На природу

АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Для удовлетворения своих потребностей люди осуществляют хозяйственную деятельность. Основу хозяйственной деятельности составляет производство. Техника (от греч. techne – искусство, мастерство) – совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых для осуществления процессов производства и обеспечения непроизводственных потребностей общества. Главное назначение техники – полная или частичная замена производственных функций человека с целью облегчения труда и повышения его производительности. Во взаимодействии общества и природы техника играет двоякую роль. С одной стороны, с её помощью человек удовлетворяет многие свои потребности, но с другой – люди, применяя технику, вызывают в природе изменения, нежелательные для всех обитателей биосферы. Находясь в органической связи с природой, современное общество преобразует её посредством техники, причём в таких масштабах, которые обусловили формирование техносферы Земли. Под техносферой понимают планетарное пространство, находящееся под воздействием производственной деятельности людей и занятое продуктами этой деятельности.

В настоящее время объём антропогенного воздействия на природу стал слишком велик и приблизился к пределу устойчивости биосферы. Существенное сокращение площади естественных биоценозов, уменьшение биологического разнообразия нарушают природные потоки вещества и энергии, вызывают количественное и качественное обеднение биосферы. Потребление и изъятие человеком возобновляемых природных ресурсов – пресной воды, почвы, биомассы растений – достигло критической скорости. Отходы производственной деятельности загрязняют окружающую среду, так как они содержат множество материалов, не утилизируемых в природных круговоротах. Загрязнение ведёт к неблагоприятным изменениям климата, создаёт угрозу здоровью людей, взывает деградацию экосистем. На потоках вещества и энергии в природе стала сказываться существенная разомкнутость антропогенного круговорота веществ; появились признаки нарушения биосферного равновесия, ослабления средообразующей и средорегулирующей функций биосферы. В настоящее время резко сократились и продолжают быстро уменьшаться запасы невозобновимых, главным образом минеральных и топливных ресурсов, что создаёт серьёзные экономические проблемы.

Природа отвечает на возрастающее антропогенное давление часто непредвиденными изменениями. Антропогенное преобразование ландшафтов и загрязнение среды нередко имеют неконтролируемые последствия, приводящие к возникновению зон повышенного экологического риска, экологических бедствий и экономических потерь. Избирательное воздействие на отдельные виды микроорганизмов, растений или животных, исключение этих организмов из природных сообществ вызывает неконтролируемые цепные реакции, которые затрагивают многие виды, нарушают устойчивость экосистем. Химическое и радиационное загрязнение среды ускоряет мутации и приводит к появлению новых биологических форм, обладающих повышенной устойчивостью, а иногда и опасными для человека свойствами.

Человек оказался в ловушке противоречия между своей биологической сущностью и нарастающим отчуждением от природы. Современная цивилизации приобрела черты цивилизации потребления, экономика которой поддерживается преимущественно за счёт диктата предложения и провокации большого числа второстепенных, необязательных потребностей. Именно их удовлетворение ведёт в основном к избыточной техногенной нагрузке на природу.

С точки зрения знаменитого эколога Б. Коммонера существует пять основных видов антропогенного воздействия на биосферу.

1. Упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов.

2. Концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения.

3. Рост числа ядовитых отходов от химических производств.

4. Введение в экосистему новых видов.

5. Появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Большая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. производится человеком ради достижения конкретных целей. По площади распространения целенаправленные антропогенные воздействия бывают площадными и точечными, по глубине – глубинными и приповерхностными, по характеру приложения – статическими и динамическими, по времени действия – длительными и кратковременными, по природе – механическими, физическими, химическими, биологическими. По направленности воздействия их можно разделить на прямые и косвенные. Некоторые антропогенные воздействия относятся к стихийным и имеют характер последствия. Примером таких воздействий является подтопление территории после её застройки.

По экологическим последствиям антропогенные воздействия делятся на положительные и отрицательные. В качестве примеров положительных антропогенных воздействий можно привести восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель. К отрицательным антропогенным воздействиям на природу относятся вырубка леса на больших площадях, засоление и опустынивание земель, чрезмерное добывание некоторых видов животных. Одним из наиболее опасных видов отрицательного антропогенного воздействия на природу является загрязнение.

Загрязнением называется поступление в окружающую среду любых твёрдых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. К загрязнителям биосферы, представляющим огромную опасность для человека и природных биотических сообществ, относятся диоксид серы, тяжёлые металлы, канцерогенные вещества, в частности без(а)пирен, нефть и нефтепродукты, пестициды, оксид углерода, оксиды азота, радионуклиды, диоксины.

По объектам загрязнения можно выделить загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв. В зависимости от природы влияния на окружающую среду загрязнения разделяют на следующие группы: физические (тепловые, шумовые, вибрационные, радиоактивные, электромагнитные), химические (тяжелыми металлами, пестицидами, пластмассами) и биологические (микробиологические, генная инженерия).

Шумовое воздействие относится к одной из наиболее распространённых форм физического загрязнения природной среды. Шумовое загрязнение возникает в результате отклонения (в основном увеличения) интенсивности и повторяемости звуковых колебаний за пределы природного диапазона. Шумом называется акустические беспорядочные звуки различной физической природы. Отсутствие шума особенно важно для животных, обменивающихся звуковой информацией, а также для анализирующих звуки окружающей среды с целью получения информации, в том числе сигналов тревоги. В городах различных стран мира от высокого уровня шума страдают миллионы людей. Однако полное отсутствие звуков является ненормальной ситуацией, характеризующейся выражением «пугающая тишина». Наиболее комфортные условия для органов слуха человека создаются при тихих звуках природного происхождения – шелест листвы, негромкое пение птиц, слабые звуки морского прибоя.

Шумы бывают:

– механические – связанные с работой машин;

– аэродинамические – связанные с колебаниями в газах;

– гидравлические – связанные с колебаниями давления и гидроударами в жидкостях;

– электромагнитные – вызванные колебаниями элементов электромеханических устройств под действием переменного электромагнитного поля или электрических разрядов.

Упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц называются звуком, менее 16 Гц – инфразвуком, от 20000 до 1 × 10⁹ – ультразвуком и свыше 1 × 10⁹ – гиперзвуком. Орган слуха человека способен воспринимать только звуковые частоты в диапазоне от 16 до 20000 Гц. Единица измерения громкости звука называется децибелом (дБ). Она составляет 0,1 логарифма отношений данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности.

Антропогенные источники шума повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, понижают производительность его труда, вызывают нервные перегрузки. При уровне шума выше 60 дБ у людей появляются многочисленные жалобы, при шуме 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110 – 120 дБ является болевым порогом, а уровень шума выше 130 дБ – разрушительным для органа слуха пределом. Установлено, что при силе шума равной 180 дБ в металле появляются трещины.

К основным антропогенным источникам шума относятся транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия.

Особой формой акустического загрязнения является звуковой удар, представляющий собой ударную волну, которая возникает при прохождении самолётом звукового барьера, когда его скорость становится больше скорости распространения звуковых волн в воздушной среде. Ударная волна, сопровождающаяся громоподобным звуком, достигает поверхности Земли. Скачкообразное повышение избыточного давления вызывает реакцию беспокойства у живых организмов. Воздействие звукового удара кратковременно, оно длится около 0,2 – 0,3 с. Звуковой удар сопровождается вибрацией отдельных элементов конструкций зданий и сооружений. У животных эта вибрация усугубляет реакцию на звуковой удар, а в неживой природе она воздействует на неустойчивые элементы горных пород, вызывая сход снежных лавин, камнепады и другие опасные процессы. Некоторые виды животных особенно чувствительны к звуковому удару, например, скаковые лошади, северные олени, морские котики. Звуковые удары могут негативно отразиться на потомстве птиц, гнездящихся на скалах.

Отрицательно влияют на питание тканей внутренних органов и на психическую сферу человека и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц (инфразвуки). В природе инфразвуки обычно являются сигналами о приближающихся землетрясениях, извержениях вулканов, штормах и других опасных природных явлениях, что побуждает животных к поиску спасения. Таким образом, антропогенные инфразвуки создают ощущение психологического дискомфорта, взывают безотчетное чувство страха.

Значительный вред окружающей природной среде могут нанести антропогенные источники электромагнитного поля. В течение миллиардов лет магнитное поле Земли постоянно воздействовало на экосистемы. Таким образом, структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к его естественному уровню. Некоторые отклонения возникают в периоды повышенной солнечной активности, когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле Земли испытывает кратковременные резкие изменения своих характеристик. Такое явление получило название магнитных бурь. В этот период ухудшается состояние людей, страдающих сердечно-сосудистыми и некоторыми другими заболеваниями.

Электромагнитное поле, в котором находится человек, складывается из природных и техногенных составляющих. Существенная особенность искусственных источников электромагнитного загрязнения биосферы заключается в высокой когерентности (частотной и фазовой стабильности) и в большой интенсивности излучения. На современном этапе развития научно-технического прогресса негативное воздействие на окружающую среду оказывают электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП), а также электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций. Линии электропередач (ЛЭП) создают электромагнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в сотни раз выше среднего уровня естественных полей. Напряжённость поля под линиями электропередач в некоторых случаях может достигать десятков тысяч вольт на метр. Наибольшая напряженность поля отмечается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю: для ЛЭП–330 кВ – 3,5 – 5,0 кВ/м, для ЛЭП–500 кВ – 7,6 – 8 кВ/м, для ЛЭП–750 кВ – 10,0 – 15,0 кВ/м. Электромагнитные поля проявляют высокую биологическую активность. Особенно чувствительны к их действию нервная, иммунная и половая системы. Негативное влияние электромагнитных полей на человека или на различные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения. Отрицательное воздействие электромагнитного поля, создаваемого линиями электропередач, проявляется уже при напряжённости поля, равной 1000 В/м. У человека возникают нарушения эндокринной системы, обменных процессов, функций головного и спинного мозга. Влияние электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на окружающую среду связано с формированием высокочастотной энергии. Отрицательное воздействие электромагнитных излучений на здоровье человека и животных возрастает с повышением частоты, т. е. с уменьшением длины волны. Установлено, что в районах, расположенных рядом с мощными теле- и радиоантеннами, увеличивается количество людей, страдающих от катаракты глаз.

Широкое распространение электромагнитной энергии привело к возникновению такого явления как электромагнитный смог, представляющий собой совокупность электромагнитных полей, возникающих во время работы различного оборудования.

Одним из наиболее опасных факторов физического загрязнения окружающей среды является ионизирующее излучение. Оно представляет собой излучение электромагнитных волн при радиоактивном распаде и ядерных превращениях. Ионизирующее излучение исходит от таких радиоактивных веществ, как уран–238, йод–131, стронций–90, газ радон. К антропогенным источникам радиоактивного излучения относятся реакторы АЭС, отходы производства и использования радиоактивных материалов, рентгеновские аппараты.

В результате действия ионизирующего излучения на живые организмы возникают повреждения важных для жизнедеятельности молекул и клеточных структур, что приводит к развитию лучевой болезни. Острая лучевая болезнь возникает от однократного облучения в относительно высоких дозах. Хроническая лучевая болезнь является результатом перенесённой острой лучевой болезни или продолжительного воздействия малых доз ионизирующего излучения.

Острая лучевая болезнь человека возникает при облучении в дозах 1 – 10 Гр и более (имеется в виду воздействие g–излучения). В этом диапазоне доз различают следующие степени тяжести острой лучевой болезни: острая лучевая болезнь I (легкой) степени (1 – 2 Гр); острая лучевая болезнь II (средней) степени (2 – 4 Гр); острая лучевая болезнь III (тяжёлой) степени (4 – 6 Гр); острая лучевая болезнь IV (крайне тяжёлой) степени (выше 6 Гр). Выраженный синдром хронической лучевой болезни возникает при суммарных дозах 0,7 – 1 Гр и интенсивности излучения 0,001 – 0,005 Гр/сут. После прекращения облучения человека и животных наступает период восстановления, характеризующийся репаративными процессами в поражённых тканях.

Биологическим загрязнением называется внесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или отрицательно влияющих на здоровье человека. К основным источникам биологического воздействия относятся сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть. Оттуда патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды. Огромную опасность представляет биологическое загрязнение окружающей среды возбудителями инфекционных и паразитарных заболеваний. Значительные антропогенные воздействия на природу ведут к непредсказуемым последствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков болезней, опасных для человека и животных.

Новые экологические проблемы возникают в связи с развитием генной инженерии. При отклонении от санитарных норм возможно попадание из лаборатории или завода в окружающую среду микроорганизмов, оказывающих негативное воздействие на биотические сообщества, здоровье человека и его генофонд. Кроме того, актуальными являются проблемы переноса генетической информации от домашних форм к диким видам, а также анализ генетических и экологических последствий преднамеренной и непреднамеренной интродукции животных и растений.

По видам изменений, вносимых в окружающую среду, загрязнения можно сгруппировать в следующие категории:

1. Ингредиентное загрязнение – это загрязнение веществами, чуждыми естественным биогеоценозам (минеральное и органическое); К минеральному ингредиентному загрязнению относятся продукты сгорания ископаемого топлива, отходы химического производства. Примерами органического ингредиентного загрязнения являются бытовые стоки и мусор, отходы животноводческих ферм.

2. Параметрическое загрязнение – это загрязнение, которое связано с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

3. Биоценотическое загрязнение – это загрязнение, которое вызывает нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (браконьерство, акклиматизация видов);

4. Стациально-деструкционное загрязнение – загрязнение, которое связано с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования. Стацией называется место обитания популяции. К стациально-деструкционному загрязнению относятся вырубка лесных насаждений, эрозия почв, урбанизация.

В зависимости от масштаба загрязнения делят на глобальные, региональные и локальные. Глобальным называется загрязнение, которое обнаруживается в любой точке планеты, в том числе на большом расстоянии от источника. Региональное загрязнение – это возникновение в окружающей среде не характерных для неё физических, химических, биологических и информационных агентов или превышение естественного уровня концентраций упомянутых агентов, выявляемое на значительном пространстве, но не охватывающее всю планету. Локальным называется загрязнение небольшого региона. В зависимости от факторов, вызывающих загрязнения различают природные и антропогенные загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате воздействия естественных источников (пыльные бури, извержение вулканов, сели и др.). Антропогенное загрязнение – это загрязнение, вызванное хозяйственной деятельностью человека (промышленные предприятия, транспорт и др.).

На организменном уровне загрязнители могут вызывать нарушение отдельных физиологических функций организмов, снижение темпов роста и развития. На уровне популяций загрязнение приводит к изменению численности, рождаемости, смертности, к нарушению структуры популяций. На биоценотическом уровне загрязнение влияет на изменение структуры и функций сообществ.

В результате хозяйственной деятельности человека создаются нообиогеоценозы. К ним относятся технобиогеоценозы, образующиеся в процессе развития промышленных предприятий; агроценозы, формирующиеся в результате сельскохозяйственной деятельности; урбабиогеоценозы, создаваемые в результате строительства городов. Нообиогеоценоз включает в себя дополнительное сообщество, которое называется нооценозом. Нооценоз представляет собой совокупность общества, средств труда и продуктов труда. При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства образуется природно-техническая геосистема. Природно-технической геосистемой называется совокупность природных и искусственных объектов, формирующаяся в результате строительства и эксплуатации инженерных и иных сооружений, комплексов и технических средств, взаимодействующих с природными объектами.

Агроценоз – это сообщество, созданное человеком для своих целей, с определенным уровнем и характером продуктивности. Различия между агроценозом и природными экосистемами заключаются в следующем: 1. Резко снижено разнообразие организмов. Видовую бедность агроценозов человек поддерживает сложной системой агротехнических мер.

2. Виды, культивируемые человеком, не могут выдерживать борьбу за существование без поддержки человека.

3. Агроценозы получают, кроме солнечной, дополнительную энергию благодаря деятельности людей, улучшающих условия роста культивируемых организмов.

4. Чистая первичная продукция агроценоза (биомасса растений) удаляется из агроэкосистемы человеком в виде урожая и не поступает в цепи питания.

5. Агроценозы, в отличие от природных экосистем, не являются саморегулирующимися системами, поэтому они не могут существовать без поддержки человека.

Дата добавления: 2014-01-20