Теоретические основы экологии и история ее предмета

Еще одним из опасных разрушителем озонового слоя является военная деятельность, в частности запуск баллистических ракет. Их двигатели выбрасывают в атмосферу огромное количество оксидов азота. При каждом запске ракеты в озоновом слое образуется огромная дыра, которая затягивается только через несколько часов.

Последствия разрушения озонового слоя хотя бы на 10% приведет к таким серьезным последствиям:

- развития онкологических  заболеваний (рак кожи),

- развития катаракты  (помутнение хрусталика).

- снижения иммунитета у человека,

- увеличения мутаций,

- снижение урожайности  сельскохозяйственных культур,

- если озоновый слой  разрушиться полностью это приведет  к гибели все земной биоты.

Согласно протоколу  Монреальской конференции (1990г.), пересмотренному  затем в Лондоне (1991г.) и Копенгагене (1992г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуглерода к 2000 г. на 50%. Согласно ст. 56 Закона Украины об охране окружающей природной среды, в соответствии с международными соглашениями, все организации и предприятия обязаны сократить и в последующем полностью, прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ. Даже если протокол будет выполнен всеми странами, необходимо продолжать решать проблему защиты людей от УФ-радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов могут сохраняться в атмосфере сотни лет.

Ряд ученых продолжают настаивать на естественном происхождении «озоновой дыры». Причины ее возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифто-генезом и дегазацией Земли.

 

Кислотные дожди

Одна из важнейших  экологических проблем, с которой  связывают окисление природной среды, - кислотные дожди.

Причины образования:

-промышленные выбросы с крупных предприятий черной и цветной металлургии,

- в  результате работы  ТЭС,

- в результате работы  автомобильных двигателей

Они выбрасывают в атмосферу диоксида серы и оксидов азота которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6).,

Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы.

Последствия:

- влияние на почву, под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб. Резко сокращается развитие фитопланктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соединяются с алюминием и становятся менее доступными для освоения. Алюминий снижает также прирост древесины. Токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется еще в большей степени. Вымываются питательные вещества. Уменьшается и гибнет грунтовая биота. Снижается способность к сопротивлению патогенным микроорганизмам, накопление токсических тяжелых металлов.

- влияние на растительность, Огромный вред кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает в подвижность в почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому накапливается больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья желтеют, у них изреживаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть короны, повреждается кора. Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов не происходит.  Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ, включающей кислотные дожди, озон, токсичные металлы и др. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнением, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

- влияние на водную  среду, ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и на юге Финляндии. Объясняется это тем, что значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, Германии и Великобритании, выпадают именно на их территории. Наиболее уязвимы в этих странах озера, так как коренные породы представлены гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Сильно закислены и многие озера на севере США.

Закисление озер опасно не только для популяций различных видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.) но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других его обитателей. Озера становятся практически безжизненными.

В Украине площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров.  В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут внести небольшие количества фосфатных удобрений, они помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды.

- влияние на человека, большой ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Кислотные дожди также  разрушают памятники архитектуры. Страдают также и люди употребляют  питьевую воду, загрязненную токсическими металлами, ртутью, свинцом и т.д.

Меры по частичному восполнению  ущерба или предотвращению дальнейшего разрушению окружающей среды различны.

Наиболее эффективным  способом следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и  окиси азота. Этого можно достичь  несколькими методами, путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие - уменьшение выбросов загрязнений в атмосферу, удаление серы из топлива с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие технологические решения.

 

 

 

Смог

В переводе с английского туман. Исследования ученных свидетельствуют, что смог возникает в результате сложных фотохимических реакций в воздухе. Различают два типа смога:

• зимний смог (Лондонский тип, черный) возникает в крупных

промышленных городах  при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра, очень холодной погоде). Дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Причина – усиленная работа котельных, которые используют в работе уголь, мазут.

• летний смог (Лос-анжелесский, белый) возникает летом, в жаркую

безветренную погоду, при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух. Причина – автомобильные выбросы.

Рассеять смог может  только ветер

Последствия для здоровья человека – расстройство кровообращения, дыхания, раздражает слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения.

 

 

ТЕМА 3: ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ. ОХРАНА ГИДРОСФЕРЫ.

 

1. Гидросфера и её значение.

 

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании  воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многообразное давление.

На нынешнем этапе  развития НТП, когда в мире еще  в большей степени возрастает воздействие человека на биосферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно, необходимы новые подходы, «осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее составляющих» (Лосев). В полной мере это относится к осознанию такого страшного зла, каким является в наше время загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод.

Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ — вода и σφαῖρα — шар) — совокрупность всех водных запасов Земли. Гидросфера – водная оболочка Земли, это моря, океаны, ледяные покровы приполярных районов, речки, озера и подземные воды.

Средняя глубина океана составляет 3800 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) — 11,034 метров.

Запасы воды на Земле  огромны 1,46х10⁹ км³ (0,025 % от массы Земли). Но это в основном горько-соленая вода (морская), непригодная для питья и технологического использования, около 97 % массы гидросферы составляют соленые океанические воды. Пресная вода составляет всего 2 % от общего количества на Земле, причем 85 % её сосредоточено в ледовитых щитах Гренландии и Антарктиды, в айсбергах и горных ледниках. И всего  1 %  пресной воды содержат речки, озера и подземные воды и именно этот процент человечество и использует для своих нужд.

В общем виде принято  деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % — подземные воды, около 2 % — льды и снега, около 0,02 % — поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.

Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних  видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В гидросфере впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение  животных и растительных организмов на сушу. Океаническую кору слагают осадочный слой и гранитный слой.

 

Функции гидросферы:

• вода – главная составная часть всех, живых организмов,
• многие процессы в экосистеме осуществляются с помощью воды (обмен веществ),
• воды Мирового океана основной климатоформирующий фактор,
• вода - один из главных видов минерального сырья,
• воды Мирового океана основной биологический ресурс который употребляет человечество.

Основной источник водоснабжения  для человека – речной сток. Речной сток Украины где-то 83,5 млр. м³, он распределяется по территории Украины не равномерно 70% речного стока приходится на северо–запад Украины, где проживает 40% населения Украины. А оставшиеся 30% речного стока приходится на юго-восток, где проживает 60%тнаселения Украины.

 

2. Загрязнение гидросферы

Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение вод  проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические  и физические загрязнители (П. Бертокс, 1980).

Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты нефть создает на поверхности водоема нефтенную пленку. 1т. нефти создает пленку размером в 12 км² , СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.

Основные виды загрязнения  вод. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых  концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы.