Виды и особенности антропогенных воздействий на природу

  Другими причинами снижения численности  и исчезновения животных являются:

• Прямое их уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (гибель хищных птиц, сусликов, ластоногих, койотов и др.).
• Случайное (непреднамеренное) уничтожение на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и др.
• Загрязнение среды пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами.

  Например, в результате строительства гидротехнических плотин в русле реки Волги полностью ликвидированы нерестилища лососевых рыб и проходной сельди, а площади распространения осетровых рыб сократились до 400 гектаров, что составляет 12% от прежнего нерестового фонда в Волго-Ахтубинской пойме. В центральных областях России при ручном сенокошении гибнет 12-15% полевой дичи, при использовании конных косилок — 25-30%, при механизированной уборке сена — 30-40%. В целом гибель дичи на полях при сельхозработах в семь-десять раз превышает объем ее добычи охотниками. 

  Антропогенные воздействия на атмосферу.

1. Загрязнение атмосферного  воздуха

  Значение  атмосферного воздуха для всего  живого на Земле огромно: человек может находиться без пищи пять недель, без воды — пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

  Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного Космоса и потока космических и солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается основная масса метеоритов. Кроме того, атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемещении приземного слоя воздуха, отложении загрязняющих веществ на поверхности земли и др. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под воздействием антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в результате чего атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

  Крупнейшие  глобальные экологические проблемы современности — «парниковый  эффект», разрушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей —  связаны с антропогенным загрязнением атмосферы. Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды.

  Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано такими природными процессами, как вулканическая деятельность, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. В зависимости от масштабов распространения выделяют местное, региональное и глобальное загрязнения атмосферы. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях — город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др. При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с планетарным изменением состояния атмосферы.

  По  агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на газообразные(оксиды серы, оксиды азота и углерода, углеводороды и др.), жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.), твердые (органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.). Главные загрязнители атмосферного воздуха — оксиды серы (SO₂, SO₃), оксиды азота (NO_х, оксиды углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо этого в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др.

  Основной  вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные), предприятия черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт и производство стройматериалов. Основной объем выбросов загрязняющих веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт (50-60%), тогда как на долю теплоэнергетики — только 16-20%.

  В процессе сжигания твердого или жидкого  топлива в установках теплоэнергетики в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды) сгорания. Перевод установок с твердого на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь. При выплавке стали в атмосферу выбрасываются твердые частицы, оксиды серы и углерода, а также марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути, фенолы, формальдегид, бензол, аммиак и др. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы и азота, соединения фтора, аммиак, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и др.

  Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха  отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при сжигании мусора и горении пород в породных отвалах. В сельских районах источниками загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса.

  Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат такие токсичные соединения, как бензопирен, альдегиды, оксиды азота и углерода и особо опасные соединения свинца при применении этилового бензина.

  Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на территорию другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за ее невыгодного географического положения выпало с дождем 1204 тыс. т соединений серы от Украины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы, т. е. в 6,3 раза меньше.

2. Экологические последствия  глобального загрязнения атмосферы.

  Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами — от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно четко эта связь прослеживается при анализе детской легочной патологии и степени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных городов. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO₂), вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз. Оксиды азота раздражают и разъедают слизистые оболочки глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В таких случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси. При остром отравлении оксидом углерода (угарный газ) появляются общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход. Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

  Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в  лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.

  Несмотря  на незначительные по объему выбросы свинца, бензопирена, фосфора, кадмия, мышьяка, кобальта, они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

  Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в  больших концентрациях и в течение длительного времени отрицательно влияют на животных, состояние растений и экосистем в целом, и возможны случаи массового отравления диких животных, птиц, насекомых. В растения токсичные вещества поступают различными способами: выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на зеленые части растений, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву на корневую систему. Особенно опасен для растений диоксид серы, под воздействием которого гибнут многие деревья, и в первую очередь хвойные — сосна, ель, пихта, кедр.

  Наблюдаемое в настоящее время изменение  климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины XX в., многие связывают с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» — диоксида углерода (СО₂), метана (СН₄), хлорфтор-углеродов (фреонов), озона (О₃), оксидов азота (NO_х))др.

  Парниковые  газы, и в первую очередь СО₂, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли, поэтому атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует, как крыша теплицы: она пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, но почти не пропускает наружу тепло, излучаемое Землей.

  В связи со сжиганием все большего количества ископаемого топлива  (нефти, газа, угля) концентрация СО₂ в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу от промышленных производств и бытовых установок растет содержание фреонов. На 1 -1,5% в год увеличивается содержание метана за счет выбросов из подземных горных выработок, гниения биомассы и др. В меньшей степени, но растет содержание в атмосфере и оксидов азота. Следствием увеличения концентрации этих газов, создающих «парниковый эффект», является нарушение климатического равновесия и рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. По расчетам, к 2100 г. температура на Земле станет выше на 2-4°С. Такие масштабы потепления будут сопоставимы с потеплением, происшедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связано с предполагаемым повышением уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения горного оледенения, затоплением приморских равнин в более чем 30 странах, деградацией многолетнемерзлых пород, заболачиванием обширных территорий и др.

  Однако  возможны и положительные экологические последствия глобального потепления. Повышение СО₂ в атмосфере и связанное с ним увеличение фотосинтеза, а также увеличение увлажнения климата могут привести к росту продуктивности как естественных фитоценозов (лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений, садов, виноградников и др.).

  По  вопросу о степени влияния  парниковых газов на глобальное потепление климата нет единого мнения. Некоторые ученые считают, что наблюдаемое в последнее время потепление климата на 0,3-0,6°С могло быть обусловлено преимущественно природной изменчивостью климатических факторов, поэтому нет никаких оснований для утверждения концепции «парникового» потепления и выдвижения задачи по сокращению выбросов парниковых газов с целью предотвращения нежелательных изменений глобального климата. Скорее всего, важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности.

  На  конференции ООН в Киото (Япония) в 1997 г. рядом стран был подписан Киотский протокол, по которому страны-участницы должны выбрасывать в атмосферу антропогенный углекислый газ не более, чем они выбрасывали его в 1990 г. Но очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики — максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли.

  Озоновый  слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярных областях. Впервые истощение озонового слоя с понижением содержания озона до 50%, получившее название «озоновой дыры», было обнаружено в 1985 г. над Антарктидой. С тех пор результаты наблюдений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете.

  Снижение  концентрации озона ослабляет способность  атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Неслучайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона отмечаются многочисленные солнечные ожоги и наблюдается рост заболеваемости людей раком кожи. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем.