РЕФЕРАТ
по курсу «Природопользование»
по теме: «Природная среда и ее загрязнение»
1. Строение биосферы
Отечественнымосновоположником учения о биосфере является В. И. Вернадский. Он рассматривалбиосферу как геологическое тело, строение и функции которого определяютсяособенностями Земли и Космоса» как активную оболочку Земли, в которойсовокупная деятельность живых организмов, в том числе человека, проявляетсячерез геохимический фактор планетарного масштаба.
Биосфера возникла подвлиянием солнечной энергии в результате длительных биохимических процессов. Онаявляется оболочкой Земли, включающей как область распространения живоговещества, так и само это вещество.
В биосферу входят:
нижняя часть атмосферы,состоящая из тропосферы и нижней части стратосферы, высотой до 15-20 км;
гидросфера, гденаблюдается жизнь ниже глубины Мирового океана на 1-2 км;
литосфера — верхняя частьоболочки Земли глубиной до 4,5 км.
Биосфера представляетсобой грандиозную равновесную систему с непрерывным круговоротом вещества иэнергии, в котором активную роль играют микроорганизмы.
Для биосферы важно:
присутствие живоговещества;
наличие значительногоколичества жидкой воды;
восприятие мощного потокаэнергии солнечных лучей;
присутствие поверхностейраздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой игазообразной.
Развитие биосферыопределяет Космос, откуда поток энергии поступает на Землю. Доминирующимисточником энергии для Земли является Солнце,
В биосфере энергиясолнечного излучения расходуется, трансформируется, связывается. Накопителямиэнергии являются органические вещества. Составные части биосферы можно условноразделить на живую и неживую природу.
Наука, изучающаявзаимоотношения живых организмов, а также их естественных и искусственных группс окружающей средой обитания, называется экология. Впервые это определение далнемецкий биолог Э. Геккель в 1869 г. До него многие великие деятели«биологического Возрождения» XVIII-XIX вв. внесли свой вклад в эту область, неприменяя слова «экология».
Слово «экология»образовано от греческого «ойкос», что означает дом, и «логос» — наука.
Термин «экологическаясистема», или «экосистема», предложен английским ученым А. Тенсли.
В реальных экосистемах круговоротобычно бывает незамкнутым, так как часть веществ уходит за пределы экосистемы,а часть поступает извне. Но в целом принцип круговорота в природе сохраняется.Более простые экосистемы объединены в общую планетарную экосистему «биосферу»,в которой круговорот веществ проявляется в полной мере. Жизнь на Земле возниклаоколо 3 млрд. лет назад. Если бы не было замкнутого потока необходимых дляжизни веществ, запасы их давно бы исчерпались и жизнь прекратилась.
2. Круговорот веществ,роль и место человека в биосфере
Академик В.Р. Вильямеписал, что единственный способ придать чему-то конечному свойства бесконечногоэто заставить конечное вращаться по замкнутой кривой, т. е. вовлечь его вкруговорот.
Все вещества на планетеЗемля находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют дни основныхкруговорота: большой (геологический) и малый (биотический).
Большой круговорот длитсямиллионы лет. Горные породы разрушаются, выветриваются и потоками вод сносятсяв Мировой океан, где образуют мощные морские напластования.
Малый круговорот, являясьчастью большого, происходит на уровне биогеоценоза и заключается в том, чтопитательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются в растениях,расходуются на создание их массы и жизненные процессы в них.
В круговороте веществучаствуют три группы организмов:
продуценты — автотрофныеорганизмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создаютпервичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, солии выделяют кислород;
консументы — гетеротрофные организмы, питающиеся на счет гитотрофных и друг друга. Они, всвою очередь, подразделяются на:
консументы 1-го порядка — животные, питающиеся рептилиями; потребляющие кислород и выделяющие углекислыйгаз;
консументы 2-го порядка — хищники и паразиты растительных организмов;
консументы 3-го и 4-гопорядка — сверхпаразиты;
редуценты — организмы,питающиеся организмами, бактериями и грибами.
Вмешательство человекаотрицательно влияет на процессы круговорота. Например, осушение болот, вырубкалесов или нарушение процессов ассимиляции веществ растениями в результатезагрязнения приводят к снижению интенсивности усвоения углерода. Избытокорганических элементов в воде под воздействием промышленных стоков вызываетзагнивание водоемов и перерасход растворенного в воде кислорода, чтопрепятствует развитию аэробных (потребляющих кислород) бактерий. Сжигаяископаемое топливо, фиксируя атмосферный азот в продуктах производства,связывая фосфор в детергентах (синтетические моющие средства), человек нарушаеткруговорот элементов.
Скорость круговоротабиогенных элементов достаточно высока. Время оборота атмосферного углеродасоставляет около 8 лет. Общее время круговорота азота оценивается более чем в 3500лет.
Круговорот веществ вприроде подразумевает общую согласованность места, времени и скорости процессовпо уровням от популяции до биосферы. Такую согласованность явлений природыназывают экологическим равновесием, но это равновесие динамичное и подвижное.
Каждый человек в процессесвоей деятельности постоянно воздействует на экосистему в целом или на ееотдельные звенья, например при вырубке деревьев, отстреле животных, загрязненииприродной среды. Не всегда и не сразу это ведет к распаду всей системы,нарушению ее стабильности, но сохранение системы не значит, что она осталасьнеизменной. Система трансформируется, и оценить эти изменения крайне сложно.
В настоящее время наЗемле практически не осталось экосистем, не подверженных влиянию человека.Воздействия человека на экосистемы так интенсивны, что организмы не успеваютприспособиться к ним. На уровне отдельной особи происходят необратимыеизменения: часть насекомых гибнет из-за ядовитости гербицидов, другиеоказываются устойчивыми к ним; у некоторых отмечаются изменения в хромосомах(мутации), влияющие на наследственность.
Развитие биосферы связанос появлением человека на Земле, но длительное время воздействия человека набиосферу определялись только наличием его как биологического вида.
Жизнь живых организмов, втом числе и человека, невозможна без окружающей среды, без природы. Человекусвойственен обмен веществ с окружающей средой, который является основнымусловием существования любого живого организма.
Организм человека вомногом связан с компонентами биосферы — растительностью, насекомыми, животными,микроорганизмами. Он входит в глобальный круговорот веществ. Человеческийорганизм, как и организмы других животных, подвержен суточным и сезоннымритмам, реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивности(активности) солнечной радиации.
Человек не царь природы,а часть природы, но благодаря эволюционному развитию биологических системживотный предок человека подошел к такой грани, за которой открыласьвозможность его социальной революции.
Человек обладаетуникальной способностью самопознания, познания и преобразования окружающегомира.
Человек, как живоесущество и человеческий род, как совокупность индивидов, подчиняется законамэкосистемы и экосферы. Специфика экосистемы «человек-окружающая среда»определяется не только физическими и биологическими факторами, но такжесоциально-экономическими условиями, которые по мере развития обществаприобретают все большее значение в отношениях человека и природы. В процессецелесообразной трудовой коллективной деятельности человек воздействует наприроду, меняет способы организации своей жизни, создает особые формыобщественных отношений.
До появления человекаравновесие биосферы определяли пять энергетических факторов: солнечнаярадиация, сила гравитации, тектонические силы, химическая энергия, биогеннаяэнергия.
Эти пять факторовразвивались по геологической шкале.
В настоящее времяпоявился новый фактор — энергия мирового производства. Этот фактор развиваетсяне по геологической, а по исторической шкале времени. От организациипроизводства зависит сохранение или необратимое нарушение подвижного равновесияв биосфере.
На современном этапеисторического развития сложились две формы взаимодействия общества и природы:экономическая и экологическая.
Экономическая форма — потребление ресурсов природы, т. е. использование их для удовлетворениячеловеком своих материальных и духовных потребностей.
Экологическая форма — охрана окружающей природной среды с целью сохранения человека какбиологического и социального организма и его естественной среды обитания.
Человек, потребляяприродные ресурсы для решения своих хозяйственных задач, еще и изменяетприродную среду, которая, как бумеранг, начинает воздействовать негативно насамого человека.
С середины XX в.хозяйственное давление человека на природу существенно усилилось: ежегодно врезультате только нерациональной его деятельности обращаются в пустыни 44 газемель, уничтожается 690 тыс. га лесов, исчезает по одному виду животных ирастений.
Негативная деятельностьчеловека проявляется в следующих трех направлениях:
загрязнение окружающейприродной среды;
истощение природныхресурсов;
разрушение природнойсреды.
Таким образом, человекстал в настоящее время главной силой, изменяющей природные процессы в биосфере.Управлять этими процессами человек только учится. Научно-технический процессзначительно опередил наши знания законов биосферы, что привело к заметномунарушению биосферного равновесия, превышению возможностей природных систем посамоочищению. Необходимо изучать законы природы, чтобы предотвратить ееразрушение, найти пути разумного использования природных ресурсов исбалансированного природопользования в XXI в.
Гармоничноесосуществование человека и природы — новый этап в развитии биосферы, которыйакадемик В.И. Вернадский назвал ноосферой (от греч. noos — разум).
Термин «ноосфера» неимеет однозначного толкования. Появившись в конце XIX в., он первоначальноиспользовался для обозначения совокупности земных оболочек, трансформированныхи направляемых в развитии человеком.
3. Вода как важнейшийфактор среды обитания
Вода является составнойчастью биосферы, от которой зависит состояние животного и растительного мира.Из общей поверхности планеты, равной 510 млн. км2, вода занимает70,8%.
Подземные воды составляют14% запасов пресных вод. В связи с усиливающимся загрязнением поверхностных водих роль как источника водоснабжения будет возрастать.
Мировое океан являетсяпрактически неисчерпаемым водным резервуаром. В перспективе он может статьодним из основных источников пресной воды, но для этого необходимыпроизводительные и надежные опреснительные установки.
Важное значение воды неисчерпывается лишь ее физиологической ролью. Большое количество воды необходимодля предприятий различных отраслей промышленности, хозяйственно-бытовых нужд,лечебно-профилактических учреждений, предприятий общественного питания, дляпроведения оздоровительных и физкультурных мероприятий, создания должногосанитарно-технического режима. В городах много воды расходуется на мойку улиц,транспорта, поливку зеленых насаждений.
4. Загрязнение воды иего последствия
Интенсивное развитиепромышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привело кзначительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной организацииздравоохранения (ВОЗ), около 80% всех инфекционных заболеваний в мире связано снеудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениямисанитарно-гигиенических норм водоснабжения. Загрязнение поверхности водоемовпленками масла, жиров, смазочных материалов препятствует газообмену между водойи атмосферой, что снижает насыщенность воды кислородом; оказывает отрицательноевлияние на состояние фитопланктона и является причиной массовой гибели рыб иптиц.
По данным ООН, в миревыпускается до 1 млн. наименований продукции, из которых 100 тысяч являютсяхимическими соединениями, в том числе 15 тысяч являются потенциальнымитоксикантами. По экспертным оценкам, до 80% всех химических соединений,поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники.
К сожалению, наука еще нев состоянии дать полную картину ущерба, нанесенного воде.
Наиболее интенсивномуантропогенному воздействию подвергаются пресные поверхностные воды суши, т. е.наши с вами реки, озера, болота, почвенные и грунтовые воды. Если заглянуть внедалекое прошлое Земли, то еще 20 лет назад никто не мог предположить, что мыс вами будем покупать питьевую воду, но, к сожалению, это так.
Ситуация с питьевой водойдаже в России характеризуется как критическая — это прямая угроза здоровьюнаселения. В связи с этим Государственной Думой разработан проект Федеральногозакона «О питьевой воде», в котором впервые в нашей стране предпринята попыткаправового регулирования в сфере питьевого водоснабжения. В немпредусматриваются государственные гарантии обеспечения граждан и юридическихлиц питьевой водой и условия реализации этих гарантий. Решение проблемыудовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано ис обеспечением ее необходимого качества.
Наибольшее значениевопросы качества воды приобретают для так называемой хозяйственно-питьевойводы, идущей человеку на питьевые, хозяйственно-бытовые и культурные нужды. Этообусловлено тем, что вода может стать причиной развития разных изменений ворганизме и способствовать возникновению инфекционных и неинфекционных заболеванийчеловека.
Инфекционнаязаболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн.случаев в год. Поэтому качество воды является одной из важнейших проблем.
Загрязнению подвергаютсяне только поверхностные поды, но и подземные. В конце XX в. уже было выявленополое 1000 очагов загрязнения подземных вод, 75% из которых приходится на наиболеезаселенную часть России, т.о. её центральную часть и Поволжье. В целом сейчассостоянии подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденциюдальнейшего ухудшения.
Из загрязняющих подземныеводы веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец,кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Таким образом,основными источниками загрязнения гидросферы являются:
промышленные сточныеводы;
хозяйственно-бытовыесточные воды;
дренажные воды сорошаемых земель;
организованный инеорганизованный сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок;
сельскохозяйственные поляя крупные животноводческие комплексы;
водный транспорт.
5. Значение почвы, еесостав и свойства
Почвенный покров являетсяважнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем,что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий95-97% продовольственных ресурсов для населения нашей планеты. Представления опочве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишьв конце XIX в., благодаря русскому ученому В.В. Докучаеву — основоположникусовременного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах,факторах почвообразования.
Почва состоит из твердой(минеральной и органической), жидкой и газообразных фаз. Для всех почвхарактерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхнихгоризонтов почв к нижним.
Образование почвпроисходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов.
Субстрат, на которомобразуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойствапочвы. Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешиваниявеществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержаниеэлементов питания, тип почвы.
Растительность — зеленыерастения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферыуглекислоту, из почвы — воду и минеральные вещества, используя энергию света,они создают органические соединения, пригодные для питания животных.
Животные организмы,выполняющие функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги(земляные черви и др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют насодержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземногоживотного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунови травоядные животные.
Микроорганизмы (бактерии,одноклеточные водоросли, вирусы), разлагающие сложные органические иминеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могутиспользоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.
Климат, влияющий натепловой и водный режимы почвы, а значит, на биологический и физико-химическийпочвенные процессы.
Рельеф,перераспределяющий на земной поверхности тепло и влагу.
Основное свойство почвы — плодородие. Оно связано с качеством почвы. В разрушении почв и снижении ихплодородия выделяют следующие процессы.
Аридизация суши — комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этимсокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действиемпримитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочногоприменения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.
Эрозия почв, разрушениепочв под действием ветра, поды, техники и ирригации. Наиболее опасна полнаяэрозия-смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Йодные эрозии отмечаютсяпри крутизне уже 1-2 градуса. Полной эрозии способствуют уничтожение лесов, распашкапо склону.
Ирригационная эрозияразвивается в результате нарушения и правил полива при орошаемом земледелии.
На больших площадяхпроисходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса,запаси которого за последние 20 лет сократились в России на 25 Н0%, а ежегодныепотери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд. человек.Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальнойпроблемой.
6. Загрязнение почвы иего последствия
Техногеннаяинтенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации,вторичному засолению, эрозии почвы.
Основными загрязнителямипочвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками. Ежегодноеприменение пестицидов в нашем сельском хозяйстве в конце XX в. находилось наодном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, в последние годы в РФ эта цифраизменилась до 100 тыс. т.
К регионам созначительным загрязнением почвы следует отнести Московскую область, Курганскуюобласть к регионам со средним загрязнением — Центрально-Черноземный район,Приморский край, Северный Кавказ и др.
Почвы вокруг большихгородов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимическойпромышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятковкилометров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца,серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвахпятикилометровой зоны вокруг ряда обследованных городов Российской Федерациинаходится в пределах 0,4-80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятийчерной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК.
Загрязнение почв нефтью вместах ее добычи, переработки, транспортировки и распределения превышаетфоновое в десятки раз. В радиусе 10 км от Владимира в западном и восточномнаправлениях содержание нефти в почве превышает фоновое значение в 33 раза.
Не лучше обстановка вСибири и на Дальнем Востоке. Так, фтором загрязнены почвы вокруг Братска,Новокузнецка, Красноярска, где максимальное его содержание превышаетрегиональный средний уровень в 4-10 раз.
Таким образом,интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленныхотходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют нахимический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества. Сильное загрязнениепочвы тяжелыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихсяпри сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов ивозникновению техногенных пустынь.
Изменение содержаниямикроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных ичеловека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемическиезаболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет кболезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктахпитания — к поражению суставов, их деформации, задержке роста.
В почве всегдаприсутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества,вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе раковые.Основными источниками регионального загрязнения почвы канцерогенными веществамиявляются выхлоп автотранспорта, выбросы промышленных предприятии, продукты нефтепереработки.
Литература
1. Акименко И.М. Комментарийк Земельному кодексу РФ. России. Ростов-на-Дону, 2007.
2. Гольмер Ф.Г.Основы экологии. М., 2008.
3. Рыщук А.М.Экология. М., 2006.
4. Григорьев В.В.Экологическое право. М., 2005.