Антропогенное воздействие на литосферу. Экологический кризис.

ВВЕДЕНИЕ

 

Первобытные люди жили племенами, занимались собирательством плодов, ягод, орехов, семян и другой растительной пищи. С изобретением орудий труда и оружия они стали охотниками и начали употреблять мясную пищу. Можно считать, что это был первый в истории планеты экологический кризис, поскольку началось антропогенное воздействие на природу – вмешательство человека в естественные трофические цепи. Иногда его называют кризисом консументов. Однако биосфера выдержала: людей было еще мало, а освободившиеся экологические ниши заняли другие виды.

Следующим шагом антропогенного воздействия было одомашнивание некоторых видов животных и выделение пастушеских племен. Это было первое историческое разделение труда, которое давало людям возможность более стабильно, по сравнению с охотой, обеспечивать себя пищей. Но одновременно преодоление этой ступени эволюции человека было и следующим экологическим кризисом, поскольку одомашненные животные вырывались из трофических цепей, их специально охраняли, чтобы они давали больший, чем в естественных условиях, приплод.

Около 15 тыс. лет назад возникло земледелие, люди перешли к оседлому образу жизни, появились собственность и государство. Очень быстро люди сообразили, что наиболее удобным способом очистки земель от леса для распашки было выжигание деревьев и прочей растительности. К тому же зола является хорошим удобрением. Начался интенсивный процесс обезлесения планеты, который продолжается и поныне. Это был уже более крупный экологический кризис – кризис продуцентов. Стабильность обеспечения людей пищей возросла, что позволило человеку преодолеть действие ряда лимитирующих факторов и выиграть в конкурентной борьбе с другими видами.

Примерно в III в. до н. э. в древнем Риме возникло поливное земледелие, изменившее гидробаланс естественных водных источников. Это был очередной экологический кризис. Но биосфера снова выстояла: людей на Земле все же было сравнительно мало, а площадь поверхности суши и число пресноводных источников было еще довольно велико.

В ХVII в. началась промышленная революция, появились машины и механизмы, которые облегчили физический труд человека, однако это привело к быстро возрастающему загрязнению биосферы отходами производства. Однако биосфера все еще имела достаточный потенциал , чтобы противостоять антропогенным воздействиям.

Но вот пришел ХХ век, символом которого стала НТР ; вместе с этой революцией, ушедший век принес и небывалый ранее глобальный экологический кризис.

 

СОВРЕМЕННЫЙ ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС

 

Экологический кризис ХХ века характеризует колоссальный масштаб антропогенного воздействия на природу, при котором ассимиляционного потенциала биосферы уже не хватает для его преодоления. Нынешние экологические проблемы имеют не национальное, а планетарное значение.

Во второй половине ХХ в. человечество, которое до сих пор воспринимало природу только как источник ресурсов для своей хозяйственной деятельности, постепенно начало осознавать, что дальше так продолжаться не может и надо что-то предпринимать для сохранения биосферы.

Из узкого раздела биологии экология превратилась не только в самостоятельную комплексную науку, затрагивающую важнейшие общечеловеческие проблемы, такие как сохранение мира и международной безопасности, освоение космоса, борьба с международным терроризмом и т.п. Примерно тогда же незаметно произошла подмена понятий: под экологией стали понимать не только основанный Э. Геккелем узкий раздел биологии, но и комплекс тесно взаимосвязанных фундаментальных и прикладных наук об охране природы, сохранении биосферы и рациональном использовании природных ресурсов. Кроме чисто биологического научного аспекта, у экологии появилась прикладная функция – охрана окружающей среды.

Прокомментируем основные составляющие глобального экологического кризиса конца ХХ – начала ХХI вв:

Загрязнение биосферы производственными и бытовыми отходами. В конце данного раздела вы найдете краткие характеристики веществ, загрязняющих атмосферу, гидросферу и литосферу.

Истощение запасов невозобновляемых ресурсов. При нынешних темпах добычи нефти и природного газа едва ли хватит до конца ХХI в., угля и руд металлов – на 2–3 столетия.

В результате хозяйственной деятельности человека природное воспроизводство возобновляемых ресурсов  сильно отстает от их уничтожения. Особенно острая ситуация сложилась с лесными массивами, являющимися легкими планеты, и с рыбными запасами.

Уменьшение биоразнообразия, т.е. быстрое, происходящее в течение одного-двух столетий вымирание многих видов растений и животных, заносимых в Красную книгу . Закон Эшби гласит: чем экосистема разнообразнее, тем она устойчивее. Это значит, что биосфере Земли грозит неустойчивость, ведущая к ее гибели.

Сокращение пахотных земель за счет урбанизации , строительства транспортных сетей , роста количества свалок.

Демографический взрыв – сильный рост населения в ХХ в. в отдельных регионах планеты: Китае, Индии, на африканском и южноамериканском континентах. В ХХ в. численность населения Земли увеличилась с 1 млрд в 1900 г. до 6 млрд в 2000 г., т.е. в 6 раз. Наряду с сокращением пахотных земель это грозит голодом части человечества .

Теперь рассмотрим вещества, загрязняющие именно литосферу как результат негативного влияния хозяйственной деятельности человека.

Литосфера – твердая геосферная оболочка Земли, верхний слой которой называется почвой. Протяженность литосферы вглубь колеблется в разных регионах Земного шара от 10 до 70 км.

Литосфера загрязняются главным образом:

нефтью и нефтепродуктами, которые постоянно перевозят и довольно часто разливают на поверхности воды или суши, что приводит к серьезным экологическим катастрофам;

соединениями тяжелых металлов, являющимися высокотоксичными веществами;

хлорорганическими соединениями, в основном, – пестицидами, применяемыми для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, а также диоксинами – высокотоксичными хлор – и бромсодержащими ароматическими соединениями;

радиоактивными отходами, образующимися при работе атомных электростанций, а также в результате конверсии .

Виды загрязнений литосферы:

Механические загрязнения  – это тела, не растворимые в воде, химически относительно инертные и занимающие площади на поверхности Земли – территории или акватории. В природе мусор не образуется . Мусор появился только как результат существования  и хозяйственной деятельности человека .

Под мусорными свалками заняты колоссальные территории, которые могли бы быть пахотными землями. А поскольку пахотные площади, как уже было сказано ранее, на Земле ограничены, очевидно, что человечеству придется уже в ближайшее время освобождать территории, занятые под свалками, для более рационального их использования.

Физические загрязнения проявляются в отклонении от нормы физических свойств окружающей среды . В основном это разнообразные излучения, воздействующие на биосферу. К ним относятся звуковые волны , различные виды электромагнитного излучения: радиоактивное, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое , инфракрасное , микроволновое, а также радиоволны; источниками электромагнитного загрязнения являются и высоковольтные линии электропередачи .

Шумы негативно воздействуют не только на органы слуха, но и на нервную систему человека и животных. Уровень шума измеряется в децибелах; при достижении 90 децибел возможна потеря слуха, поэтому в городах наиболее оживленные автомагистрали стали защищать противошумовыми экранами. Исследования американских ученых последних лет показали, что постоянное использование плееров ухудшает слух и притупляет память.

Проблема радиоактивных загрязнений возникла в связи с захоронением радиоактивных отходов, появившихся в результате гонки ядерных вооружений, а также строительства атомных электростанций и атомного флота .

Видимый свет является одной из форм загрязнения биосферы. Было замечено, что вблизи больших городов превышение уровня естественной освещенности негативно влияет на растения и животных, у которых «биологические часы» приспособлены к естественной смене дня и ночи; световое загрязнение может стать причиной их миграции.

К физическим загрязнениям биосферы относится также и тепловое  излучение. Установлено, что сброс в водоем теплых сточных вод обусловливает его зарастание: уменьшается количество растворенного кислорода, в результате которого наблюдается мор рыбы и заболачивание водоема. Ранее уже было сказано про общее потепление климата Земли, которое осуществляется не только за счет «парникового эффекта», но и благодаря колоссальным промышленным тепловым выбросам в атмосферу.

Радиоволны, внесшие столь значительный вклад в НТР, так же, как и другие виды электромагнитного излучения, являются источником загрязнения биосферы. Вся атмосфера Земли и околоземное космическое пространство буквально перенасыщены радиоволнами, плотность которых в течение последних десятилетий возросла в сотни раз. Уже вся биосфера пронизана излучением в радиодиапазоне.

Химическими загрязнениями можно считать все растворимые  в воде вещества, не входящие в естественные трофические цепи. Такие вещества можно условно разделить на неорганические и органические.

Неорганические загрязнения – это катионы тяжелых металлов  и анионы – нитраты  и арсенаты , а также газы – угарный, углекислый, оксиды серы и азота, о которых уже было сказано ранее.

Соединения ртути очень токсичны. Примером является «болезнь Минамата» – это название японского залива, куда сливал свои неочищенные сточные воды, содержащие катионы ртути, комбинат по производству кино- и фотопленки. Катионы ртути накопились в рыбе, выловленной в заливе, результатом чего были массовые тяжелые отравления жителей городка на берегу залива.

Свинец в ХIХ в. входил в состав жести, из которой делали консервные банки. Многочисленные отравления такими консервами заставили быстро отказаться от свинца как составной части жести для консервов. В настоящее время свинец содержится в выбросах автомобилей, отравляющих воздух больших городов.

Широкое техническое применение кадмия  обусловливает попадание кадмия в ОС и ее загрязнение.

Нитраты  широко применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Повышенное содержание нитратов в почве приводит к тому, что они включаются в обменные процессы и накапливаются в листьях, стеблях и особенно в корнях растений. Непосредственно для растений избыток нитратов угрозы не представляет, но при попадании в организм животных и людей с пищей они вызывают тяжелые нарушения обмена веществ, аллергию, нервные расстройства, злокачественные опухоли, ухудшают состав крови.

К органическим загрязняющим веществам относятся нефть и нефтепродукты, а также фторхлорорганические соединения.

Нефть и нефтепродукты малорастворимы в воде и образуют на ней пленку, препятствующую кислородному обмену между водой и воздухом; в результате нефтяных разливов гибнут многие морские животные, рыбы и птицы; на суше нефтяные разливы приводят к деградации почвы и потере пахотных земель.

Фторхлорорганические соединения являются весьма токсичными. Среди них наиболее опасными являются диоксины – хлорсодержащие ароматические соединения. Они образуются при взаимодействии хлора, используемого для дезинфекции питьевой воды, с органическими веществами.

Пестициды – хлорсодержащие органические соединения, специально внесенные человеком в биосферу для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Одно из первых таких веществ – ДДТ, его в 50‑е годы специально распыляли с самолетов над полями. Затем была доказана токсичность этого вещества для человека и животных, и его использование запретили. В 90‑е годы ХХ в. ДДТ обнаружили в печени антарктических пингвинов! Это вещество нерастворимо в воде, с талыми водами и дождями его смыло в реки, затем в моря, и вот уже ДДТ оказался загрязнен Мировой океан!

Биологические загрязнения – привнесение в экосистему и размножение там чуждых ей видов организмов; чаще всего это болезнетворные и паразитарные микроорганизмы и вирусы, как существовавшие в минувшие века , так и появившиеся в последние годы . Для борьбы с этими болезнями используют разработанный еще Луи Пастером метод прививок и сывороток; однако оборотной стороной повсеместного использования этого метода является потеря человеком естественного иммунитета.

Биотические загрязнения – это пищевые отходы, нечистоты, отмершие организмы, а также животные экскременты – отходы ферм и птицефабрик. Эти отходы должны применяться в качестве органических удобрений, но перед использованием следует провести их обеззараживание, что является весьма серьезной технологической проблемой. Иногда с талыми водами биотические загрязнения, которые не успели утилизировать, попадают в водохранилища. Перед подачей в водопроводную сеть санитарные службы проводят обеззараживание воды, но устранение запаха – очень трудная и не всегда успешно решаемая задача, и, зачастую, горожане весной получают воду с характерным фекальным запахом.

По масштабу воздействия на ОС различают загрязнения локальные , региональные, трансграничные и глобальные. Локальные могут затрагивать предприятие, район города или сельской местности; региональные касаются субъекта Федерации . Трансграничные загрязнения выходят за национальные границы государств или регионов , глобальные – это общепланетарные загрязнения, охватывающие всю Землю .

Таким образом, само существование человека, а также его разнообразная хозяйственная деятельность вносят в литосферу большое количество несвойственных для этой земной оболочки загрязнений, негативно влияющих на ее функционирование.

Пути выхода из сложившейся экологической ситуации были намечены на второй Конференции ООН по проблемам окружающей среды, состоявшейся в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, где была принята Концепция устойчивого экономического развития; в 1996 г. она была введена в России.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Человек начал негативно влиять на природу с того момента, как выделился из животного мира, но у биосферы хватало ассимиляционного потенциала, чтобы противостоять этим воздействиям.

В ХХ в. в результате хозяйственной деятельности и благодаря интенсивному развитию экономики разразился глобальный экологический кризис, угрожающий существованию биосферы и человечества.

Антропогенные загрязнения литосферы различного происхождения и масштаба  пагубно влияют на состояние всей биосферы и здоровье человека.