Антропогенное воздействие и мониторинг окружающей среды

 

1.2.3. Почвенная среда.

Растения – основы большинства экологических систем, и вообще подавляющей части жизни. Наибольшее разнообразие растений – в наземно-воздушной среде. И почти все растения покоятся корнями в почве. Почва – вместилище редуцентов, организмов, перерабатывающих органические  остатки в неорганические. Которые, опять же, ассимилируются растениями. И переходят по трофическим уровням.

Человек всегда косвенно эксплуатировал почву. С самого начала своего существования он занимался собирательством, позже перешел к земледелию, и все это время им использовались почвы. Первые примеры негативного антропогенного влияния на почву проявились еще при применении подсечно-огневой системы, когда в результате поля забрасывались за истощенностью почв. Такие почвы еще многие годы были скудны и не могли восстановиться.

Следующим витком стало непосредственно загрязнение почв посредством удобрений, пестицидов, также непроизвольная порча из-за техногенных аварий (какой обширный вред!), испытаний разного рода оружия. Загрязнения почв – сильнейший удар по экосистемам, так как это ударяет прежде всего по растениям, далее – по консументам, а позднее – по редуцентам. Экосистема рушится.

Рассмотрим сельскохозяйственное загрязнение почв. Человек стремится повысить урожайность двумя путями: непосредственно улучшением плодородия почв и борьбой с вредителями. Оба этих направления обеспечиваются современной химической промышленностью.

Удобрения бывают естественные и искусственные. Прекрасным естественным удобрением является навоз, смешанный с соломой. Но химизация сельского хозяйства приводит к изобилию удобрений. И обильному их применению. Накапливаясь в растениях, они попадают в организм человека, вызывают различные заболевания (в т.ч. и онкологические). Накапливаясь в почве и попадая через нее в другие среды, они способны коренным образом влиять на соотношение организмов.

Пример: Нитратные удобрения негативно влияют на нервную и сердечно-сосудистую систему человека. Фосфаты, попадая в воду, стимулируют рост водорослей. Они разрастаются, водоем «цветет». Водоросли выделяют опасные продукты жизнедеятельности. Вода отравляется, страдают высшие организмы. Это – последствия применения фосфатов.

Примерно так же происходит и с пестицидами. Человек недальновиден, и не задумывается, что у каждого вредителя полей есть свой природный враг, жестокий, беспощадный, эффективный и безопасный.

Пример: Весьма наглядно применение насекомых наездников, являющихся паразитами других насекомых. Ныне они находят широкое применение, а наиболее известен метод их использования против колорадского жука.

Почвы также заражаются под действием радиации, как это происходит на зольных полях от ТЭС/ТЭЦ. В угле всегда содержится примесь радиоизотопов, а в топке они е тратят свой ядерный потенциал. Потом эта зола поступает на поля, где постепенно нарушается естественный радиационный фон.

Биологически почву заражают зараженные останки, как правило, животных. Например, скот, зараженный сибирской язвой, должен истребляться и захораниваться в земле. На такой почве нельзя ничего выращивать, разводить. Это место, как было сказано выше, опасно само по себе.

Также человек не просто портит почвы, он их разрушает. Как было замечено выше, плотины ГЭС способствуют затоплению обширных плодородных площадей. Вода вымывает питательные вещества и сам почвенный слой. Ведя карьерную разработку, никто не заботится об удалении верхнего,  плодородного слоя почвы, который безнадежно утрачивается. Вырубка лесов с неразвитой лесной подстилкой приводит (рано или поздно) к опустыниванию местности, так как корни деревьев играли связывающую роль и удерживали частицы почвы.

Человек использует богатства земных недр. Добыча ведется разными путями. Наибольший вред наносит открытая разработка посредством карьеров. На месте разработок бесконтрольно уничтожалось все, после заброски этих местностей природа не могла восстановиться. Также бедой были так называемые терриконы – горы отработанной породы. Но теперь эта самая порода используется для заполнения карьеров, а сверху насыпается плодородная почва.

Почва, наравне с водой и воздухом, - наше все. Ее плодами мы кормимся, ее благодатью мы живы. Но человек так же бездумно распоряжается этим даром, как и другими.  Об этом стоит задуматься.

 

1.2.4. Леса

Леса – легкие планеты, имеющие исключительное значение для жизни на  земле. Они служат домом для животных, защитными барьерами на пути ветров и других стихий. Поэтому они заслуживают отдельного упоминания.

Наша страна – средоточие лесных ресурсов. Но использование лесов в нашей стране – национальная трагедия. На каждом гектаре вырубок остается 30-50 м3 древесины. 20-25% деревьев сплавляют россыпью по рекам. При такой транспортировке тонет одно из 25-30 бревен. Дно множества рек Севера, Сибири, Дальнего Востока устлано бревнами, которые отравляют воду продуктами гниения древесины.

В лесах поселяются вредители, деревья поражаются болезнями, отравляются промышленными выбросами. Лесные пожары уничтожают деревья. А ведь они – основной возобновитель кислорода. Гектар насаждений за сутки поглощает количество углекислоты, эквивалентное выделение её пятью тысячами людей.

Деревья выделяют фитонциды. Поэтому в лесу всегда чистый, свежий воздух. Притом, в хвойных лесах это проявляется сильнее.

Леса регулируют климат. Там, где они есть, климат устойчивее. Реки не мелеют, ветра не пронизывают массивы. Пыль в них задерживается. К тому же лес обладает особенным эмоциональным действием. Обстановка невольно расслабляет.

Именно в лес мы идем за грибами и ягодами, за зверями. В лесу мы ищем топливо, сырье, стройматериалы. Лес – наш дом, но не только. Поэтому мы  должны относиться с уважением не только к самому дому, но и к соседям.

 

1.2.5. Организменная среда.

В природе все взаимосвязано. Воздух, почвы и воды влияют друг на друга. И на человека. В этой части будет рассказано о том, как опрометчивость человека возвращается к нему вредом, наносимым ему самому.

Человек дышит воздухом, пьет воду, кормится плодами почв и животной пищей. И отравив это, мы отравляем себя.

Человек потребляет воду, прошедшую через очистные сооружения, где её отстаивают, фильтруют, обеззараживают. Позже мы подвергаем её кипячению, дополнительной фильтрации. Но достаточно ли этого? А что, если сооружения устарели, или в воде превышено содержание того или иного дезинфицирующего средства, например хлора? Избыток хлора в организме приводит к повышению давления, а часть онкологических заболеваний следует именно за избытком хлора.

Как было сказано выше, бревна, утонувшие в реках, выделяют в воду фенол и другие  продукты разложения. Фенол также является токсичным соединением, а значит пить такую воду уже опасно.

Нельзя не сказать об отходах, являющихся плодами прогресса, развития химии, физики. Они бывают самыми разными – растворители, масла, радиоактивные вещества, химикаты и прочие. Например, названый выше этилат свинца, при сгорании которого в атмосферу попадает свинец. Свинец является канцерогенным металлом. Отравление свинцом называется “сатурнизм”. Свинец и его соединения являются политропными ядами (т.е. действуют на разные органы и системы организма) и вызывают в основном изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах, а также нарушения ферментативных реакций, витаминного обмена, снижают иммунобиологическую активность человека.

Все соединения свинца очень ядовиты, особенно его органические производные. Соединения свинца откладываются в костях, а также в мышцах и печени. Действие свинца связано с глубоким нарушением обменных процессов, в первую очередь белкового обмена, минерального (кальция и фосфора) обмена и витаминного обмена. Наиболее частыми формами отравления свинцом являются малокровие, свинцовые колики, плеврит, гепатит. Уже при небольших дозах наступают нарушение кроветворных функций костного мозга и разрушение эритроцитов, что ведет к малокровию.

В настоящее время свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, работающие на свинцово-плавильных заводах, занятые в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и др. Загрязнение свинцом атмосферного воздуха, почвы и воды в окрестности таких производств, а также вблизи крупных автомобильных дорог создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, прежде всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов.

Угарный газ (монооксид углерода) образуется при неполном сгорании угля и органических веществ. Образует с гемоглобином прочный, устойчивый комплекс, препятствующий транспортировке кислорода.

Диоксид углерода является одним из парниковых газов.

Диоксид серы является одним из веществ, формирующих кислотные дожди. При длительном вдыхании нарушается дыхание, сердечная деятельность, развивается отек или воспаление легких.

Озон - токсичен вследствие сильных окислительных свойств.

Альдегиды – общетоксичные соединения, обладающие помимо того разрдажающим, нейротоксическим и слабовыраженным наркотическим действием.

Аммиак – летучее соединение, обладающее удушающим действием. Вызывает отек легких, поражение нервной системы. Раздражает слизистые оболочки. Возможны химические ожоги и (если аммиак сжижен) обморожения.

Фенол также летуч. При остром отравлении, сопровождающем попадание фенола на кожу или вдыхание его паров, наблюдается сильное жжение в местах, подвергшихся его непосредственному воздействию. Проявляются ожоги слизистых тканей; возникает сильная боль в области рта, в глотке, животе; тошнота, рвота, понос; резкая бледность, слабость, отек легких; возможны острые аллергические проявления; артериальное давление понижено; развивается сердечно-легочная недостаточность,

Хроническое отравление фенолом приводит к анорексии – прогрессирующей потере веса; вызывает диарею, головокружение, трудности при глотании, обильное отделение слюны. При хроническом отравлении фенолами отмечено темное окрашивание мочи. Ученые, исследовавшие последствия фенольных отравлений указывают, что в результате длительного пребывания под воздействием фенола человек может чувствовать боли в мышцах, слабость. Печень у таких людей увеличена. Хроническое отравление фенолом вызывает поражения центральной нервной системы, нервные расстройства, сопровождаемые головными болями и потерей сознания, а также поражения почек, печени, органов дыхания и сердечно-сосудистой системы.

Анилин оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему. Вызывает кислородное голодание организма за счёт образования в крови метгемоглобина, гемолиза и дегенеративных изменений эритроцитов.В организм анилин проникает при дыхании, в виде паров, а также через кожу и слизистые оболочки. Всасывание через кожу усиливается при нагреве воздуха или приёме алкоголя. При лёгком отравлении анилином наблюдаются слабость, головокружение, головная боль, синюшность губ, ушных раковин и ногтей. При отравлениях средней тяжести также наблюдаются тошнота, рвота, иногда, шатающаяся походка, учащение пульса. Тяжёлые случаи отравления крайне редки. При хроническом отравлении анилином (анилизм) возникают токсический гепатит, а также нервно-психические нарушения, расстройство сна, снижение памяти и т. д.При отравлении анилином необходимо прежде всего удаление пострадавшего из очага отравления, обмывание тёплой (но не горячей!) водой. Так же вдыхание кислорода с карбогеном. Также применяют кровопускание, введение антидотов (метиленовая синь), сердечно-сосудистые средства. Пострадавшему надо обеспечить покой.

 

 

 

 

 

 

2. Мониторинг состояния окружающей среды.

Мониторинг состояния окружающей среды играет важную роль, так как позволяет наблюдать изменения в динамике, выявлять тенденции и предполагать ход событий. Это является очень важной частью экологии как отрасли биологии и как самостоятельной науки.

1. Методики мониторинга

Мониторинг можно условно разделить на биологический и абиогенный. Биогенный мониторинг состоит в наблюдении за организмами – индикаторами. Абиогенный же – признаки неживой природы (осадок, изменение цвета и т.п.) а так же лабораторные анализы.

Мониторинг по принципу можно разделить на наблюдение и анализ.

Наблюдение в полном объеме доступнее по определению, так как не требует ни анализов, ни реактивов ни прочих затрат (кроме времени), а помимо того он просто приятно.

2.2  Биологический мониторинг

 

Биологический мониторинг (далее – БМ) включает в себя:

- Контроль за состоянием биоты;

- Контроль за источниками антропогенного воздействия на биоту;

- Прогноз и слежение  за экологическим состоянием  биоты на избранной территории.

   БМ может быть  суточным, фенологическим, многолетним.

   Особое значение  в мониторинге играет гидрометеорологическое  наблюдение, так как погода влияет  на все организмы.

3.   Биодиагностика окружающей среды.

 

Биодиагностика опирается на знания о способности тех или иных организмов существовать в изменяющихся условиях среды и об изменениях в самих организмах, сопровождающих оные. То есть речь идет о биоиндикации.

Примером может служить пыльца томатов.  В чистом воздухе пыльцевые зерна большие, округлые. Тогда как после распыления этиленимина можно наблюдать, что пыльцевые зерна скукожились, потеряли округлую форму (абортизм). Зависимость между жизнеспособностью пыльцы и абортивностью обратно пропорциональна.

Так же благодаря растениям можно определять переизбыток тех или иных элементов, например:

При переизбытке цинка ткани некротические, молодые листья желтеют, старые отпадают без увядания, верхушечные почки отмирают, жилки становятся красными или черными. Первоначально отмечается на молодых растениях, притом растение поражается полностью.

При избытке марганца поражение местное. Хлороз между жилками молодых листьев (вплоть до желтых/беловатых листьев с темно-коричневыми/белыми некротическими пятнами). Лист искривляется и сморщивается.

Биоиндикация с помощью животных не менее обширна. Ярким примером может служить «любовь» речного рака к чистой воде или беззубки – к грязной. Так же качество воды может быть проверено по такому критерию, как выживаемость инфузории – парамеции в пробах воды. Можно использовать аквариумных рыбок. Для тестирования почвы применяются почвенные беспозвоночные, например дождевые черви. Критерием служит их количество на единицу площади.