Файл: Окружающая среда и техногенные системы.docx

ленными пунктами занято площади в расчете на 1 год – 3000 км².

4. Влияние человека на функции живого вещества в био- сфере.

а) Изменение постоянства (константности) живого веще-ства. Условием постоянства массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную про- дуктивность сообществ. Они нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем менее продуктив-

ными, при отчуждении земель под различные виды строительства и т.п. Все это приводит к уменьшению объема биомассы на Зем- ле. За счет повышения человеком продуктивности агропромыш- ленных систем потери живого вещества не компенсируются.

б) Изменение транспортной и рассеивающей функции живо-го вещества. Человек вынужден в результате своей деятельности перемещать в пространстве большие массы ценных веществ. На- пример, при вырубке с 1 гектара соснового леса с древесиной удаляется 100 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фос- фора и 250 кг азота. Эти потери не компенсируются. Рассеиваю- щие функции живого вещества усиливаются в результате исполь- зования человеком всех видов ресурсов. Из 7 млрд. т железа, на- ходящегося в обороте всех видов промышленности, примерно 120 млн. т рассеивается ежегодно.

в) Изменениедеструктивной иконцентрационнойфункции.Усиление человеком деструктивных процессов в биосфере проис- ходит в результате извлечения ресурсов из недр, а также воздейст- вия на поверхность литосферы. Только обработкой почв ежегодно разрушаются и выносятся в океан или перемещаются в пределах материков воздушными и водными потоками миллиарды тонн ма- териала, в том числе наиболее ценной части почвы – гумуса.

5. 
   Изменение временнóго фактора биосферных процессов. Весь период развития жизни на Земле можно уместить в 4 млрд. лет. Время появления самого человека – 600 тыс. лет назад. Если сравнить эти цифры, то выходит, что период биогенеза и период ноогенеза несопоставимы по продолжительности, а также по ин- тенсивности проходящих процессов. Нарушение временнóго фактора приводит к несоответствию темпов изменения среды (под действием человека), с одной стороны, и изменения адапта- ционных возможностей организма – с другой.
   

---

Все вышеназванные процессы воздействия человека на био- сферу приводят к экологическим кризисам. Экологический кри- зис – ситуация, которая возникает в экосистемах (биогеоценозах) в результате нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или в результате воздействия антропогенных факторов. В более широком смысле экологический кризис – кри- тическая фаза в развитии биосферы, при которой происходит ка-

чественное обновление живого вещества (вымирание одних ви- дов и возникновение других).

В развитии биосферы и цивилизации выделяют следующие экологические кризисы:

1. 
   Предантропогенный кризис (аридизации);
   
2. 
   Обеднение ресурсов собирательства и промысла для чело- века;
   

З. Перепромысел крупных животных (кризис консументов);

4. 
   Кризис примитивного поливного земледелия;
   
5. 
   Кризис недостатка растительных ресурсов и продовольст- вия (кризис продуцентов);
   
6. 
   Глобальное загрязнение среды и угроза истощения ресур- сов (кризис редуцентов). Начался 30-50 лет назад и продолжается по настоящее время;
   
7. 
   Глобальный термодинамический кризис (тепловое загряз- нение);
   
8. 
   Глобальное исчерпание надежности экосистем [1, 3].
   

3. Основные типы загрязнений и вредных воздействий

1. Физические загрязнения:

• 
  радиоактивное;
  
• 
  тепловое;
  
• 
  шум и вибрация.
  

2. Химические загрязнения.

3. 
   Биологические загрязнения:
   

• 
  микробиологическое.
  
• 
  изменения биоценозов из-за внедрения новых растительных или животных видов.
  

4. Эстетический вред:

• 
  нарушение естественной среды грубой урбанизацией или малопривлекательными постройками;
  
• 
  строительство индустриальных центров в девственных или практически не затронутых человеком биотопах.
  

---

Загрязнение окружающей среды – это любое внесение в ту или иную экосистему (биогеоценоз) несвойственных ей живых

или неживых компонентов, физических или структурных изме- нений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разруше- ния данной экосистемы. Загрязнением можно также считать превышение естественного среднемноголетнего уровня указан- ных изменений в среде.

Виды вмешательства человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям за- грязнений:

ингредиентное загрязнение, или внесение в окружающую среду (ОС) химических веществ, которые количественно или ка- чественно чужды естественным биогеоценозам;

параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с из- менением качественных параметров окружающей среды;

биоценотическое загрязнение, которое заключается в воз- действии на состав и структуру популяций живых организмов, населяющих биогеоценоз;

стациально-деструктивное загрязнение (стация – место обитания популяции), изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования, связанное с оптимизаци- ей природы в интересах человека.

В отличие от естественных антропогенные помехи часто приводят не к отбору наиболее приспособленных особей, а к мас- совому вымиранию организмов. Это обусловлено следующим:

1. 
   нерегулярностью действия, а значит, и непредсказуемо- стью в последствиях для организмов, а также высокой интенсив- ностью изменений, которая превышает их адаптационные воз- можности.
   
2. 
   неограниченными возможностями действия их на орга- низм (вплоть до уничтожения), что присуще и природным факто- рам, и процессам, но лишь в редких случаях [5].
   

---

1. Биологические уровни воздействия загрязнений биосферы

1. 
   Молекулярно-генетический уровень. Прямое мутагенное действие физических и химических факторов заключается в из- менении генетической информации живых организмов:
   

• 
  генетические мутации в половых клетках ведут к развитию патологических состояний у потомков;
  
• 
  мутации в соматических клетках стимулируют онкологиче- ские заболевания особей в живущем поколении.
  

2. 
   Биомембранный уровень. В зависимости от характера за- грязняющего вещества наблюдаются эффекты:
   

• 
  нарушение проницаемости мембран (к этому приводят пес- тициды, соли меди и других тяжелых металлов, оксиды азота, се- ры, озон, металлоорганические соединения);
  
• 
  изменение величины мембранного потенциала (катионы никеля и других металлов);
  
• 
  нарушение структуры мембран (пестициды, нитросоедине- ния, озон);
  
• 
  фотодеструкция растительных клеток и их мембран, разру- шение хлорофилла (пестициды).
  

Эти эффекты возможны благодаря биотрансформации и био- деградации загрязняющих веществ. Биотрансформация включа- ет в себя растворение вещества в воде, его окисление или восста- новление. Биодеградация – это расщепление молекулы на фраг- менты и взаимодействие их с веществами клетки. После этих двух процессов загрязнители могут иметь следующие преобразо- вания:

• 
  расщепление и утилизация либо вывод из организма от- дельных фрагментов вещества;
  
• 
  преобразование в водорастворимые формы и их вывод из организма;
  
• 
  преобразование в более токсичные соединения (например, полициклические ароматические соединения преобразуются в фенолы);
  
• 
  связывание веществ с белками и их «консервирование» в неактивной форме (например, кадмий, медь, цинк связываются с белками и накапливаются в печени, почках, селезенке).
  

Процессы биотрансформации и биодеградации протекают во всех

---

биосистемах различного уровня.

3. 
   Популяционно-видовой уровень. В настоящее время под угрозой уничтожения находятся 25–30 тыс. видов растений, 10 тыс. видов беспозвоночных животных, 500 видов моллюсков,
   

500 видов птиц, 230 видов млекопитающих, 110 видов рыб, 60 видов земноводных.

Причины исчезновения видов – охота и рыболовство, бра- коньерство, разрушение мест обитания вида, интродукция, за- грязнение биосферы вредными веществами.

4. 
   Биогеоценотический уровень. Биогеоценоз – это сово- купность на известном протяжении земной поверхности одно- родных природных явлений: атмосферы, горной породы, гидро- логических условий, растительности, животного мира, микроор- ганизмов и почвы. Биогеоценозу присущи специфика взаимодей- ствий слагающих его компонентов, их особая структура и опреде- ленный тип обмена веществ и энергии между собой и другими субъектами природной среды. Биогеоценоз является минималь- ной по протяженности и иерархическому уровню экосистемой. Загрязнение биосферы приводит к нарушению его структуры, взаимосвязей, пищевых цепей, потоков энергии и информации. В итоге устойчивость биогеоценоза резко снижается [2].
   

5. Воздействие техногенных систем

начеловека исоциальнуюкомпонентусреды

Главными негативными факторами воздействия техногенных систем на популяцию человека и его здоровье являются следующие. Канцерогенные факторы. Среди физических факторов, а также химических веществ, поступающих в биосферу, наиболее опасными являются канцерогены.

---