Правила: взаимоприспособленности (К.Мебиуса-Г.Ф.Морозова); внутренней непротиворечивости; интегрального ресурса.
Правило взаимоприспособленности организмов вбиоценозе К.Мёбиуса – Г.Ф.Морозова: виды в биоценозе приспособлены друг к другунастолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое ивзаимоувязанное целое.
Правило внутренней непротиворечивости:положение, согласно которому в естественных экосистемах деятельность входящих вних видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственногообитания.
Правило интегрального ресурса:положение, согласно которому конкурирующие в сфере использования определенныхприродных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу.
Деградация флоры и фауны.
Факторы деградации растительного покрова.
Влияние загрязнений на растительныйпокров.
Реакция растительного покрова на загрязнениесложна и неоднозначна. Здесь играют роль не только вид загрязнения, егоконцентрация в среде и время воздействия, но и способность самих растенийпоглощать загрязнители, общее состояние растений, почвенно-климатическиеусловия произрастания, фаза вегетации и даже время суток. Поэтому анализвлияния загрязнителей на функционирование фитоценозов требует массовыхнаблюдений при разнообразных параметрах внешней среды, с учетом особенностейфизиологии и морфологии растений. Леса вблизи городов и промышленных центровпостоянно подвержены химическому стрессу. Известно более 150 веществ исоединений, оказывающих вредное влияние на состояние растительного покрова. Приэтом надо иметь в виду, что растения не обладают наследственными защитнымимеханизмами, препятствующими ассимиляции газообразных загрязнителей.
По причине общего загрязнения растительногопокрова и других антропогенных факторов все большее число видов растенийоказывается под угрозой исчезновения. По состоянию на 1 ноября 1997 года, вКрасную книгу Российской Федерации занесено 553 вида растений, из них 440 видов– покрытосеменных, или цветковых, растений.
Двуокись серы является, пожалуй, самымраспространенным загрязнителем, очень опасным для растений в силу совей высокойтоксичности.
Загрязнение воздуха озоном наиболеехарактерно для южных районов, где существуют благоприятные условия дляобразования фотохимических смогов. От этого вида загрязнения особенно страдаютцитрусовые, виноград, пшеница, редис, картофель, томаты, люцерна и некоторыедругие культуры.
К числу сильнейших токсикантов относитсяфтор. Его химическая активность настолько высока, что он взаимодействует даже снекоторыми благородными газами (криптон, ксенон, радон). Под воздействием фторау хвойных деревьев происходит вначале побеление, а затем потемнение кончиковигл. После отпада отмершей хвои вновь появляющаяся хвоя отличается меньшимиразмерами.
Сильное повреждающее действие на растенияоказывает хлор, хлористый водород и другие соединения хлора. Присутствие этихвеществ в атмосфере даже в небольших концентрациях снижает интенсивностьфотосинтеза. Растения способны поглощать не только газообразные химическиесоединения, но и различные аэрозоли, в том числе аэрозоли металлов.
Лесные пожары.
Лесные пожары – главный фактор гибели лесов.Так, в большинстве административных областей Сибири около 70% леса гибнет из-запожаров.
В подавляющем большинстве случаев (около90%) лесные пожары возникают по вине людей: охотников, рыбаков, туристов,рабочих лесозаготовительных, горно- и нефтедобывающих предприятий, строителейдорог, мостов, нефтепроводов и т.д.
Непосредственной причиной пожара могут бытьброшенная спичка, незатушенный костер, тлеющие пыжи и окурки, неосторожноесжигание порубочных остатков на лесосеках, сухой травы и стерни, неумелоепроведение искусственных палов, расчищение леса под пашню подсечно-огневымметодом и т.д.
Последствия лесных пожаров бывают весьматяжелые. Уничтожается не только древесина, но и все живое, что есть в лесу(звери, птицы, насекомые). На возникающих гарях создаются благоприятные условиядля массового размножения насекомых-вредителей и развития грибковыхзаболеваний. Лес теряет практически все свои полезные функции(водорегулирующие, почвозащитные, санитарно-гигиенические и т.д.).
При лесных пожарах в атмосферу поступаетдовольно большое количество углеводородов и окислов углерода. Кстати, видимыйдым от лесных пожаров – это в основном вода, сконденсированная на твердыхчастицах. В лесах умеренной зоны количество лесных пожаров и их масштаб впоследние десятилетия уменьшаются. Это следствие совершенствования методовборьбы с пожарами. Однако в тропических лесах количество пожаров неуменьшается, и это может иметь серьезные последствия для атмосферы планеты.
Немалый вред общему состоянию природнойсреды наносят лесные пожары в условиях горной местности. Обычные в такихслучаях последствия: нарушение сложившегося водного режима, высыхание родникови ключей, возрастание опасности наводнений и селевых потоков, усилениепочвенной эрозии. Во всей ландшафтной системе происходят необратимые изменения,и восстановление прежнего сообщества растений на горных склонах будет уженевозможным.
Существует довольно распространенноезаблуждение относительно полезности так называемых весенних палов, которыестали обычными в городских насаждениях и пригородных зонах. Прежде всего, притемпературе около 6000 С, какая обычно бывает при горении сухойтравы, происходит временная стерилизация почвы в пределах сантиметрового слоя.Здесь происходит гибель всех микроорганизмов, насекомых, червей. Гибнут ивредные, и полезные обитатели почвы.
Различают низовые и верховые пожары. Первыераспространяются по нижнему ярусу леса. Горят кустарники, нижняя часть стволови корни деревьев, а также лесная подстилка. Если огонь переходит на кроны, топожар начинает распространяться по верхнему пологу леса. Возникает верховойпожар. Перебрасываясь с кроны на крону, он может двигаться с довольно большойскоростью, особенно в ветреную погоду.
Ежегодно на Земном шаре лесные пожарыпроисходят на площади 10-15 млн. га, а в отдельные годы эта площадь можетувеличиваться вдвое и даже больше. Крупнейшие пожары регионального масштабаслучаются каждые 7-10 лет. Например, в Восточной Сибири такие пожарыпроисходили в 1979 и 1987 годах. Крупнейший пожар в европейской части Россииимел место в 1972 году.
Общая площадь земель лесного фондаРеспублики Коми на 1.01.2001 г. составляет 37900 тыс. га или 97,3 % территорииреспублики. Кроме того, 9,8 тыс. га занимают леса, не входящие в лесной фонд(городские леса и леса Министерства обороны РФ).
Лесные пожары в 2001 году.
По состоянию на 20 августа 2001 года вРеспублике Коми зафиксировано 453 лесных пожара с общей площадью выгорания — 6386,23 га.
Опустынивание.
Общая площадь пустынь и полупустынь наЗемном шаре составляет 48,4 млн. км2, или около 43% площади жизнепригоднойсуши. Это величина не остается постоянной. Территория пустынь непрерывнорастет. Причем в течение последних 50-100 лет опустынивание происходит внарастающем темпе, поглощая потенциально плодородные земли.
Наступление пустынь в определенной степениможно рассматривать как результат общего нарастания аридизации. Многие пустынипоявились на Земле задолго до человеческой цивилизации. И все же человек внес впроцесс опустынивания довольно значительную лепту.
Опустынивание является в значительной степенисамо развивающимся процессом. С исчезновением растительного покроваувеличивается отражательная способность (альбедо) Земли, снижаетсятранспирация, изменяется местная атмосферная циркуляция и как следствиевозрастает вероятность наступления засух. Последние становятся все болеечастыми и продолжительными. Человек активно помогает этому процессу, вырубаярастительность на пограничных с пустыней землях, наращивая численностьдомашних, расширяя площади возделываемых земель для компенсации их убывающегоплодородия. Стремясь выжить на счет интенсификации хозяйственной деятельности,человек в условиях начавшегося опустынивания превращается в мощный факторускорения этого процесса.
Опустынивание в регионе Аральского моря
Исчезновение Аральского моря и его бассейна– один из последних примеров деградации окружающей среды под влиянием человека.Причиной появления этой проблемы стало решения правительства СССР увеличитьразмер площади под ирригацией в Средней Азии, чтобы достичь самообеспеченностив некоторых культурах, например, хлопка. Интенсивное развитие ирригации с 50-хгодов в Среднеазиатских республиках бывшего СССР привело к существенномууменьшению поступления воды в море из его главных притоков Аму-Дарьи иСыр-Дарьи. В 1960 году Аральское море было четвертым по размеру озером в мире,но с тех пор оно потеряло две трети своего объема, его поверхность уменьшиласьвдвое, уровень воды опустился 16 м, а по солености его воды приблизились кморской воде.
Эти драматические изменение имелидолгоидущие последствия. Полностью прекратила работу рыбная промышленность, таккак большинство естественных обитателей бассейна Аральского моря вымерло,дельты Сыр- Дарьи и Аму-Дарьи изменились из-за нехватки воды. Забор речной водыпривел к повсеместному понижению уровня грунтовых вод, а отступление морялокально повлияло и на климат. Открывшиеся дно моря стало сильным источниковаэрозолей, которые привели к загрязнению сельскохозяйственных угодьев, влияютна здоровье людей. Сами орошаемые угодья страдают от засоления и подтопленияиз-за низкого уровня хозяйствования, что приводит к снижению урожаев культур.Дренажные воды имеют высокую соленость и загрязнены высокими концентрациямиудобрений и пестицидов, влияющих на здоровье населения региона. Расширениеирригации не было единственной причиной опустынивания в бассейне Аральскогоморя. Сильный перевыпас, технологические сооружения, бурение и чрезмерноеиспользование древесных кустарников на топливо также способствовали деградациирегиона.
Факторы деградации животного мира.
Влияние загрязнений на животный мир.
Всякий живой организм, который эволюционноприспособился к определенным физико-химическим параметрам природной среды,испытывает стресс, если эти параметры вдруг изменяются. Животные с их сложнойбиологической организацией особенно чувствительны к таким изменениям. Реакцияна загрязнение наступает в той или иной форме практически при любом, даже оченьмалом уровне загрязнения. Реакция эта многопланова. Она может затронутьмолекулярно-генетические основы организма, проявить себя в особенностяхонтогенеза и этологии животных, в изменении характеристик межвидовыхвзаимодействий и т.д.
В настоящее время в биосферу введенонесколько миллионов несвойственных ей ранее химических соединений. Многие изних обладают мутагенной способностью.Многие химические вещества (тяжелыеметаллы, пестициды и т.д.) способны вызвать различные нарушения в структуре ифункционировании клеточных мембран, негативно воздействуют набелково-ферментные системы
Загрязняющие вещества способны подавлятьдеятельность ферментов (биологических катализаторов).
Иногда организм животного способен кдетоксикации поглощенного химического загрязнения. Замечено, что в организмеживотных тяжелые металлы нередко стимулируют образование специальных белков — металлотионеинов, способных связывать эти металлы и как бы консервировать их вотдельных участках организма.
Во многих случаях отследить пути и механизмывоздействия на живой организм химических загрязнителей бывает далеко не просто,особенно если речь идет о животном, находящемся не на лабораторном столе, а всвоей естественной среде. Если, предположим, какой-то вид или популяцияживотных находится под угрозой вымирания, то анализ причин, порождающих этуугрозу, может затянуться на годы. Еще годы могут уйти на устранение обнаруженныхпричин. За это время интересующая нас популяция может перешагнуть барьер, послекоторого любые усилия спасти положение становятся тщетными.
Загрязнение воды нефтью резко ухудшаетрепродуктивные функции у водоплавающих птиц. Отрицательно влияет на репродуктивнуюфункцию животных также шумовое и электромагнитное загрязнение среды. Дикиеживотные в большинстве случаев не переносят посторонних, несвойственныхестественной природной среде звуков. Эти звуки становятся мощным факторомбеспокойства. Стерх (в настоящее время ставший очень редким вид журавлей)обычно бросает кладку, если в окрестности нескольких сотен метров от гнездахотя бы один раз появляется человек.
Электромагнитные поля средней и даже низкойинтенсивности неблагоприятно влияют на окислительно-восстановительные процессыв организме, вызывают функциональные изменения в сердечно-сосудистой иэндокринной системах, нарушают кислородный режим в тканях, угнетают состояниенервной системы.
Исключительно опасным для существованиявсего живого на планете является радиоактивное загрязнение территории.Радиоактивность может быть причиной очень многих заболеваний.
Разрушение местообитаний.
Каждый вид существует в определенныхусловиях природной среды, характеризующихся набором физико-химических, ландшафтно-географических,биологических и других параметров. Условия эти всегда пространственноограничены и на практике воспринимаются просто как место, где обитает данныйвид или популяция, то есть как место обитания. Разрушение местообитания это,кратко говоря, разрушение природной среды данного вида или популяции.Статистика говорит о том, что главной причиной исчезновения видов илисокращения их численности оказывается именно разрушение местообитаний.Например, по данным Международной Красной книги (1983 год), 389 видовпозвоночных животных находятся в угрожаемом состоянии по причине разрушенияместообитаний (без учета факторов загрязнения), что составляет 49,5% среди всехпрочих причин.
Нормальной жизни диких животных мешаетповсеместное сведение лесов, распашка степей и прерий, осушение болот,строительство городов, железных и автомобильных дорог и т.д. Так, гибельтарпана (дикой лошади) связана в первую очередь с распашкой степей, без которыхего существование попросту невозможно.
Наибольшую угрозу для разнообразия животногомира представляет вырубка и выжигание тропических лесов, где обитает болееполовины всех видов организмов.
Исследования, проведенных на разных группахорганизмов и в разных регионах мира, показывают, что исчезновение одного видарастения катастрофически изменяет условия местообитания, по крайней мере, 5-7видов животных (в основном беспозвоночных), которые при этом автоматическимогут исчезнуть. Иногда с одним видом растения оказываются тесно связанными30-35 видов животных.
Характерным признаком влияния разрушенияместообитания является так называемая инсуляризация – распадение преждесплошного ареала обитания вида на отдельные островки. Со временем эти островкистановятся все меньше, возрастает степень их изоляции друг от друга. Причемпроцесс вымирания видов идет ускоренно по мере развития инсуляризации: то, чтопроисходит за столетие на большой площади, протекает в течение десятилетий намалой.
Известным примером разрушения местообитанийи вымирания популяций в процессе искусственной инсуляризации является островБарро-Колорадо, образовавшийся при заполнении Панамского канала в 1914 году.Первоначально на острове насчитывалось 208 видов птиц. В настоящее время здесьсохранилось лишь 160 видов.
Чрезмерное добывание.
Добывание – изъятие животных для пищевых,хозяйственных, научных, медицинских и других целей – является вторым позначимости фактором, влияющим на состояние животного мира. По этой причинеболее 23% видов позвоночных животных находится в угрожаемом состоянии. Имеетсядовольно длинных список видов животных, исчезнувших на нашей планете по причинечрезмерного добывания. Известны случаи, когда всего лишь несколько десятков летинтенсивного промысла решали судьбу вида. Всего 27 лет потребовалось для того,чтобы уничтожить морскую корову, впервые обнаруженную в 1741 году экспедициейБеринга у Командорских островов. Быстро исчезали даже крупные популяцииживотных, если они имели жесткую пространственную локализацию. Высадившись в1598 году на остров Маврикий (в Индийском океане), голландские поселенцыобнаружили там большое количество нелетающих гигантских голубей – дронтов. Посвоим размерам дронт был вдвое больше гуся и весил более 20 кг. Он не могбыстро передвигаться, гнездился прямо на земле и был совершенно беззащитенперед поселенцами и домашними животными. В 1681 году на Маврикии был уничтоженпоследний дронт.
Жертвами неумеренной охоты стали предкисовременного крупного европейского рогатого скота – туры, бескрылая гагарка,очковый баклан, лабладорская гага, зебра-квагга, многие сумчатые видыАвстралии, европейский ибис, бенгальский удод и многие другие животные.
Рекордная скорость исчезновения птиц каквида с момента его открытия человеком принадлежит очковому баклану. Популяцияочковых бакланов была уничтожена в течение 10 лет после ее открытия.
В настоящее время большая угроза нависла надкитами, промысел которых ведется примерно со второй половины XVIIвека.
Беда заключается в том, что сокращениечисленности многих ценных видов животных не воспринимается населением каксигнал опасности. Даже при введении строгих запретов на добычу находятся люди иотдельные фирмы, которые переходят на браконьерную форму промысла. Главныйдвижущий мотив – высокая прибыль. В настоящее время из общего числа видовмлекопитающих, находящихся под угрозой исчезновения, 54% составляют виды,оказавшиеся в таком состоянии по причине чрезмерной добычи. Аналогичная цифрадля птиц составляет 30%, для рыб – 12%.
Факторы непреднамеренного техногенногоуничтожения.
Создаваемые человеком техногенные ландшафты,различного рода сооружения, применяемые технологии часто представляют собойнемалую угрозу для существования диких животных. Когда в 60-х годах былопроведено детальное обследование случаев гибели животных на дорогах отстолкновения с транспортом, то полученные цифры оказались обескураживающебольшими.
Применение ядохимикатов и минеральныхудобрений на полях является другой причиной массовой гибели животных.
Массовую гибель животным несут такжесельскохозяйственные палы: жертвами становятся млекопитающие, мелкие и крупныептицы, многие виды беспозвоночных.
Огонь бывает причиной гибели многих тысячптиц в местах нефтедобычи, где длительное время действуют газовые факелы.Факелы особенно опасны для перелетных птиц в ночное время.
Нередки случаи гибели птиц на проводах иопорах линий высоковольтных передач. К сожалению, этот фактор существеннозатрагивает представителей популяций хищных птиц, некоторые из которыхстановятся уже редкими. Во многих случаях о провода разбиваются птицы сбыстрым, прямолинейным полетом на небольшой высоте, совершающие сезонныеперелеты ночью.
Одним из факторов непреднамеренноготехногенного уничтожения животных является применение недостаточно селективныхсредств вылова или промысла животных. Например, весьма остро стоит вопрос омассовой гибели дельфинов в ходе промысла тунца в тропических широтах.
Влияние загрязнений на экосистемы и здоровье людей.
Влияние загрязнений на экосистемы
а) Реакция растительного покрова назагрязнение сложна и неоднозначна. Здесь играют роль не только вид загрязнения,его концентрация в среде и время воздействия, но и способность самих растенийпоглощать загрязнители, общее состояние растений, почвенно-климатическиеусловия произрастания, фаза вегетации и даже время суток.
Многие загрязнители атмосферы способнысущественно влиять на продуктивность лесных экосистем. Существуют, в частности,веские доказательства, что такие широко распространенные загрязнители воздуха,как двуокись серы и озон, способны замедлить рост леса. Замечено также, чтозагрязненная атмосфера вызывает снижение индекса биотопа – средней высотыдоминантных деревьев в экосистеме в некотором произвольно выбранном возрасте,обычно 50 лет.
Наблюдаемый ныне уровень загрязненияатмосферы в целом не настолько высок, чтобы вызвать драматически быструю гибельлесов. Такое происходит лишь в локальных областях, непосредственно прилегающихк крупным промышленным объектам. Однако умеренное загрязнение атмосферы, вконечном счете, более опасно, чем кратковременные и пространственно локализованныесильные загрязнения. Умеренное загрязнение трансформирует в лесных экосистемахбиогеохимические циклы, влияет на ход сукцессионных процессов, на механизмыконкуренции и деятельность многочисленных вредителей леса. В результатевозникает устойчивая тенденция к снижению продуктивности, биомассы, кторможению роста, к изменению и обеднению видового состава лесных экосистем.
Газообразные загрязнители проникают восновную ткань листа (мезофилл) через устьица, которые днем обычно открыты, аночью закрыты. Поэтому воздействие токсикантов на растения в дневное времяоказывается в 3-6 раз более сильное, чем в ночные часы.
Проникающие в клетки мезофилла загрязненияоказывают тормозящее (ингибирующее) действие на процессы фотосинтеза.
Существуют впрочем, и иные факторы,ослабляющие фотосинтез при поглощении токсиканта: деформация в структуре самиххлоропластов, ухудшение транспорта органических веществ, уменьшениепарциального давления углекислого газа в клетках и т.д.
Двуокись серы является, пожалуй, самымраспространенным загрязнителем, очень опасным для растений в силу совей высокойтоксичности. Поражение растений двуокисью серы проявляется, прежде всего, впожелтении листьев. Затем листья сморщиваются, отмирают и опадают.
Присутствие в воздухе сернистого газаприводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и трав. Особойчувствительностью к загрязнению воздуха сернистым газом обладают лишайники.
Загрязнение воздуха озоном наиболеехарактерно для южных районов, где существуют благоприятные условия дляобразования фотохимических смогов. От этого вида загрязнения особенно страдаютцитрусовые, виноград, пшеница, редис, картофель, томаты, люцерна и некоторыедругие культуры. Изучение поврежденных листьев показало, что озон действуетпреимущественно на столбчатые клетки листа, резко нарушая проницаемостьмембран. Листья начинают терять окраску, становятся серебристыми иглянцевитыми. Кончики листьев белеют. Затем появляются некротические участки ввиде темно-коричневых пятен. Происходит их преждевременных опад.
К числу сильнейших токсикантов относитсяфтор. Его химическая активность настолько высока, что он взаимодействует даже снекоторыми благородными газами (криптон, ксенон, радон). Под воздействием фторау хвойных деревьев происходит вначале побеление, а затем потемнение кончиковигл. После отпада отмершей хвои вновь появляющаяся хвоя отличается меньшимиразмерами.
Фтор и его соединения проникают в тканьлиста путем непосредственной инфильтрации, и потому растения чувствительны кфторидам в любое время суток. Однако в опытах с соей, обрабатываемой фтористымводородом, была замечена положительная роль факторов, благоприятствующихзакрыванию устьиц.
Сильное повреждающее действие на растенияоказывает хлор, хлористый водород и другие соединения хлора. Присутствие этихвеществ в атмосфере даже в небольших концентрациях снижает интенсивностьфотосинтеза.
Растения способны поглощать не толькогазообразные химические соединения, но и различные аэрозоли, в том числеаэрозоли металлов. Например, такой широко распространенный загрязнитель, каксвинец, интенсивно аккумулируется хвойными породами (ель, сосна, лиственница).В урбанизированных районах активным накопителем соединений свинца оказалоськрапива двудомная. Она может аккумулировать свинец в пределах 5-16 мг/кг сухоймассы без видимых признаков угнетения, каковыми считаются замедленный приростбиомассы, запоздалое вступление в фазу цветения и т.д. Поглощая различного родазагрязнители атмосферы, фитоценозы выполняют важную санитарно-гигиеническуюфункцию.
б) Всякий живой организм, которыйэволюционно приспособился к определенным физико-химическим параметрам природнойсреды, испытывает стресс, если эти параметры вдруг изменяются. Животные с ихсложной биологической организацией особенно чувствительны к таким изменениям.Реакция на загрязнение наступает в той или иной форме практически при любом,даже очень малом уровне загрязнения. Реакция эта многопланова. Она можетзатронуть молекулярно-генетические основы организма, проявить себя вособенностях онтогенеза и этологии животных, в изменении характеристикмежвидовых взаимодействий и т.д.
В настоящее время в биосферу введенонесколько миллионов несвойственных ей ранее химических соединений. Многие изних обладают мутагенной способностью. Среди них встречаются такие хорошоизвестные и широко распространенные вещества, как формальдегид, кофеин, уретан,многие красители и перекиси, нитраты, пестициды, соли тяжелых металлов и т.д.Известно, что нижнего порога мутагенного действия не существует. Причем этодействие может проявиться не только на ближайшем, но и на последующихпоколениях. При наличии нескольких мутагенов возможны синергетические эффекты.Этим, возможно, объясняется уже не однажды встречающийся факт мутагеннойактивности речной и озерной воды (реки Миссисипи, Рейн, Дунай, озеро Онтарио).
Широкое использование антибиотиков вмедицине и животноводстве вызвало буквально взрывообразный рост загрязненияокружающей среды плазмидами (небольшими кольцевыми молекулами ДНК в клеткахбактерии) с генами устойчивости к антибиотикам. Видимо, недалеко то время,когда лечение антибиотиками перестанет быть эффективным.
Многие химические вещества (тяжелые металлы,пестициды и т.д.) способны вызвать различные нарушения в структуре ифункционировании клеточных мембран, негативно воздействуют набелково-ферментные системы. В результате нарушается энергообеспечение клетки,подавляется синтез АТФ, а также активность некоторых гормонов, в частности,стероидных гормонов. С последними, как известно, связан темп размноженияживотных.
Загрязняющие вещества способны подавлятьдеятельность ферментов (биологических катализаторов). В результате нарушаетсябиосинтез тех или иных компонентов клеток организма и, в конечном счете, синтезбелков.
Иногда организм животного способен кдетоксикации поглощенного химического загрязнения. Замечено, что в организмеживотных тяжелые металлы нередко стимулируют образование специальных белков — металлотионеинов, способных связывать эти металлы и как бы консервировать их вотдельных участках организма.
Во многих случаях отследить пути и механизмывоздействия на живой организм химических загрязнителей бывает далеко не просто,особенно если речь идет о животном, находящемся не на лабораторном столе, а всвоей естественной среде. Если, предположим, какой-то вид или популяцияживотных находится под угрозой вымирания, то анализ причин, порождающих этуугрозу, может затянуться на годы. Еще годы могут уйти на устранениеобнаруженных причин. За это время интересующая нас популяция может перешагнутьбарьер, после которого любые усилия спасти положение становятся тщетными.
В качестве примера приведем историюпопуляции китов-белух, обитающих в реке Святого Лаврентия в Канаде инаходящихся в настоящее время под угрозой вымирания. Ученые долгое время немогли выявить причину вымирания. А между тем не так давно популяция казаласьвполне благополучной. Еще каких-нибудь 50 лен назад канадское правительствоплатило премии за каждого убитого кита под тем предлогом, что они снижаютзапасы рыбы в реке.
А в 1983 году то же правительство забилотревогу. Совместно с правительством провинции Квебек оно выделило 2,4 млрд. долларов на десятилетний план очистки реки Святого Лаврентия и созданиязаповедника для белух. Между тем численность популяции продолжала убывать, ипричины этого оставались неизвестными. Лишь в начале 90-х годов исследованиями,проведенными в Теннеси, было установлено, что в мозговой ткани белух накопилосьогромное количество канцерогенного вещества бензапирена, выделяющегося, вчастности, при плавлении алюминия. Причиной гибели белух стала наконецизвестной, но зато теперь неизвестно, имеют ли смысл затраты на очистку реки исоздание заповедника. Скорее всего, время уже упущено.
Существуют достаточно веские доказательстватого, что загрязняющие вещества нарушают нормально течение эмбриогенеза. Приэтом родившиеся детеныши теряют многие свойства, важные для выработкиприспособительных реакций.
Загрязнение воды нефтью резко ухудшаетрепродуктивные функции у водоплавающих птиц.
Отрицательно влияет на репродуктивнуюфункцию животных также шумовое и электромагнитное загрязнение среды. Дикиеживотные в большинстве случаев не переносят посторонних, несвойственныхестественной природной среде звуков. Эти звуки становятся мощным факторомбеспокойства. Стерх (в настоящее время ставший очень редким вид журавлей)обычно бросает кладку, если в окрестности нескольких сотен метров от гнездахотя бы один раз появляется человек.
Электромагнитные поля средней и даже низкойинтенсивности неблагоприятно влияют на окислительно-восстановительные процессыв организме, вызывают функциональные изменения в сердечно-сосудистой иэндокринной системах, нарушают кислородный режим в тканях, угнетают состояниенервной системы.
Исключительно опасным для существованиявсего живого на планете является радиоактивное загрязнение территории.Радиоактивность может быть причиной очень многих заболеваний. В малых дозахрадиоактивное облучение вызывает в организме сложную и пока не до концаизученную цепь повреждений, в том числе генетических, стимулирует развитие раковыхзаболеваний. При высоких дозах происходит разрушение клеток и тканей органов,наступает скорая смерть.
На загрязненных радионуклидами территорияхжизнь попросту начинает угасать, тем быстрее, чем выше уровень загрязнения.
Влияние антропогенных факторов на практикеникогда не ограничивается отдельным организмом или их популяцией, араспространяется на весь биогеоценоз или экосистему благодаря существованиюмножественных внутренних связей в этих системах. Ответом биогеоценоза назагрязнение может быть изменение доминантного вида вплоть до его замещениядругими видами, прежде игравшими второстепенное значение. Общими свойствамивыживающих видов является уменьшение размеров тела, снижение продолжительностижизни и т.д.
Разбалансировка между отдельными видами всообществе меняет всю систему связей в биогеоценозе – трофических,симбиотических, конкурентных и т.д. Внутри отдельных популяций может произойтиизменение возрастно-половой структуры, ведущее к снижению плодовитости.Последнее часто бывает следствием увеличения коэффициента инбридинга (близкородственного скрещивания). В конечном счете, под влиянием загрязненияснижается общая продуктивность и разнообразие сообщества.
Влияние загрязнения на здоровье людей.
Под здоровьем понимают состояние полного физического,духовного и социального благополучия.
Понятие «здоровье» — достаточно сложное; ономожет рассматриваться в разных аспектах: медицинских, социально-экономических,юридических, философских. Количественные параметры утраты здоровья выражаются впоказателях заболеваемости, рождаемости, смертности, продолжительности жизни,физического развития, инвалидности и т.д.
Здоровье россиян за последние годысущественно ухудшилось. По средней продолжительности жизни Россия занимает47-48 место в мире. Резкое снижение этого показателя произошло именно впоследнее время.
В 1987 г. средняя продолжительность жизнибыла 70 лет, а в 1994 г. упала до 64. При этом у мужчин отмечено наибольшеепадение: с 65 до 58 лет, у женщин – с 75 до 71 года. В сельской местности мужчиныв среднем не доживают и до 55 лет.
По показателю детской смертности Россиянамного «опережает» развитые страны: на 1000 новорожденных в России приходится22 смертных случая, тогда как в США, например, 5,5. Практически здоровых детейу нас очень мало – всего 14%.
Ежегодно в стране регистрируют около 400тыс. случаев профзаболеваний. Наиболее опасна работа в авиации, на предприятияхгорнодобывающей, угольной и легкой промышленности.
Большинство специалистов считают, чтоудручающая ситуация со здоровьем россиян в значительной степени связана сэкологической обстановкой. Загрязненность окружающей среды представляетреальную угрозу для здоровья населения и является фактором риска.
Более 20% территории России отнесены к зонамэкологического бедствия, и более 70 млн. людей дышат воздухом, уровеньзагрязнения которого в 5 и более раз выше предельно допустимых нормативов.
Согласно статистическим данным,загрязненностью воздуха обусловлено 41% заболеваний органов дыхания, 16% — эндокринной системы, 2,5% онкологический заболеваний у лиц в возрасте 30-34 лети 11% — у лиц 55-59 лет.
Опасными для здоровья человека являютсятяжелые металлы, хлорированные углеводороды, нитраты, нитриты инитросоединения, асбест, пестициды в целом.
Одним из самых распространенных и опасныххимических веществ, обладающих сильным канцерогенным действием, являетсябензапирен.
Канцерогенами являются также промышленнаяпыль, диоксид азота, диоксид серы. Рост парка автомобилей приводит к увеличениюконцентраций диоксида азота в атмосферном воздухе, тогда как рост числаонкологических заболеваний происходит в случае превышения ПДК в 2 раза.
Качество воды в местах водопользованияпримерно в 30% случаев не соответствует требованиям по санитарно-химическим имикробиологическим показателям. Использование питьевой воды при существующемуровне ее загрязнения является, по мнению специалистов Госсанэпиднадзора, однойиз основных причин заболеваний органов пищеварения и выделительной системы.
Негативным фактором является загрязнениепродуктов питания. Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организмчеловека, около 70% поступает с пищей, 20% — из воздуха, 10% — с водой.
Влияние токсического загрязнения на здоровьеярко прослеживается на примере загрязнения ртутью. В Южно-ЕнисейскеКрасноярского края, где уже более полвека добывают золото, концентрация ввоздухе паров ртути (используемой для обогащения золота) превышает ПДК вдесятки раз. Средняя продолжительность жизни не превышает здесь 42-45 лет.
В отдельную группу выделяют факторы,воздействие которых на окружающую среду и человека находится в стадии изучения,хотя уже имеются доказательства их вредного влияния. Отрицательное воздействиена здоровье оказывает повышенный уровень шума в городах. К числу недостаточноизученных факторов негативного воздействия относят также диоксины, СВЧ,загрязнение неионизирующими электромагнитными излучениями.
Экология и инженерная охрана природы.
Никакое общество не может развиваться безпотребления. Для удовлетворения своих потребностей люди организуютхозяйственную деятельность. Основой хозяйственной деятельности являетсяпроизводство. Цели его развития в разных сообществах различны. Но какими бы нибыли цели и принципы общественного развития, возникновение противоречий междучеловеком и природой, между производством и естественными экологическимисистемами неизбежно. Речь может идти лишь о глубине этих противоречий и оразных возможностях их разрешения.
В современном мире численность населенияЗемли быстро возрастает. Соответственно растут и потребности людей, причем непропорционально росту их численности, а более высокими темпами вследствиерасширения ассортимента, количественного и качественного роста потребленияблаг. Удовлетворить эти непрерывно умножающиеся потребности можно только засчет развития производства. Развитие производства немыслимо без использованияприроды и ее разнообразных ресурсов.
С развитием производства очевиднойстановится ограниченность традиционно используемых природных благ суши, поэтомув настоящее время перспективы развития производства все в большей мересвязывают с использованием ресурсов Мирового океана, космического пространства.Значительные территории ранее нетронутой природы, сельскохозяйственных и лесныхугодий захватывают промышленных предприятия, водохранилища, горные выработки,автодороги, магистральные и промысловые трубопроводы, линии электропередачи,аэропорты, населенных пункты и особенно города.
Но, пожалуй, самое отрицательное воздействиепроизводства на окружающую природную среду – это ее загрязнение, которое вомногих районах мира достигло критического уровня для устойчивости экологическихсистем и здоровья людей. Загрязнение атмосферного воздуха сопровождаетсямассовой гибелью лесов, снижением поголовья или исчезновением видов фауны,снижением урожайности сельскохозяйственных культур, потерей рыбопродуктивностиводоемов, наносит урон здоровью людей.
Все это ставит перед всеми людьми и,особенно перед теми, кто ответствен за научно –технический прогресс, ктопризван принимать решения на государственном и международном уровнях,объективное требование – учитывать воздействие производства на окружающуюсреду. Не допускать превышения порогов устойчивости экологических систем, чтобыне вызвать необратимых процессов в природе, способных привести к ее критическойдеградации и гибели всего живого на Земле.
По мере развития науки и техники, умноженияпроизводительных сил общество получает возможность все более активновоздействовать на природу с целью использования ее ресурсов и естественногопотенциала для удовлетворения своих постоянно возрастающих потребностей. Этовоздействие имеет двоякий характер. Оно может содействовать развитию природы,облагораживать ее, повышать полезную продуктивность биологических систем.Однако успех в области преобразования природы сопутствует людям лишь тогда,когда они изучают законы природы, считаются с их действием, учитывают ихобъективные требования. К сожалению, в действительности эти совершеннонеобходимые условия учитываются далеко не всегда, а в большинстве случаев ивовсе игнорируются. В результате рост производства сплошь и рядомсопровождается широкомасштабным разрушением природных систем и интенсивнымзагрязнением среды, что наносит ущерб и природе, и обществу.
Перед человечеством неотвратимо всталазадача разумного, рационального природопользования, позволяющего удовлетворятьжизненные потребности людей в сочетании с охраной и воспроизводством природнойсреды.
С этих позиций ключевой научно-техническойдисциплиной, определяющей способы и средства достижения экологически разумногокомпромисса между человеком и природой является инженерная экология. Инженернаяэкология несет ответственность за разумное развитие науки и техники вэкологически оптимальном смысле.
К природоохранным мероприятиям относятся всевиды хозяйственной деятельности, направленные на снижение и ликвидациюантропогенного воздействия на природную среду, улучшение и рациональноеиспользование природных ресурсов. К числу таких мероприятий относятся: развитиеприродосберегающих строительных технологий с применением специальных машин имеханизмов, оказывающих минимальное воздействие на природу; размещениестроительных баз, обслуживающих объектов и систем транспортных потоков с учетомэкологических требований; строительство очистных и обезвреживающих сооружений иустройств; рекультивация земель; меры по борьбе с деструкцией ландшафтов;мероприятия по защите от загрязнения и разрушения геологической среды, поохране и воспроизводству ресурсов растительного и животного мира.
Результаты природоохранных мероприятийпроявляются на различных уровнях и в соответствии с этим подразделяются наэкологические, социальные и экономические. Указанные виды результатов тесносвязаны и представляют единый причинно-следственный ряд. В зависимости отприменяемых методов оценки они могут рассматриваться как отдельно, так исгруппированными, например, социально-экономические илисоциально-экологические.
Экологический результат заключается вснижении (или предотвращении) отрицательного воздействия на окружающую среду иулучшении ее состояния. Он проявляется в снижении объемов поступающихзагрязнений, увеличении количества и качества пригодных к использованиюприродных ресурсов и измеряется в зависимости от вида антропогенных нарушенийокружающей природной среды.
Социально-экономический результатзаключается в повышении уровня жизни населения, эффективности общественногопроизводства и увеличении национального богатства региона.
Социальные результаты могут быть частичновыражены в стоимостных показателях (снижение затрат, связанных сзаболеваемостью, и т.п.).
Экономические результаты заключаются вэкономии или предотвращении потерь природных ресурсов, живого и овеществленноготруда (во всех сферах – производственной, непроизводственной, личногопотребления).
Экономический результат может быть выражен вденежной форме и представляет собой сумму следующих величин в стоимостнойоценке:
Предотвращение экономического ущерба отзагрязнения окружающей среды;
Прирост природных ресурсов, сберегаемых(улучшаемых) благодаря осуществлению природоохранного мероприятия;
Прирост реализуемой продукции, получаемыйблагодаря более полной утилизации сырьевых, топливно-энергетических и другихматериальных ресурсов в результате осуществления природоохранного мероприятия.
Перспективы рациональногоприродопользования.
Основными целями, которые должны бытьпоэтапно достигнуты в результате природоохранной работы в России в период до2005 года, являются:
Сокращение выбросов вредных веществ ватмосферу более чем в 2 раза;
Снижение уровня загрязнения атмосферы додопустимого по санитарным нормам в 35 промышленных центрах с наиболее высокимуровнем загрязнения атмосферы и городах-курортах к 1995 г., а во всех городах инаселенных пунктах – к 2005 г;
Оптимизация водопотребления в сельском икоммунальном хозяйстве к 2005;
Обеспечение к 2005 г. защиты почв от эрозииза счет внедрения комплекса противоэрозионных мероприятий и равновесия междуотработкой и рекультивацией земель;
Максимальное сохранение и воспроизводстволесных ресурсов, повышение биологической устойчивости лесов;
Повышение в 2-3 раза продуктивностиохотничьих угодий;
Увеличение площадей заповедных территорий дооптимального уровня;
Увеличение полноты извлечения из минеральныхресурсов полезных ископаемых;
Внедрение малоотходных технологий и созданиебезотходных территориальных промышленных комплексов, максимальное использованиеотходов.
Список литературы
Курс инженерной экологии. И.И. Мазур, О.И.Молдаванов. 1999 г.
Экология. А.М. Никаноров, Т.А. Хоружая. 2000г.
Социальная экология. Ю.Г. Марков 2001 г.
Для подготовки данной работы былииспользованы материалы с сайта www.cooldoclad.narod.ru/