Экологический кризис и экологические проблемы современности

Для этого должны быть выполнены  следующие условия:

1. заселение человеком всей планеты;
2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
3. усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;
4. начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;
5. расширение границ биосферы и выход в космос;
6. открытие новых источников энергии;
7. равенство людей всех рас и религий;
8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;
9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;
10. продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;
11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;
12. исключение войн из жизни общества.

природные и техногенные радионуклиды и их влияние на живые организмы

Радиоэкология, изучает воздействие ионизирующего излучения окружающей среды (космической радиации, природных и техногенных радионуклидов) на живые организмы, их сообщества и связь этого воздействия с распределением радионуклидов по пов-сти Земли (в атмосфере, Мировом океане, земной коре). Зарождение радиоэкологии связано с работами В. И. Вернадского, который в 1910-20 впервые обратил внимание на возможное воздействие радиоактивности окружающей среды на биосферу.

Все живые организмы на Земле, в  т. ч. человек, находятся под постоянным воздействием космич. излучения и излучения радионуклидов, содержащихся в атмосфере, воде, почвах, горных породах, строительных и других материалах. Наиб. воздействие на живые организмы оказывают природный радионуклиды ⁴⁰К, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th и продукты их распада (см. Радиоактивные ряды), а также космогенные радионуклиды, образующиеся главным обазом в верх. слоях атмосферы под действием космич. излучения (¹⁴С, ³Н и др.). Развитие атомной промышленности и проведение испытаний ядерного оружия (начиная с 40-50-х гг. 20 в.) привело к тому, что в окружающую среду во все возрастающих количествах стали попадать искусств. (техногенные) радионуклиды ⁸⁵Кr, изотопы ксенона. ¹³¹I, ⁹⁰Sr,¹⁴⁴Ce, ^l37Cs и др., многие из которых имеют сравнительно большие периоды полураспада (до неск. десятков лет). Особенно много техногенных радионуклидов попало в окружающую среду до подписания Московского договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере и на поверхности Земли и океана (1972). В результате крупных аварий на ядерных реакторах (Уиндскейл, 1957; Чернобыль, 1986) в атмосферу выброшены большие количества продуктов ядерного деления урана, плутония и нептуния. которые в виде аэрозолей и газов распространились на большие расстояния (см. Радиоактивные горячие частицы).

Пути распространения радионуклидов от мест выброса, хранения и захоронения радиоактивных отходов. а также за счет выщелачивания из радиоактивных пород зависят от хим. форм, в которых находятся радионуклиды, способности этих форм к комплексообразованию, гидролизу. окислению и восстановлению. других факторов. В конечном счете, рассеянные в среде радионуклиды усваиваются живыми организмами (растениями и животными), причем в организм человека они могут попадать не только непосредственно (при дыхании. с питьевой водой и т. п.), но и по сложным пищевым цепям (например, ⁹⁰Sr в значительной мере попадает по цепочке растительность-травоядные животные-молоко). Важная задача радиоэкологии - вскрытие путей попадания радионуклидов в организм человека и защита его от такого попадания.

Современная радиоэкология развивается  на стыке многих наук. Так, ядерная  физика и ядерная геофизика позволяют  изучать радиац. поля, т. е. распределение источников ионизирующего излучения в атмосфере, водоемах, почвах, горных породах; радиохимия - исследовать состояние радионуклидов в водных растворах, аэрозолях (определять хим. формы, степени окисления элементов и т.д.), формы, в которых происходит миграция радионуклидов в среде (истинные растворы, ультрадисперсные твердые частицы и т.д.), изменение этих форм либо при прохождении геохим. барьеров типа река-море или океан - атмосфера, либо при изменении температуры, кислотности, влажности, других факторов. Сведения о концентрировании радионуклидов разл. организмами и их отдельными органами (например, ⁹⁰Sr накапливается в костях человека, а ¹³¹I-в щитовидной железе), данные о генетических и других последствиях воздействия ионизирующего излучения дает радиобиология. Методы расчета дозы и мощности дозы ионизирующего излучения разработаны в дозиметрии.

Для радиоэкологии представляет интерес прежде всего изучение воздействия на организмы малых доз ионизирующего излучения. Таким воздействием обладают, например, радон и продукты его распада (сам радон образуется при распаде имеющегося повсеместно в исключительно низких концентрациях радия), в заметных количествах присутствующие в воздухе в современных зданиях, построенных с использованием новых строительных материалов (шлаков, зольных остатков от сгорания ископаемых топлив). Систематические исследования радиоэкологии направлены, в частности, на то, чтобы правильным выбором материалов и целесообразной планировкой помещений исключить опасное повышение концентрации радона в школьных зданиях, жилых помещениях, производств, предприятиях.

В реальных условиях степень воздействия ионизирующего излучения м. б. усилена наличием в среде вредных примесей (например, в атмосфере - оксидов азота, серы, СО; в почвах и в водах - ионов тяжелых металлов, пестицидов и т.д.); это - так называемый радиоэкологич. синергизм

Важная проблема радиоэкологии - изучение пространственно-временной изменчивости естественного фонаионизирующего излучения (например, на поверхности Земли в 50-100 раз). Повышенным фоном характеризуются, в частности, т. наз. радиоактивные провинции-районы с высоким естественным содержанием урана и тория в почве и горных породах, расположенных на поверхности. Во многих странах ведутся работы по непрерывному контролю (мониторингу) радиоактивного загрязнения воздуха, почв, растит. и животных организмов, позволяющие выявлять зоны повышенного загрязнения, их источники, а также радиологически чистые зоны. Мониторинг позволяет надежно устанавливать даже незначит. изменения в радиац. обстановке на местности, связанные с изменениями в режимах работы ядерных реакторов, предприятий атомной промышленности и т.д., не говоря уже об аварийных ситуациях.

Сведения, получаемые в радиоэкологии, играют важную роль при выработке  международных соглашений, направленных на полное прекращение испытаний  ядерного оружия, сокращение его произ-ва; на них основаны нормативные документы, в т.ч. определяющие порядок захоронения радиоактивных отходов, безопасную работу ядерных реакторов, условия работы персонала; возможность использования с.-х. и иной продукции населением и т.д.

ФОТОСИНТЕЗ —  ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ

Слово «фотосинтез» означает буквально создание или сборку чего-то под действием света. Обычно, говоря о фотосинтезе, имеют в виду процесс, посредством которого растения на солнечном  свету синтезируют органические соединения из неорганического сырья. Все формы жизни во Вселенной  нуждаются в энергии для роста  и поддержания жизни. Водоросли, высшие растения и некоторые типы бактерий улавливают непосредственно  энергию солнечного излучения и  используют ее для синтеза основных пищевых веществ. Животные не умеют  использовать солнечный свет непосредственно  в качестве источника энергии, они  получают энергию, поедая растения или  других животных, питающихся растениями. Итак, в конечном счете источником энергии для всех метаболических процессов на нашей планете, служит Солнце, а процесс фотосинтеза необходим для поддержания всех форм жизни на Земле.

Мы пользуемся ископаемым топливом — углем, природным газом, нефтью и т. д. Все эти виды топлива  — не что иное, как продукты разложения наземных и морских растений или  животных, и запасенная в них энергия  была миллионы лет назад получена из солнечного света. Ветер и дождь  тоже обязаны своим возникновением солнечной энергии, а следовательно, энергия ветряных мельниц и гидроэлектростанций в конечном счете также обусловлена солнечным излучением.

Важнейший путь химических реакций при фотосинтезе —  это превращение углекислоты  и воды в углероды и кислород. Суммарную реакцию можно описать  уравнением СO₂+H₂O [СH₂O]+O₂

Углеводы, образующиеся в  этой реакции, содержат больше энергии, чем исходные вещества, т. е. СO₂ и H₂O. Таким образом, за счет энергии Солнца энергетические вещества (СO₂ и H₂0) превращаются в богатые энергией продукты — углеводы и кислород. Энергетические уровни различных реакций, описанных суммарным уравнением, можно охарактеризовать величинами окислительно-восстановительных потенциалов, измеряемых в вольтах. Значения потенциалов показывают, сколько энергии запасается или растрачивается в каждой реакции. Итак, фотосинтез можно рассматривать как процесс образования лучистой энергии Солнца в химическую энергию растительных тканей.

Содержание СO₂ в атмосфере остается почти полным, несмотря на то, что углекислый газ расходуется в процессе фотосинтеза. Дело в том, что все растения и животные дышат. В процессе дыхания в митохондриях кислород, поглощаемый из атмосферы живыми тканями, используется для окисления углеводов и других компонентов тканей с образованием в конечном счете двуокиси углерода и воды и с сопутствующим выделением энергии. Высвобождающаяся энергия запасается в высокоэнергетические соединения — аденозинтрифосфат (АТФ), который и используется организмом для выполнения всех жизненных функций. Таким образом дыхание приводит к расходованию органических веществ и кислорода и увеличивает содержание СO₂ на н планете. На процессы дыхания во всех живых организмах и на сжигание всех видов топлива, содержащих углерод, в совокупности расходуется в масштабах Земли в среднем около 10000 тонн O₂ в секунду. При такой скорости.потребления весь кислород в атмосфере должен бы иссякнуть примерно, через 3000 лет. К счастью для нас, расход органических веществ и атомного кислорода уравновешивается созданием углеводов и кислорода в результате фотосинтеза. В идеальных условиях скорость фотосинтеза в зеленых тканях растений примерно в 30 раз превышает скорость дыхания в тех же тканях, таким образом, фотосинтез служит важным фактором, регулирующим содержание O₂ на Земле.