Глобальные проблемы в экологии

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность  проникновения в воду света.

Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую - "нефть в воде"- и обратную - "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для видов нефти, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

 

 

 

5. Пестициды  как загрязняющий фактор, загрязнение  почвы пестицидами.

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.

Открытие пестицидов - одно из важнейших достижений современной науки. 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.

Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве и медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отмечается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.

В то же время действие пестицидов стало проявляться в  глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.

С общебиологических  позиций резистентность можно рассматривать  как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами.

Очень важно создавать  и применять только препараты  с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с  большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Загрязнение вод пестицидами.

Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты.

Хлороорганические инсектициды получаются путем хлорирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов.

Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах Земного шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг./л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. 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.

Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.

Поэтому дампинг рассматривается  как вынужденная мера, временная  дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса прохождении  материала сквозь столб воды, часть  загрязняющих веществ переходит  в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.

Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.

Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.

В случае образования  поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен  на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них.

Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

При организации системы  контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Уничтожение лесных богатств Земли.

Лес – это естественная устойчивая формация растительного покрова обширных областей земного шара, занимавшая до последнего времени одну треть поверхности суши. Если площадь, занятая лесами умеренной зоны, уменьшается незначительно, то тропические леса исчезают с такой скоростью, что к 2002 году будут занимать лишь 30 млн. га или 7% суммарной поверхности суши, тогда как в 1950 году эта цифра составляла 15%. Каждый год в мире уничтожается на 12 млн. га (что равно площади Англии), а еще 10 млн. га лесов деградируют, так как вырубка ценных пород на этих площадях не сопровождается соответствующим лесоустройством и природоохранными мероприятиями. А между тем тропические леса крайне нуждаются в охране. В древесине ценных пород заинтересованы практически все страны мира, и следовательно, все они должны отвечать за состояние тропических лесов. Страны Третьего мира, где эти леса произрастают, слабо развиты и не в состоянии самостоятельно справиться с этой задачей.

Традиционная практика расчистки лесов под пашню  с помощью подсечно-огневого метода долгое время не приносило лесу ощутимого вреда, так как плотность населения была невелика. Необходимо также подчеркнуть, что времени, на которое поле забрасывали, и оно снова зарастало, хватало для того, чтобы восстанавливалась естественная лесная экосистема и плодородие лесных почв. Позже, когда численность населения возросла, и появились такие конкурентные виды землепользования, как постоянные сельскохозяйственные плантации или затопление при строительстве ГЭС, периода «отдыха» земли стало не хватать, и для освобождения новых посевных площадей потребовалась дополнительная вырубка лесов. Но развитие сельского хозяйства – не единственная причина уничтожения тропического леса: там заготавливают дрова и ценную древесину тропических пород, кроме того, лес вырубают и выжигают, расчищая пространства под пастбища.

 

 

 

9. Эрозия почвы и потеря плодородных земель.

Уничтожение лесов –  не единственная причина эрозии почвы: это явление наблюдается и  при чрезмерной эксплуатации пашни  и пастбищ. Формирование почвы –  длительный процесс и сейчас на планете в целом разрушение почвы происходит гораздо интенсивнее, чем ее образование. Особенно значительная эрозия возникает в холмистых местностях, где выпадает много осадков и происходит активная вспашка земли. Во многих районах Юго-Восточной Азии издавна существует система террасного земледелия, которая позволяет хорошо удерживать почву даже там, где нет леса. Применение этого агроприема наряду с безотвальной вспашкой и сооружением на полях перемычек, препятствующих вымыванию почвы во время дождей – основные меры борьбы с эрозией. Примеры такой сберегающей почву культуры земледелия имеются на Бали, тогда как на соседней Яве быстрый рост населения и преобладание мелких единоличных хозяйств привели к значительному оскудению запасов плодородных земель. Вследствие эрозии во всем мире ежегодно теряется 5 млн. га плодородной пахотной земли.

На пастбищах, где происходит перевыпас скота, часто уничтожается растительный покров, удерживающий плодородный  слой почвы. Растения выедаются целиком  и погибают, в результате чего дождевая вода беспрепятственно размывает поверхность почвы, вызывая обширную эрозию, что в конечном итоге ведет к возникновению глубоких оврагов. Ежегодно в мире из-за перевыпаса и последующей эрозии теряется около 7 млн. га пастбищных угодий, многие из которых превращаются в пустыню.

Пустыни обычно возникают  естественным образом, однако этот процесс, называемый опустыниванием, часто ускоряется в результате деятельности человека. Треть поверхности суши располагается  в засушливых и полузасушливых областях, а 700 млн. человек, населяющие эти области, находятся буквально на грани выживания. Хозяйственная деятельность этих малоимущих людей вызывает значительную эрозию почв, но у них нет иного выхода. Размеры Сахеля, полузасушливого пояса, расположенного в Африке южнее Сахары, увеличиваются из-за перенаселенности и слишком интенсивного выпаса скота. Процесс опустынивания можно остановить и снова превратить пустыню в оазис. Для этого необходимо переселить население в другие районы и насадить леса. В силу административных, социальных, экономических и политических причин эта задача чрезвычайно трудна, однако ее решение привело бы к увеличению  количества и регулярности выпадения осадков, что в свою очередь через изменение величины альбедо влияло бы на климат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Кислотные дожди.

Одна из острейших  глобальных проблем современности  и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных  осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие.

Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных  вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный  профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксилов серы, азота, углерода.

Кислотные дожди –  не простое и не единичное явление. При сжигании ископаемых горючих материалов образуется диоксид серы и оксиды азота, а при неполном сгорании образуются еще и углеводороды. Все эти вещества поступают в атмосферу в газообразном состоянии, но иногда «вымываются» оттуда, выпадая на землю с осадками. Во всех промышленных районах, таких как восточная часть США, Западная Европа и северо-восточные районы Китая и Японии, иногда выпадают дожди, рН которых значительно ниже 4,0 (в норме нижний предел кислотности дождевой воды равен 5). При естественной концентрации диоксида углерода в атмосфере рН дождевой воды составляет 5,6. В присутствии оксидов серы, поступающих в атмосферу из океана и при извержении вулканов, эта величина иногда до 4,7.