ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ

Человек с самого начала своего существования оказывал влияние на природу. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный биологический вид, как животное и в целом входил в состав экосистемы как ее составной элемент. Уже в первобытном обществе экологическое равновесие поддерживалось стихийным путем при перекочевывании сообществ людей после исчерпания растительных и животных ресурсов на месте прежнего обитания, либо удалением мест проживания людей друг от друга на расстояние, достаточное для устойчивого функционирования экологических систем. Свой негативный вклад в это устойчивое функционирование вносили болезни, низкая продолжительность жизни, небольшая численность людей.

Этот период зарождения взаимодействия человека и природы можно отнести к стихийному. Человек в основном использовал окружавшие его ресурсы и практически не влиял ни на их количество, ни на их качество и не мог оказать какого-либо ощутимого воздействия на природу как в силу своей малочисленности, так и наличия какого-либо значимого средства влияния на компоненты среды.

Зачастую не было гармонии человека и природы и различие между сообществами людей по степени их развития сказывалось лишь в степени воздействия на среду. Первобытные охотники и собиратели не только приспосабливались к природе и пользовались ее «дарами» в готовом виде, но иногда постигали некоторые закономерности, создавая, например, первые антропогенные ландшафты путем «земледелия с горящей головней» (М.П. Ким, 1981). Таким способом пользовались аборигены Тасмании и Австралии, выжигавшие леса с

целью повышения «удачливости» в охоте, но это в конце концов существенно изменило растительный покров, климат и вызвано активную почвенную эрозию, способствовав опустыниванию.

Сформировавшись, человеческое общество прошло следующие этапы взаимодействия с природой (А.Н. Тетиор, 1992):

  • • переход к производству и применению орудий труда как первому звену взаимоотношений людей и природы;
  • • переход к искусственному производству энергии, расширившему возможности в преобразовании природы;
  • • промышленная и научно-техническая революция;
  • • искусственное воспроизводство и сохранение окружающей среды — протоносфера.

В конце второго тысячелетия рост численности населения, а главным образом качественный скачок в развитии науки и техники привели к тому, что антропогенные воздействия по своему значению для биосферы вышли на один уровень с естественными планетарного масштаба. Преобразования ландшафтов в города и иные поселения человека, в сельскохозяйственные угодья и промышленные комплексы охватили уже более 20 % территории суши. Объем перемещаемого в процессе производственной деятельности вещества в настоящее время на порядок выше вовлеченного в естественные рельефообразующие процессы. Расход кислорода в промышленности и на транспорте составляет в масштабах всей биосферы порядка 10 % планетарной продукции фотосинтеза; в некоторых странах техногенное потребление кислорода превышает его производство растениями, В наше время антропогенное воздействие становится направляющей силой дальнейшей эволюции экосистем (табл. 25).

По А.Н. Тетиору [155], к антропогенным воздействиям относят все виды угнетающих природу воздействий, создаваемых техникой и непосредственно человеком. Антропогенные воздействия подразделяют на:

  • • загрязнения — внесение в среду не характерных для нее новых физических, химических или биологических агентов (элементов, соединений, веществ, объектов) или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов; иногда считают, что загрязнение — это изъятие элементов из экосистем.
  • • технические преобразования и разрушения природных систем и ландшафтов — в процессе добычи природных ресурсов, при сельскохозяйственных работах, строительстве и т. д.;
  • • исчерпание природных ресурсов (полезные ископаемые, вода, воздух, биологические компоненты экосистем);
  • • глобальные климатические воздействия (изменения климата в связи с хозяйственной деятельностью человека);
  • • эстетические нарушения (изменение природных форм, неблагоприятные для визуального и иного восприятия; разрушение историко-культурных ценностей и т. п ).

Таблица 25

Динамика показателей состояния окружающей среды

Наименование показателей

Существующее

положение

2020 г.

Объем выбросов загрязняющих всшеств в атмосферу, млн т/год

2.1

и

Концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (в долях ПДК):

СО

N0,

  • 1,2
  • 2,5
  • 0,9
  • 1,3

Объем сброса загрязненных промышленных сточных вод, мУсут

500

0

Доля очистки поверхностного стока, %

54.8

80

Доля перерабатываемых твердых отходов, в том числе % от объема образования: бытовые

производственные

  • 44
  • 54,6
  • 90
  • 80

Число жителей, проживающих в зонах акустического дискомфорта, млн чел

5,3

0,6

Обеспеченность зелеными насаждениями общего пользования, м2/чел

17,3

24,0

Плошаль максимального уровня загрязнения почвенного покрова, тыс. га

6,07

3,1

Подтопление территории, тыс. га

В том числе застроенной

  • 41,92
  • 10,48
  • 38,78
  • 7,34

В результате человек воздействует на биосферу и изменяет состав, круговорот и баланс веществ; тепловой баланс приповерхностной части Земли; структуру земной поверхности (при сельскохозяйственных работах, перемещении вскрытых пород; проходке карьеров, в результате застройки городов, при дорожном строительстве; при сооружении искусственных водоемов — каналов, водохранилищ, мелиорации и т. д.); истребляя, а также перемещая в новые места обитания ряд видов животных и сорта растений (рис. 118).

В условиях антропогенных нагрузок для устойчивого функционирования экосистем человек должен сам играть роль компенсаторного регулятора, озеленяя землю в местах вырубленных лесов, очищая воду, воздух и т. д.

1. диоксин

УГЛЕРОДА

Образуется при сгорании нсек силос топлива Увеличение его содержания я атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими н экологическими последствиями

2. ОКСИД УГЛЕРОДА

А

Ъ-ш

Образуется при полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы

3. СЕРНИСТЫЙ ГАЗ

ф

V

Содержится о лымах промышленных предприятий.Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Ратъсласт известняк и некоторые ткани

4. ОКСИДЫ

АЗОТА

Создают смог и вызывают рсспиро-торные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности

5. ФОСФАТЫ

Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах

6. РТУТЬ

Олин из опасных загрязнителей пищевых продукте». особенно морского пропс хождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему

7. СВИНЕЦ

Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен вс-шестн я живых клетках

8. НЕФТЬ

1

Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планкюнних организмов, рыбы, морских птии и млекопитающих

9 НЕСТИ и ИДЫ

*

Очень токсичны для ракообразных.

Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб.Многие являются канцерогенами

10. РАДИАЦИЯ

ш

Выше допустимых доз приводят к некачественным ценообразованиям и генетическим мутациям

Рис. 118. Главные загрязнители биосферы

Загрязнения. По Р. Парсону, загрязнения подразделяют в зависимости от типа, источника, последствий и мер контроля на сточные воды и другие нечистоты, поглощающие кислород; носители инфекции; вещества, представляющие питательную ценность для растений; минералы и неорганические кислоты и соли; твердые стоки; радиоактивные вещества и т. д. (рис. 119).

293

Основные типы антропогенных загрязнителей окружающей среды

Рис. 119. Основные типы антропогенных загрязнителей окружающей среды

Следует заметить, что принципиально загрязнения могут быть и естественными, возникающими в результате мощных природных процессов — извержения вулканов с огромными по массе выбросами пыли, пепла, газов, пара и т. д.; лесные и степные пожары; наводнения; пылевые и песчаные бури и т. п.

Необходимо остановиться на таком важном понятии как загрязнитель, которое широко используется в современной экологической и природоохранной литературе. Под ним понимается любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (главным образом микроорганизмы), поступающий в окружающую среду или возникающий в ней в количестве, выходящем за рамки обычного, и вызывающий загрязнение среды. Выделяют естественные (природные), антропогенные, а также первичные (непосредственно из источника) загрязнения и вторичные (в ходе разложения первичных или химических реакций с ними). Еще различают стойкие (неразлагающиеся) загрязнители, которые аккумулируются в трофических цепях.

Поступление различных загрязнителей в природную среду может иметь ряд нежелательных последствий: нанесение ущерба растительности и животному миру (снижение продуктивности лесов и культурных растений, вымирание животных); нарушение устойчивости природных биогеоценозов; нанесение ущерба имуществу (коррозия металлов, разрушение архитектурных сооружений и пр.); вред для здоровья человека и т. д. Многие из загрязнителей (пестициды, поли-хлордифенилы, пластмассы) крайне медленно разлагаются в естественных условиях, а токсичные соединения (ртуть, свинец) вообще не обезвреживаются.

Если до 40-х гг. XX в. еще доминировали натуральные продукты (хлопок, шелк, шерсть, мыло, каучук, пища, свободная от добавок, и т. п.), то в настоящее время в промышленно развитых странах они заменены синтетическими, которые трудно (или не полностью) разлагаются и загрязняют среду. Это прежде всего синтетические волокна, моющие средства (детергенты, отбеливатели), пиша с добавками, минеральные удобрения, синтетический каучук и др. (Т. Миллер, 1993).

Особенно много загрязнителей, поступающих в окружающую среду, образуется при получении энергии в результате сжигания ископаемого топлива. Человек, высвобождая солнечную энергию таким путем, ускоряет круговорот веществ и энергии в природе. Отходы производства и загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, твердые частицы и др.) нарушают естественный круговорот углерода, способствуя возникновению ряда негативных последствий (парниковый эффект, фотохимический смог и др.). Большое количество загрязнителей поступает в атмосферу от различных отраслей промышленности, в частности металлургические предприятия мира ежегодно выбрасывают более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т никеля, кобальта, ртути. Так, Норильский горно-металлургический комбинат ежегодно выбрасывает в атмосферу только сернистых соединений до 2200 тыс. т, что приводит к гибели значительного числа растительных сообществ, создавая значительную угрозу здоровью и жизни многих других живых организмов. В радиусе до 120 км от комбината отсутствует естественное возобновление деревьев, а ежегодный прирост и первичная биологическая продуктивность минимальны.

Загрязнители воды — это все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья или же вредной для гидробионтов. Среди загрязнителей водной среды выделяют: легко поддающиеся разложению органические вещества (бытовые стоки); трудно или совсем неподдаюшиеся разложению (главным образом промышленные стоки); соли (хлориды, сульфаты, нитраты и пр.) и соединения тяжелых металлов (ртути, кадмия, свинца, ниобия и др.). Разнообразие загрязнителей, поступающих из различных отраслей промышленности, показано в табл. 26.

Преобладающие загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности (С.В.Яковлев и др., 1994; с дополнениями автора, 2001)

Отрасль

промышленности

П реоблалаюшне виды загрязнителей

Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка

Органические вещества (лигнины, смолистые и жирные вещества, фенол, метилмеркаптан и др.), аммонийный азот, сульфаты, взвешенные вещества

Н ефтегазодобыч а

Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды

М а ш иностроение

Тяжелые металлы, взвешенные частицы, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, флотореагенты

Химическая, н ефтсхи м и ч ес кая

Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен,

взвешенные вещества

Горнодобывающая,

угольная

Флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы

Легкая, текстильная,

пищевая

СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества, пластмассы, в том числе в виде

механических взвесей

Строительство

Цемент, известь, пластмассы, красители, тяжелые металлы, строительный мусор (бумага, ветошь, утеплители и т. п.)

Жилищно-коммунальное

хозяйство

Фильтрат из полигонов хранения ТБО, органические вещества, аммонийный азот; механические взвеси

Кладбища, с кото могил ьн и ки

Аммонийный азот, патогенные микроорганизмы, органические вещества, кальцит, оксиды азота

Все виды индустрии

Фильтрат из хранилищ промышленных отходов, тяжелые металлы, смолы, фенолы, медицинские отходы в виде растворов, суспензий и т. п.

Примерно столько же загрязнителей окружающей среды образуется в сельском хозяйстве; так, к примеру, одних только пестицидов в мире насчитывается более 1500 препаратов (в России пока применяется только 150—160). Особую опасность создает применение фосфороорганических пестицидов, которые представляют собой сильно-действующие токсины, вызывающие массовую гибель птиц (сизых голубей, дроздов, скворцов и др.).

Все загрязнения подразделяют на четыре основные группы: физическое, химическое, биологическое и эстетическое.

Физическое загрязнение связано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды. Так, тепловое воздействие проявляется, например, в деградации вечной мерзлоты, со связанными с зонами распространения вечномерзлых пород мерзлотными процессами и явлениями (термокарст, солифлюкция, наледи и др.); даже в изменении структурных особенностей некоторых грунтов при высоких температурах (под металлургическими печами, кирпичными заводами и т. п.) и условий жизни людей. Изменение теплового режима в сезонных колебаниях температуры в районе г. Красноярска за счет попусков воды из водохранилища Красноярской ГЭС выразилось в снижении температуры вр. Енисей летом и ее повышении зимой относительно температуры окружающего воздуха. Это, кстати, как показывают некоторые данные, сказалось на количестве острых респираторно-вирусных заболеваний у жителей г. Красноярска.

Источниками теплового загрязнения в городе служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140—160 °С), теплотрассы (50—150 °С), сборные коллекторы и коммуникации (35—45 °С) и т. д. Сюда относятся воздействие шума и электромагнитное излучение, причем источниками последнего служат высоковольтные линии электропередач, электроподстанции, антенны радио- и телепередающих станций, а в последнее время также микроволновые печи, компьютеры, радиотелефоны. Установлено, что при длительном воздействии электромагнитных полей даже у здоровых людей отмечаются повышенная утомляемость, головные боли, чувство апатии (Жигалин, 1993).

Химическое загрязнение — увеличение количества химических компонентов в определенной среде, а также проникновение в нее химических веществ, которые ей не присущи, или в концентрациях, превышающих обычную норму. Именно этот вид загрязнений является наиболее опасным для природных экосистем и качества жизни человека в связи с тем, что он поставляет в природную среду различные токсиканты (аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды, детергенты, пластмассы и другие химические вещества и соединения). По некоторым данным, в настоящее время в окружающей среде содержится от 7 до 8,6 млн химических веществ, причем их перечень ежегодно пополняется еще примерно на 250 тыс. новых соединений. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны те, которые включены в известный «список ЮНЕСКО», а это почти 200 наименований: бензол, бенз(а)пирен, пестициды (ДДТ, элдрин, линдан и др.), абсест, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), разнообразные красители и пищевые добавки. Поданным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире около 600 млн человек

подвергается воздействию атмосферы с повышенной концентрацией диоксида серы и более 1 млрд человек, т. е. каждый шестой житель Земли, с вредной для здоровья концентрацией взвешенных частиц.

Биологическое загрязнение — случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства, а также в природные экосистемы чуждых им растений, животных и микроорганизмов (бактериологическое); часто оказывает негативное влияние при массовом размножении пришлых видов. Особенно загрязняют среду те промышленные производства, которые изготовляют антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты ит. п., т. е. предприятия микробиологической промышленности, при промышленном биосинтезе и существующих технологиях, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов. К биологическому загрязнению относят преднамеренную или случайную интродукцию или чрезмерную экспансию живых организмов — это, к примеру, известные переселения кроликов и овец в Австралию, пресноводной рыбы — ратана в водоемы Центральной России. Кроме того, в городах наличие свалок и несвоевременная уборка твердых бытовых отходов привели к численному росту синантропных животных: крыс, голубей, ворон, насекомых и др. (Колонии и др., 1992).

Эстетическое загрязнение, связанное с деятельностью человека преднамеренное или случайное изменение визуальных доминант природных или антропогенных ландшафтов. В отдельных случаях возможно возникновение данного вида загрязнений вследствие естественных причин. Этими причинами служат природные катастрофы: землетрясения, цунами, сели, лавины, оползни, обвалы, наводнения, смерчи, тайфуны и торнадо. Указанные чрезвычайные ситуации могут быть весьма масштабными и приводят к значительным изменениям даже в рельефе местности: при землетрясениях в результате обвалов возникают озера, а на месте гор возникают плоские равнины и т. п. Но в данном случае даже при масштабных изменениях в среде в целом экосистемы значительных объемов остаются способными к самовосстановлению, и хотя оно может длиться достаточно долго, но природа «раны залечивает весьма умело».

Эстетические загрязнения техногенного происхождения практически всегда связаны со строительной (градостроительной и гидротехнической) деятельностью, горнодобывающей промышленностью, сельским хозяйством и т. л. Практически всегда, во всяком случае до последнего времени, эти действия создают сооружения или изменяют природные ландшафты в значительных масштабах и главное «неадекватные» сложившимся визуальным образам. Изменения визуальных доминант негативно влияют на параметры, определяющие качество жизни человека, вызывая иногда даже психофизические расстройства и другие изменения в здоровье людей.

А.Н. Тетиор подчеркивает, что из всех антропогенных воздействий именно загрязнения — фактор, наиболее существенно разрушающий природу, приводящий как к необратимому изменению отдельных экосистем и биосферы в целом, так и к потере материальных ценностей (сельхозпродуктов и др.), энергии, труда, затраченного человеком [155|. Однако большой вред наносится и техническими преобразованиями, и разрушением природных систем в процессе градостроительства, дорожного, гидротехнического, энергетического и других видов строительства, при добыче полезных ископаемых и т. д. Например, застройка и асфальтирование больших территорий в городах не только выводит из естественного оборота определенную часть земной поверхности, но одновременно существенно изменяет гидрогеологический режим, процессы испарения влаги и т. п., что в целом прерывает сложившиеся связи в системах биосферы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >