Антропогенное воздействие на биосферу

В процессе эволюции биосферы происходили увеличение числа видов, усложнения структур биологических сообществ и совершенствования их приспособленности.

Человек же, в отличие от всех живых организмов, не приспосабливался к окружающей его среде, а стремился сделать ее удобной для своей жизни.

В палеолите человек ещё вписывался в естественный круговорот веществ в природе. Однако после появления земледелия, скотоводства, а затем добычи и использования полезных ископаемых он сам начал активно вмешиваться в его формирование, вовлекая в круговорот вещества: ископаемые углеводороды, железо и другие.

В XVIII в. были сделаны научные открытия, которые вызвали бурное развитие промышленного производства. Это усилило воздействие человека на биосферу.

Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьёзным нарушениям природных ландшафтов, загрязнению воздуха, почвы, воды различными отходами.

Загрязнение воздуха становится важной экологической проблемой. В результате сжигания топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа и поглощается соответствующее количество кислорода.

Природный запас углекислого газа в атмосфере составляет величину порядка 50 000 млрд т. Увеличение его концентрации в атмосфере, сопровождающееся ростом количества аэрозоля (то есть мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых химических соединений), что может привести к заметным изменениям климата и соответственно к нарушению равновесных связей в биосфере.

Являясь парниковым газом, углекислый газ в воздухе влияет на теплообмен планеты с окружающим пространством. Нарушения теплового баланса является причиной возникновения “парникового эффекта”, то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это вызывает таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солёности, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие неблагоприятные последствия.

Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.

Основной воздушной экологическая проблемой является истощение озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов (хлор фторуглеводородов), пенообразователей, растворителей, аэрозолей, в производстве и быту.     

Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на Землю, что может являться причиной роста числа раковых образований кожи у людей.

Также повышенный уровень излучения ведёт к резкому увеличению смертности среди морских животных и растений.

Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как окись углерода, окислы азота, окислы серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды.

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество твёрдых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжёлыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение.

Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением сельского хозяйства способны привести к значительному снижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур.

В искусственных агроценозах человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. А из-за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится бесплодной.

Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, необходимо вносить органические и минеральные удобрения.

В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Они поступают в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Ещё более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается до 25 кг.

Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьёзным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи центров чёрной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах предельно допустимая концентрация этих веществ в десятки раз превышает норму.

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ.

Соответственно меняются количественные соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи разложения начинают преобладать над пастбищными, а отмирание — над продукцией.

В конечном счёте происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.

Вместе с почвой происходит и загрязнение воды. Одним из основных её загрязнителей является нефть и нефтепродукты. Которые могут попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Концентрация токсичных синтетических вещества, которые находят все более широкое применение в промышленности, а также в коммунально-бытовом хозяйстве, составляет 5-15 мг/л при предельно допустимой концентрации — 0,1 мг/л.

Токсичные синтетические вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоёмов вредными соединениями. Загрязнение воды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоёмов для борьбы с вредителями, поступления в водоёмы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоём отходов предприятий, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.

Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоёме.

Потепление климата, а также загрязнение воды, ведут к ее недостатку. Недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, ещё недавно считавшиеся благополучными в этом отношении.

Вместе с обеднением водных ресурсов происходит сокращение лесов. Причиной этому являются нерациональные их вырубки. Которые приводят к тому, что во многих местах, некогда сплошь покрытых лесами, к настоящему времени сохранились лишь на 10-30 % территории.

Рост населения, расширяющееся развитие сельского хозяйства, промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение лесов в Европе, Северной Америке. Выпас скота в больших масштабах приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению) почвенного слоя. Особенно сильно страдают зелёные насаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.

Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не могут изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы.

Предупреждая о возможных последствиях вторжения человека в природу, ещё полвека назад академик Владимир Иванович Вернадский писал: “Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли”. Последствия антропогенной деятельности проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

Каждый из нас и человечество в целом должно осознать ограниченность ресурсов на нашей планете. Необходимо чётко уяснить, что нарушение законов природы неизбежно ведёт к гибели цивилизации. Вот почему экологические знания необходимы каждому члену общества. Сегодня, будущее человечества зависит от самого человека, от того какой станет окружающая среда и как будут приспосабливаться к ней живые организмы.