основными
путями
истребления
лесов
являются:
пожары,
промышленные рубки, потери заготовленной древесины, незаконные
порубки, вредные насекомые и болезни, поражение промышленными
выбросами.
Опустынивание – процесс, в результате которого уменьшается
продуктивность земель, подверженных засухе. Опустынивание может
происходить вследствие сведения лесов, нерационального землепользования,
засухи, перевыпасов скота, нерационального орошения (заболачивания и
засоления) и т. д.
Другая причина, приводящая к опустыниванию, – перевыпас скота. С
увеличением поголовья скота возрастает нагрузка на пастбища, и
одновременно падает их продуктивность. Перевыпас ведет к:
уменьшению количества подножного корма и съедобной
растительности;
замещению многолетних видов растений однолетними, которые
не способны уберечь почву от эрозии;
сбиву пастбищ копытами скота;
дестабилизации песчаных дюн в результате того, что скот
поедает растительность на их гребнях;
ухудшению здоровья животных и постоянным падениям надоев
молока и производства мяса.
Некоторые мероприятия, предлагаемые для решения проблемы
опустынивания, включают в себя улучшение качества землепользования,
рациональную ирригацию, бережное обращение со скотом, целесообразное
использование пастбищ и уменьшение поголовья скота и восстановление
лесов. Другие мероприятия предусматривают восстановление пустынных
земель, «социальное лесопользование» (когда местные жители берут на себя
134
ответственность за сохранение лесов вокруг их деревень), создание
лесонасаждений.
Засоление почв –
процесс деградации почв, обычно связанный с
неумеренным поливом орошаемых земель в засушливых районах, как
результат нерациональной ирригации. Сначала происходит подтопление и
заболачивание земли. Это приводит к тому, что соленые грунтовые воды
выходят на поверхность, если дренажные системы не отводят их.
Этот процесс ослабляет биологический круговорот веществ. Исчезают
многие виды растительных организмов, появляются новые растения –
галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций,
усиливаются миграционные процессы.
Эрозия почв (от лат.
erosio
– разъедание) – разрушение и снос верхних
наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород потоками воды.
Тот же процесс, вызванный ветром называется дефляцией. Земли,
подвергшиеся такому разрушению, называют эродированными. Эрозия
почвы может быть вследствие промышленных и сельскохозяйственных работ
(промышленная эрозия), военных действий – воронки, траншеи (военная
эрозия) и т. д. Пылевые бури и водные потоки способны в считанные часы
снести до 10 – 15 см верхнего слоя почвы, наиболее богатого гумусом (в
естественных условиях гумусовый слой почвы образуется со скоростью 2 –
3 см за 100 лет).
Эрозия оказывает существенное негативное воздействие на состояние
почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает
биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество
зерновых культур, хлопка, чая и т. п.
Рассмотренные процессы деградации почв приводят к тому, что
ежегодно во всем мире сокращаются площади пахотных земель, снижается
урожайность продовольственных культур. Все это в совокупности с
неуклонным ростом народонаселения Земли неизбежно ведет к проблеме
нехватки пищевых ресурсов, которая обостряется и процессом урбанизации.
При этом из сельскохозяйственного обращения изымается большая площадь
пахотных земель и сельхозугодий. Рост городов, а вместе с ним
автотранспорта и промышленных предприятий приводит к увеличению
степени загрязнения окружающей природной среды и к деградации
экосистем.
Выход из создавшегося положения наряду с рациональным
природопользованием видится в дальнейшем проведении селекционной
работы по выведению более продуктивных сортов растений и животных, а
также в применении современной биотехнологии, в основе которой лежит
так называемая генная инженерия; она с помощью методов молекулярной
биологии и генетики позволяет целенаправленно конструировать новые,
несуществующие в природе сочетания генов. Все это дает возможность
выращивать растения и животные (трансгенные) с заранее заданными
потребительскими свойства.
135
8 Проблема сохранения биоразнообразия
Под биоразнообразием понимают все виды растений, животных,
микроорганизмов, а также сами экосистемы и экологические процессы,
частью которых они являются. Оно является основой жизни на Земле: чем
большее число растительных и живых организмов образуют экосистему, тем
более она устойчива.
Биологические ресурсы являются основным источником сырья для
промышленности (люди используют в пищу около 7000 видов растений, но
90 % мирового продовольствия создается всего двадцатью, а три вида из них
(пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей). В
последнее время человечество осознало полезность диких видов животных и
растений. Они не только содействуют развитию сельского хозяйства,
медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь
неотъемлемой частью природных экосистем. Даже виды организмов,
которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезны, хотя и
приносят пользу косвенным путем.
Понятие биоразнообразия все чаще ставится во главу угла при оценке
состояния и экологического благополучия экосистем. Эволюционные
процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к
существенному изменению видового состава обитателей Земли. По мнению
экспертов, в ближайшие 20 – 30 лет под серьезной угрозой исчезновения
будет находиться примерно 25 % всего биоразнообразия Земли.
Называют четыре основные причины исчезновения видов:
утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
чрезмерная эксплуатация ресурсов;
загрязнение окружающей среды;
вытеснение естественных видов интродуцированными экзоти-
ческими видами.
Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер.
Подсчитано, что сокращение 70 % тропических лесов ведет не только к
исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса,
но и к сокращению до 30 % численности видов, обитавших на соседних
участках.
Большую опасность для окружающей среды представляет ее заг-
рязнение,
особенно
токсичными
химическими
веществами
и
ксенобиотиками, в частности пестицидами.
Изменения климата в результате выброса в атмосферу парниковых
газов, по прогнозам специалистов, могут привести к нарушению видового
состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов
уменьшится, а других возрастет.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести
к серьезным глобальным последствиям для человека и даже его
существования на Земле.