Биосфера планеты

     Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды, они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и всего остального, что использует человек в своей  деятельности. Кроме того, многие дикие  виды имеют еще и эстетическую ценность и создают условия для  отдыха. Однако их наибольшим вкладом  является поддержание “здоровья” и целостности экосистем мира.

     Многие  люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее реальной или  потенциальной пользы для людей, - этот подход называют антропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторые люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человек не более важен, чем другие виды на земле. “У человека нет превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует” - считают они. Другие придерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание систем жизнеобеспечения земли.

     Огромная  проблема в настоящее время - это  борьба с загрязнением окружающей среды. С катастрофической быстротой огромные массы вредных для природы  веществ загрязняют биосферу. Важная задача всего человечества принять  необходимые меры по сдерживанию  этого процесса. 

     Неорганическое  загрязнение. Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

     Отходы, содержащие ртуть,  свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится  далеко за пределы территориальных  вод. Загрязнение ртутью значительно  снижает первичную продукцию  морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.

     Дальнейшая  ее миграция сопровождается накоплением  метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.

     Так, печальную известность приобрела  болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

     Органическое  загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год.

     Сточные воды, содержащие суспензии органического  происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии  заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность  данных микроорганизмов, участвующих  в процессе самоочищения вод. При  гниении данных осадков могут  образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие  как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также  проникновение света в глубь  воды и замедляет процессы фотосинтеза.

     Одним из основных санитарных требований, предъявляемых  к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все  загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде.

     Поверхностно  активные вещества - жиры, масла, смазочные  материалы - образуют на поверхности  воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. 

Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды  - для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды  - против сорных растений.

     Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.

     В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло  в состав наземных и морских экосистем  золовым и водным путем.

Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия.

     В зависимости от природы и структуры  гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

     Соединения  с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

     Максимальное  количество ПАУ в современных  данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

     Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений  поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.

     Ртуть переносится в океан с материковым  стоком и через атмосферу. При  выветривании осадочных и изверженных  пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной  пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного  производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными  водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается.

     При этом некоторые бактерии переводят  хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свиней - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) т. свинца в год.

     Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю,  производят  морское  захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Тепловое  загрязнение. Тепловое загрязнение  поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс  нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое  вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

     На  основании обобщения материала  можно сделать вывод, что эффекты  антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом  уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению  экосистемы. 

Загрязнение почвы. 

     Почвенный покров Земли представляет собой  важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет  многие процессы, происходящие в биосфере.

     Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании  органического вещества, различных  химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции  биологического поглотителя, разрушителя  и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет  разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под  влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов  антропогенного воздействия  является загрязнение пестицидами.