МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Державні освітні установи
ВИЩОЇ ОСВІТИ
«Кузбасская ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Кафедра хімічної технології твердого палива та екології
Контрольна робота
З дисципліни
«Екологія»
Виконав: студент групи
ОПЗ-08 Васильєв С. С.
Перевірив:
Кемерово, 2009
Зміст
\ * MERGEFORMAT Введення
1. Сучасний стан природного середовища
1.1 Забруднення природного середовища
2. Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери
2.1 Забруднення атмосфери
2.2 Забруднення грунтів
2.3 Забруднення природних вод
3. Радіація та екологічні проблеми в біосфері
Висновок
Використана література
Введення
Людина завжди використовувала навколишнє середовище в основному як джерело ресурсів, однак протягом дуже тривалого часу його діяльність не робила помітного впливу на біосферу. Лише наприкінці минулого сторіччя зміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себе увагу вчених. У першій половині нинішнього століття ці зміни наростали і у даний час лавиною обрушилися на людську цивілізацію. Прагнучи до покращення умов свого життя, людина постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не замислюючись про наслідки. При такому підході більша частина взятих від природи ресурсів повертається їй у вигляді відходів, часто отруйних або непридатних для утилізації. Це створює загрозу існуванню біосфери, і самої людини. Метою реферату є висвітлити: сучасний стан природного середовища; охарактеризувати основні джерела забруднень біосфери; виявити шляхи охорони навколишнього середовища від забруднень.
1. Сучасний стан природного середовища
Розглянемо деякі риси сучасного стану біосфери і процеси, що відбуваються в ній.
Глобальні процеси утворення і руху живої речовини в біосфері пов'язані і супроводжуються кругообігом величезних мас речовини і енергії. На відміну від суто геологічних процесів біогеохімічні цикли з участю живої речовини мають значно більш високі інтенсивність, швидкість і кількість залученого в обіг речовини.
З появою і розвитком людства процес еволюції помітно видозмінився. На ранніх стадіях цивілізації вирубування і випалювання лісів для землеробства, випас худоби, промисел і полювання на диких тварин, війни спустошували цілі регіони, призводили до руйнування рослинних угруповань, винищенню окремих видів тварин. У міру розвитку цивілізації, особливо бурхливого після промислової революції кінця середніх століть, людство оволодівало все більшою міццю, все більшу здатність залучати і використовувати для задоволення своїх зростаючих потреб величезні маси речовини - як органічного, живого, так і мінерального, відсталого.
Зростання населення і розширюється розвиток сільського господарства, промисловості, будівництва, транспорту викликали масове знищення лісів у Європі, Північній Америці. Випас худоби у великих масштабах приводив до загибелі лісів і трав'яного покриву, до ерозії (руйнування) грунтового шару (Середня Азія, Північна Африка, південь Європи і США). Винищені десятки видів тварин в Європі, Америці, Африці [2].
Вчені припускають, що виснаження грунтів на території стародавнього центральноамериканського держави майя в результаті підсічно-вогневого землеробства стало однією з причин загибелі цієї високорозвиненої цивілізації. Аналогічно в Стародавній Греції зникли великі ліси в результаті вирубки і невгамовного випасу худоби. Це посилило ерозію грунту і призвело до знищення грунтового покриву на багатьох гірських схилах, підвищило посушливість клімату і погіршило умови ведення сільського господарства.
Будівництво та експлуатація промислових підприємств, видобуток корисних копалин привели до серйозних порушень природних ландшафтів, забруднення грунту, води, повітря різними відходами.
Справжні зрушення в біосферних процесах почалися в XX ст. в результаті чергової промислової революції. Бурхливий розвиток енергетики, машинобудування, хімії, транспорту призвело до того, що людська діяльність стала порівнянна по масштабах з природними енергетичними і матеріальними процесами, що відбуваються в біосфері. Інтенсивність споживання людством енергії і матеріальних ресурсів зростає пропорційно чисельності населення і навіть випереджає його приріст.
Попереджаючи про можливі наслідки розширюється вторгнення людини в природу, ще півстоліття тому академік В. І. Вернадський писав: «Людина стає геологічною силою, здатною змінити образ Землі» [1]. Це попередження пророчо виправдалося. Наслідки антропогенної (виробленої людиною) діяльності проявляються у виснаженні природних ресурсів, забрудненні біосфери відходами виробництва, руйнуванні природних екосистем, зміні структури поверхні Землі, зміні клімату. Антропогенні впливи приводять до порушення практично всіх природних біогеохімічних циклів.
У результаті спалювання різного палива в атмосферу щорічно викидається близько 20 млрд. т вуглекислого газу і поглинається відповідну кількість кисню. Природний запас СО2 в атмосфері складає величину порядку 50 000 млрд. т [2]. Ця величина коливається і залежить, зокрема, від вулканічної активності. Однак антропогенні викиди вуглекислого газу перевищують природні і становлять в даний час велику частку його загальної кількості. Збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, що супроводжується зростанням кількості аерозолю (дрібних частинок пилу, сажі, суспензій розчинів деяких хімічних сполук), може призвести до помітних змін клімату і відповідно до порушення складалися протягом мільйонів років рівноважних зв'язків у біосфері.
Підсумком порушення прозорості атмосфери, а, отже, і теплового балансу може з'явитися виникнення «парникового ефекту», тобто збільшення середньої температури атмосфери на кілька градусів. Це здатне викликати танення льодовиків полярних областей, підвищення рівня Світового океану, зміна його солоності, температури, глобальні порушення клімату, затоплення прибережних низовин і багато інших неприємних наслідків.
Викид в атмосферу промислових газів, що включають такі з'єднання, як окисел вуглецю СО (чадний газ), оксиди азоту, сірки, аміаку і інших забруднювачів, призводить до пригнічення життєдіяльності рослин і тварин, порушенням обмінних процесів, до отруєння і загибелі живих організмів.
Некероване вплив на клімат в сукупності з нераціональним веденням сільського господарства здатні призвести до значного зниження родючості грунтів, великих коливань урожайності культур. За даними експертів ООН, в останні роки коливання продукції сільського господарства перевищували 1%. А адже зменшення виробництва продовольства навіть на 1% може призвести до загибелі від голоду десятків мільйонів чоловік [4].
Катастрофічно скорочуються лісу на нашій планеті, нераціональні вирубки лісів та пожежі призвели до того, що в багатьох місцях, колись суцільно покритих лісами, до теперішнього часу вони збереглися лише на 10-30% території. Площа тропічних лісів Африки зменшилася на 70%, Південної Америки - на 60%, в Китаї лише 8% території покрито лісом.
1.1 Забруднення природного середовища
Поява в природному середовищі нових компонентів, викликане діяльністю людини або будь-якими грандіозними природними явищами (наприклад, вулканічної діяльністю), характеризують терміном забрудненість. У загальному вигляді забрудненість - це наявність у навколишньому середовищі шкідливих речовин, що порушують функціонування екологічних систем або їх окремих елементів і знижують якість середовища з точки зору проживання людини або ведення ним господарської діяльності. Цим терміном характеризуються всі тіла, речовини, явища, процеси, які в даному місці, але не в той час і не в тій кількості, яке природно для природи, з'являються в навколишньому середовищі і можуть виводити її системи зі стану рівноваги.
Екологічна дія забруднюючих агентів може виявлятися по-різному; воно може зачіпати або окремі організми (виявлятися на організменному рівні, або популяції, біоценози, екосистеми і навіть біосферу в цілому.
На організменному рівні може відбуватися порушення окремих фізіологічні функцій організмів, зміна їх поведінки, зниження темпів росту і розвитку, зниження стійкості до впливів інших несприятливих факторів зовнішнього середовища.
На рівні популяцій забруднення може викликати зміну їх чисельності та біомаси, народжуваності, смертності, зміни структури, річних циклів міграцій і ряду інших функціональних властивостей.
На биоценотическом рівні забруднення позначається на структурі та функціях спільнот. Одні й ті ж забруднюючі речовини по-різному впливають на різні компоненти спільнот. Відповідно змінюються кількісні співвідношення в біоценозі, аж до повного зникнення одних форм і появи інших. Змінюється просторова структура співтовариств, ланцюги розкладання (детритні) починають переважати над пасовищними, відмирання - над продукцією. У кінцевому рахунку відбувається деградація екосистем, погіршення їх як елементів середовища людини, зниження позитивної ролі у формуванні біосфери, знецінення в господарському відношенні.
Розрізняють природне і антропогенне забруднення. Природне забруднення виникає в результаті природних причин - виверження вулканів, землетрусів, катастрофічних повеней і пожеж. Антропогенне забруднення - результат діяльності людини.
В даний час загальна потужність джерел антропогенного забруднення в багатьох випадках перевершує потужність природних. Так, природні джерела окису азоту викидають 30 млн. т. азоту в рік, а антропогенні - 35-50 млн. т; двоокису сірки, відповідно, близько 30 млн. т і більше 150 млн. т. У результаті діяльності людини свинцю потрапляє в біосферу майже в 10 разів більше, ніж у процесі природних забруднень [2].
Забруднюючі речовини, що виникли в результаті господарської діяльності людини, і їх вплив на середовище дуже різноманітні. До них відносяться: сполуки вуглецю, сірки, азоту, важкі метали, різні органічні речовини, штучно створені матеріали, радіоактивні елементи і багато чого іншого.
Так, за оцінками експертів, в океан щорічно потрапляє близько 10 млн. т нафти. Нафта на воді утворює тонку плівку, що перешкоджає газообміну між водою і повітрям. Осідаючи на дно, нафта потрапляє в донні відкладення, де порушує природні процеси життєдіяльності донних тварин і мікроорганізмів. Крім нафти, значно зріс викид в океан побутових і промислових стічних вод, що містять, зокрема, такі небезпечні забруднювачі, як свинець, ртуть, миш'як, що володіють сильним токсичною дією. Фонові концентрації таких речовин у багатьох місцях вже перевищені в десятки разів.
Кожен забруднювач надає певний негативний вплив на природу, тому їх надходження в навколишнє середовище має суворо контролюватися. Законодавство встановлює для кожної забруднюючої речовини гранично допустимий скид (ГДС) та гранично допустиму концентрацію (ПД К) його у природному середовищі.
Гранично допустимий скид (ГДС) - це маса забруднюючої речовини, що викидається окремими джерелами за одиницю часу, перевищення якої приводить до несприятливих наслідків у навколишньому середовищі або небезпечно для здоров'я людини. Гранично допустима концентрація (ГДК) розуміється як кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яке не має негативного впливу на здоров'я людини або його потомство при постійному або тимчасовому контакті з ним. В даний час при визначенні ГДК враховується не тільки ступінь впливу забруднювачів на здоров'я людини, а й вплив їх на тварин, рослини, гриби, мікроорганізми, а також на природне співтовариство в цілому.
Спеціальні служби моніторингу (спостереження) навколишнього середовища здійснюють контроль за дотриманням встановлених нормативів ГДС і ГДК шкідливих речовин. Такі служби створені у всіх районах країни. Особливо важлива їх роль у великих містах, поблизу хімічних виробництв, атомних електростанцій та інших промислових об'єктів. Служби моніторингу мають право застосовувати передбачені законом заходи, аж до припинення виробництва та будь-яких робіт, якщо порушуються норми охорони навколишнього середовища.
Крім забруднення середовища, антропогенний вплив виявляється у виснаженні природних ресурсів біосфери. Величезні масштаби використання природних ресурсів призвели до значної зміни ландшафтів у деяких регіонах (наприклад, у вугільних басейнах). Якщо на зорі цивілізації людина використовувала для своїх потреб всього близько 20 хімічних елементів, на початку XX втікали 60, то зараз більш 100 - майже всю таблицю Менделєєва. Щорічно добувається (витягається з геосфери) близько 100 млрд т руди, палива, мінеральних добрив.
Швидке зростання потреб у паливі, металах, мінеральній сировині та їх видобутку призвели до виснаження цих ресурсів. Так, за оцінками фахівців, при збереженні сучасних темпів видобутку та споживання розвідані запаси нафти будуть вичерпані вже через 30 років, газу - через 50 років, вугілля - через 200. Аналогічна ситуація склалася не тільки з енергетичними ресурсами, але і з металами (виснаження запасів алюмінію очікується через 500-600 років, заліза - 250 років, цинку - 25 років, свинцю - 20 років) і мінеральними ресурсами, як, наприклад, азбест, слюда , графіт, сірка [4].
Ось далеко не повна картина екологічної ситуації на нашій планеті в даний час. Навіть окремі успіхи природоохоронної діяльності не можуть помітним чином змінити загальний хід процесу згубного впливу цивілізації на стан біосфери.
2. Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери
2.1 Забруднення атмосфери
Різні негативні зміни атмосфери Землі зв'язані головним чином зі зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря.
Існує два головних джерела забруднення атмосфери: природний і антропогенний.
Природний джерело - це вулкани, пилові бурі, вивітрювання, лісові пожежі, процеси розкладання рослин і тварин.
До основних антропогенних джерел забруднення атмосфери належать підприємства паливно-енергетичного комплексу, транспорт, різні машинобудівні підприємства.
Крім газоподібних забруднюючих речовин, в атмосферу надходить велика кількість твердих частинок. Це пил, кіптява та сажа. Велику небезпеку таїть забруднення природного середовища важкими металами. Свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром, ванадій стали практично постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.
Глобальне забруднення атмосферного повітря позначається на стані природних екосистем, особливо на зеленому покриві нашої планети. Одним з найбільш наочних показників стану біосфери служать лісу їх самопочуття.
Кислотні дощі, викликані головним чином діоксидом сірки та оксидами азоту, завдають величезної шкоди лісовим біоценозу. Встановлено, що хвойні породи страждають від кислотних дощів в більшій мірі, ніж широколистяні.
Тільки на території нашої країни загальна площа лісів, уражених промисловими викидами, досягла 1 млн. га. Значним чинником деградації лісів в останні роки є забруднення навколишнього середовища радіонуклідами. Так, в результаті аварії на Чорнобильській АЕС уражено 2,1 млн. га лісових масивів.
Особливо сильно страждають зелені насадження в промислових містах, атмосфера яких містить велику кількість забруднюючих речовин.
Повітряна екологічна проблема виснаження озонового шару, у тому числі поява озонових дір над Антарктидою і Арктикою, пов'язана з надмірним застосуванням фреонів у виробництві та побуті.
2.2 Забруднення грунтів
У нормальних природних умовах всі процеси, що відбуваються в грунті, перебувають у рівновазі. Але нерідко в порушенні рівноважного стану грунту винен чоловік. У результаті розвитку господарської діяльності людини відбувається забруднення, зміна складу грунту і навіть її знищення. В даний час на кожного жителя нашої планети припадає менше одного гектара орної землі. І ці незначні площі продовжують скорочуватися через невмілу господарської діяльності людини.
Величезні площі родючих земель гинуть при гірничопромислових роботах, при будівництві підприємств і міст. Знищення лісів і природного трав'янистого покриву, багаторазова оранка землі без дотримання правил агротехніки призводить до виникнення ерозії грунту - руйнування і змиву родючого шару водою і вітром (рис. 58). Ерозія в даний час стала всесвітнім злом. Підраховано, що тільки за останнє сторіччя в результаті водної та вітрової ерозій на планеті втрачено 2 млрд. га родючих земель активного сільськогосподарського користування.
Державні освітні установи
ВИЩОЇ ОСВІТИ
«Кузбасская ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
Кафедра хімічної технології твердого палива та екології
Контрольна робота
З дисципліни
«Екологія»
Виконав: студент групи
ОПЗ-08 Васильєв С. С.
Перевірив:
Кемерово, 2009
Зміст
\ * MERGEFORMAT Введення
1. Сучасний стан природного середовища
1.1 Забруднення природного середовища
2. Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери
2.1 Забруднення атмосфери
2.2 Забруднення грунтів
2.3 Забруднення природних вод
3. Радіація та екологічні проблеми в біосфері
Висновок
Використана література
Введення
Людина завжди використовувала навколишнє середовище в основному як джерело ресурсів, однак протягом дуже тривалого часу його діяльність не робила помітного впливу на біосферу. Лише наприкінці минулого сторіччя зміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себе увагу вчених. У першій половині нинішнього століття ці зміни наростали і у даний час лавиною обрушилися на людську цивілізацію. Прагнучи до покращення умов свого життя, людина постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не замислюючись про наслідки. При такому підході більша частина взятих від природи ресурсів повертається їй у вигляді відходів, часто отруйних або непридатних для утилізації. Це створює загрозу існуванню біосфери, і самої людини. Метою реферату є висвітлити: сучасний стан природного середовища; охарактеризувати основні джерела забруднень біосфери; виявити шляхи охорони навколишнього середовища від забруднень.
1. Сучасний стан природного середовища
Розглянемо деякі риси сучасного стану біосфери і процеси, що відбуваються в ній.
Глобальні процеси утворення і руху живої речовини в біосфері пов'язані і супроводжуються кругообігом величезних мас речовини і енергії. На відміну від суто геологічних процесів біогеохімічні цикли з участю живої речовини мають значно більш високі інтенсивність, швидкість і кількість залученого в обіг речовини.
З появою і розвитком людства процес еволюції помітно видозмінився. На ранніх стадіях цивілізації вирубування і випалювання лісів для землеробства, випас худоби, промисел і полювання на диких тварин, війни спустошували цілі регіони, призводили до руйнування рослинних угруповань, винищенню окремих видів тварин. У міру розвитку цивілізації, особливо бурхливого після промислової революції кінця середніх століть, людство оволодівало все більшою міццю, все більшу здатність залучати і використовувати для задоволення своїх зростаючих потреб величезні маси речовини - як органічного, живого, так і мінерального, відсталого.
Зростання населення і розширюється розвиток сільського господарства, промисловості, будівництва, транспорту викликали масове знищення лісів у Європі, Північній Америці. Випас худоби у великих масштабах приводив до загибелі лісів і трав'яного покриву, до ерозії (руйнування) грунтового шару (Середня Азія, Північна Африка, південь Європи і США). Винищені десятки видів тварин в Європі, Америці, Африці [2].
Вчені припускають, що виснаження грунтів на території стародавнього центральноамериканського держави майя в результаті підсічно-вогневого землеробства стало однією з причин загибелі цієї високорозвиненої цивілізації. Аналогічно в Стародавній Греції зникли великі ліси в результаті вирубки і невгамовного випасу худоби. Це посилило ерозію грунту і призвело до знищення грунтового покриву на багатьох гірських схилах, підвищило посушливість клімату і погіршило умови ведення сільського господарства.
Будівництво та експлуатація промислових підприємств, видобуток корисних копалин привели до серйозних порушень природних ландшафтів, забруднення грунту, води, повітря різними відходами.
Справжні зрушення в біосферних процесах почалися в XX ст. в результаті чергової промислової революції. Бурхливий розвиток енергетики, машинобудування, хімії, транспорту призвело до того, що людська діяльність стала порівнянна по масштабах з природними енергетичними і матеріальними процесами, що відбуваються в біосфері. Інтенсивність споживання людством енергії і матеріальних ресурсів зростає пропорційно чисельності населення і навіть випереджає його приріст.
Попереджаючи про можливі наслідки розширюється вторгнення людини в природу, ще півстоліття тому академік В. І. Вернадський писав: «Людина стає геологічною силою, здатною змінити образ Землі» [1]. Це попередження пророчо виправдалося. Наслідки антропогенної (виробленої людиною) діяльності проявляються у виснаженні природних ресурсів, забрудненні біосфери відходами виробництва, руйнуванні природних екосистем, зміні структури поверхні Землі, зміні клімату. Антропогенні впливи приводять до порушення практично всіх природних біогеохімічних циклів.
У результаті спалювання різного палива в атмосферу щорічно викидається близько 20 млрд. т вуглекислого газу і поглинається відповідну кількість кисню. Природний запас СО2 в атмосфері складає величину порядку 50 000 млрд. т [2]. Ця величина коливається і залежить, зокрема, від вулканічної активності. Однак антропогенні викиди вуглекислого газу перевищують природні і становлять в даний час велику частку його загальної кількості. Збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, що супроводжується зростанням кількості аерозолю (дрібних частинок пилу, сажі, суспензій розчинів деяких хімічних сполук), може призвести до помітних змін клімату і відповідно до порушення складалися протягом мільйонів років рівноважних зв'язків у біосфері.
Підсумком порушення прозорості атмосфери, а, отже, і теплового балансу може з'явитися виникнення «парникового ефекту», тобто збільшення середньої температури атмосфери на кілька градусів. Це здатне викликати танення льодовиків полярних областей, підвищення рівня Світового океану, зміна його солоності, температури, глобальні порушення клімату, затоплення прибережних низовин і багато інших неприємних наслідків.
Викид в атмосферу промислових газів, що включають такі з'єднання, як окисел вуглецю СО (чадний газ), оксиди азоту, сірки, аміаку і інших забруднювачів, призводить до пригнічення життєдіяльності рослин і тварин, порушенням обмінних процесів, до отруєння і загибелі живих організмів.
Некероване вплив на клімат в сукупності з нераціональним веденням сільського господарства здатні призвести до значного зниження родючості грунтів, великих коливань урожайності культур. За даними експертів ООН, в останні роки коливання продукції сільського господарства перевищували 1%. А адже зменшення виробництва продовольства навіть на 1% може призвести до загибелі від голоду десятків мільйонів чоловік [4].
Катастрофічно скорочуються лісу на нашій планеті, нераціональні вирубки лісів та пожежі призвели до того, що в багатьох місцях, колись суцільно покритих лісами, до теперішнього часу вони збереглися лише на 10-30% території. Площа тропічних лісів Африки зменшилася на 70%, Південної Америки - на 60%, в Китаї лише 8% території покрито лісом.
1.1 Забруднення природного середовища
Поява в природному середовищі нових компонентів, викликане діяльністю людини або будь-якими грандіозними природними явищами (наприклад, вулканічної діяльністю), характеризують терміном забрудненість. У загальному вигляді забрудненість - це наявність у навколишньому середовищі шкідливих речовин, що порушують функціонування екологічних систем або їх окремих елементів і знижують якість середовища з точки зору проживання людини або ведення ним господарської діяльності. Цим терміном характеризуються всі тіла, речовини, явища, процеси, які в даному місці, але не в той час і не в тій кількості, яке природно для природи, з'являються в навколишньому середовищі і можуть виводити її системи зі стану рівноваги.
Екологічна дія забруднюючих агентів може виявлятися по-різному; воно може зачіпати або окремі організми (виявлятися на організменному рівні, або популяції, біоценози, екосистеми і навіть біосферу в цілому.
На організменному рівні може відбуватися порушення окремих фізіологічні функцій організмів, зміна їх поведінки, зниження темпів росту і розвитку, зниження стійкості до впливів інших несприятливих факторів зовнішнього середовища.
На рівні популяцій забруднення може викликати зміну їх чисельності та біомаси, народжуваності, смертності, зміни структури, річних циклів міграцій і ряду інших функціональних властивостей.
На биоценотическом рівні забруднення позначається на структурі та функціях спільнот. Одні й ті ж забруднюючі речовини по-різному впливають на різні компоненти спільнот. Відповідно змінюються кількісні співвідношення в біоценозі, аж до повного зникнення одних форм і появи інших. Змінюється просторова структура співтовариств, ланцюги розкладання (детритні) починають переважати над пасовищними, відмирання - над продукцією. У кінцевому рахунку відбувається деградація екосистем, погіршення їх як елементів середовища людини, зниження позитивної ролі у формуванні біосфери, знецінення в господарському відношенні.
Розрізняють природне і антропогенне забруднення. Природне забруднення виникає в результаті природних причин - виверження вулканів, землетрусів, катастрофічних повеней і пожеж. Антропогенне забруднення - результат діяльності людини.
В даний час загальна потужність джерел антропогенного забруднення в багатьох випадках перевершує потужність природних. Так, природні джерела окису азоту викидають 30 млн. т. азоту в рік, а антропогенні - 35-50 млн. т; двоокису сірки, відповідно, близько 30 млн. т і більше 150 млн. т. У результаті діяльності людини свинцю потрапляє в біосферу майже в 10 разів більше, ніж у процесі природних забруднень [2].
Забруднюючі речовини, що виникли в результаті господарської діяльності людини, і їх вплив на середовище дуже різноманітні. До них відносяться: сполуки вуглецю, сірки, азоту, важкі метали, різні органічні речовини, штучно створені матеріали, радіоактивні елементи і багато чого іншого.
Так, за оцінками експертів, в океан щорічно потрапляє близько 10 млн. т нафти. Нафта на воді утворює тонку плівку, що перешкоджає газообміну між водою і повітрям. Осідаючи на дно, нафта потрапляє в донні відкладення, де порушує природні процеси життєдіяльності донних тварин і мікроорганізмів. Крім нафти, значно зріс викид в океан побутових і промислових стічних вод, що містять, зокрема, такі небезпечні забруднювачі, як свинець, ртуть, миш'як, що володіють сильним токсичною дією. Фонові концентрації таких речовин у багатьох місцях вже перевищені в десятки разів.
Кожен забруднювач надає певний негативний вплив на природу, тому їх надходження в навколишнє середовище має суворо контролюватися. Законодавство встановлює для кожної забруднюючої речовини гранично допустимий скид (ГДС) та гранично допустиму концентрацію (ПД К) його у природному середовищі.
Гранично допустимий скид (ГДС) - це маса забруднюючої речовини, що викидається окремими джерелами за одиницю часу, перевищення якої приводить до несприятливих наслідків у навколишньому середовищі або небезпечно для здоров'я людини. Гранично допустима концентрація (ГДК) розуміється як кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яке не має негативного впливу на здоров'я людини або його потомство при постійному або тимчасовому контакті з ним. В даний час при визначенні ГДК враховується не тільки ступінь впливу забруднювачів на здоров'я людини, а й вплив їх на тварин, рослини, гриби, мікроорганізми, а також на природне співтовариство в цілому.
Спеціальні служби моніторингу (спостереження) навколишнього середовища здійснюють контроль за дотриманням встановлених нормативів ГДС і ГДК шкідливих речовин. Такі служби створені у всіх районах країни. Особливо важлива їх роль у великих містах, поблизу хімічних виробництв, атомних електростанцій та інших промислових об'єктів. Служби моніторингу мають право застосовувати передбачені законом заходи, аж до припинення виробництва та будь-яких робіт, якщо порушуються норми охорони навколишнього середовища.
Крім забруднення середовища, антропогенний вплив виявляється у виснаженні природних ресурсів біосфери. Величезні масштаби використання природних ресурсів призвели до значної зміни ландшафтів у деяких регіонах (наприклад, у вугільних басейнах). Якщо на зорі цивілізації людина використовувала для своїх потреб всього близько 20 хімічних елементів, на початку XX втікали 60, то зараз більш 100 - майже всю таблицю Менделєєва. Щорічно добувається (витягається з геосфери) близько 100 млрд т руди, палива, мінеральних добрив.
Швидке зростання потреб у паливі, металах, мінеральній сировині та їх видобутку призвели до виснаження цих ресурсів. Так, за оцінками фахівців, при збереженні сучасних темпів видобутку та споживання розвідані запаси нафти будуть вичерпані вже через 30 років, газу - через 50 років, вугілля - через 200. Аналогічна ситуація склалася не тільки з енергетичними ресурсами, але і з металами (виснаження запасів алюмінію очікується через 500-600 років, заліза - 250 років, цинку - 25 років, свинцю - 20 років) і мінеральними ресурсами, як, наприклад, азбест, слюда , графіт, сірка [4].
Ось далеко не повна картина екологічної ситуації на нашій планеті в даний час. Навіть окремі успіхи природоохоронної діяльності не можуть помітним чином змінити загальний хід процесу згубного впливу цивілізації на стан біосфери.
2. Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери
2.1 Забруднення атмосфери
Різні негативні зміни атмосфери Землі зв'язані головним чином зі зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря.
Існує два головних джерела забруднення атмосфери: природний і антропогенний.
Природний джерело - це вулкани, пилові бурі, вивітрювання, лісові пожежі, процеси розкладання рослин і тварин.
До основних антропогенних джерел забруднення атмосфери належать підприємства паливно-енергетичного комплексу, транспорт, різні машинобудівні підприємства.
Крім газоподібних забруднюючих речовин, в атмосферу надходить велика кількість твердих частинок. Це пил, кіптява та сажа. Велику небезпеку таїть забруднення природного середовища важкими металами. Свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром, ванадій стали практично постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.
Глобальне забруднення атмосферного повітря позначається на стані природних екосистем, особливо на зеленому покриві нашої планети. Одним з найбільш наочних показників стану біосфери служать лісу їх самопочуття.
Кислотні дощі, викликані головним чином діоксидом сірки та оксидами азоту, завдають величезної шкоди лісовим біоценозу. Встановлено, що хвойні породи страждають від кислотних дощів в більшій мірі, ніж широколистяні.
Тільки на території нашої країни загальна площа лісів, уражених промисловими викидами, досягла 1 млн. га. Значним чинником деградації лісів в останні роки є забруднення навколишнього середовища радіонуклідами. Так, в результаті аварії на Чорнобильській АЕС уражено 2,1 млн. га лісових масивів.
Особливо сильно страждають зелені насадження в промислових містах, атмосфера яких містить велику кількість забруднюючих речовин.
Повітряна екологічна проблема виснаження озонового шару, у тому числі поява озонових дір над Антарктидою і Арктикою, пов'язана з надмірним застосуванням фреонів у виробництві та побуті.
2.2 Забруднення грунтів
У нормальних природних умовах всі процеси, що відбуваються в грунті, перебувають у рівновазі. Але нерідко в порушенні рівноважного стану грунту винен чоловік. У результаті розвитку господарської діяльності людини відбувається забруднення, зміна складу грунту і навіть її знищення. В даний час на кожного жителя нашої планети припадає менше одного гектара орної землі. І ці незначні площі продовжують скорочуватися через невмілу господарської діяльності людини.
Величезні площі родючих земель гинуть при гірничопромислових роботах, при будівництві підприємств і міст. Знищення лісів і природного трав'янистого покриву, багаторазова оранка землі без дотримання правил агротехніки призводить до виникнення ерозії грунту - руйнування і змиву родючого шару водою і вітром (рис. 58). Ерозія в даний час стала всесвітнім злом. Підраховано, що тільки за останнє сторіччя в результаті водної та вітрової ерозій на планеті втрачено 2 млрд. га родючих земель активного сільськогосподарського користування.
Одним з наслідків посилення виробничої діяльності людини є інтенсивне забруднення грунтового покриву. В ролі основних забруднювачів грунтів виступають метали та їх сполуки, радіоактивні елементи, а також добрива і отрутохімікати, застосовувані в сільському господарстві.
До найбільш небезпечних забруднювачів грунтів відносять ртуть та її сполуки. Ртуть надходить у навколишнє середовище з отрутохімікатами, з відходами промислових підприємств, що містять металеву ртуть і різні її сполуки.
Ще більш масовий і небезпечний характер носить забруднення грунтів свинцем. Відомо, що при виплавці однієї тонни свинцю в навколишнє середовище з відходами викидається його до 25 кг . Сполуки свинцю використовуються як добавки до бензину, тому автотранспорт є серйозним джерелом свинцевого забруднення. Особливо багато свинцю в грунтах уздовж великих автострад.
Поблизу великих центрів чорної і кольорової металургії грунти забруднені залізом, міддю, цинком, марганцем, нікелем, алюмінієм і іншими металами. У багатьох місцях їх концентрація в десятки разів перевищує ГДК.
Радіоактивні елементи можуть попадати в грунт і накопичуватися в ній у результаті випадання опадів від атомних вибухів або при видаленні рідких і твердих відходів промислових підприємств, АЕС або науково-дослідних установ, пов'язаних з вивченням і використанням атомної енергії. Радіоактивні речовини з грунтів потрапляють у рослини, потім в організми тварин і людини, накопичуються в них.
Значний вплив на хімічний склад грунтів надає сучасне сільське господарство, широко використовує добрива і різні хімічні речовини для боротьби з шкідниками, бур'янами та хворобами рослин. В даний час кількість речовин, хто в круговорот в процесі сільськогосподарської діяльності, приблизно таке ж, що і в процесі промислового виробництва. При цьому з кожним роком виробництво і застосування добрив і отрутохімікатів в сільському господарстві зростає. Невміле і безконтрольне використання їх призводить до порушення кругообігу речовин у біосфері.
Особливу небезпеку представляють стійкі органічні сполуки, що застосовуються в якості отрутохімікатів. Вони накопичуються в грунті, у воді, донних відкладах водойм. Але найголовніше - вони включаються в екологічні харчові ланцюги, переходять з грунту і води в рослини, потім у тварин, а в кінцевому результаті потрапляють з їжею в організм людини.
2.3 Забруднення природних вод
Під забрудненням водойм розуміється зниження їх біосферних функцій і економічного значення в результаті вступу до них шкідливих речовин.
Одним з основних забруднювачів води є нафта і нафтопродукти. Нафта може потрапляти у воду в результаті природних її виходів у районах залягання. Але основні джерела забруднення пов'язані з людською діяльністю: нафтовидобутком, транспортуванням, переробкою та використанням нафти як палива і промислової сировини.
З інших забруднювачів необхідно назвати метали (наприклад, ртуть, свинець, цинк, мідь, хром, олово, марганець), радіоактивні елементи, отрутохімікати, що надходять з сільськогосподарських полів, і стоки тваринницьких ферм. Невелику небезпеку для водного середовища з металів представляють ртуть, свинець і їх з'єднання.
Розширене виробництво (без очисних споруд) та застосування отрутохімікатів на полях призводять до сильного забруднення водойм шкідливими сполуками. Забруднення водного середовища відбувається в результаті прямого внесення отрутохімікатів при обробці водойм для боротьби з шкідниками, надходження у водойми води, що стікає з поверхні оброблених сільськогосподарських угідь, при скидання у водойми відходів підприємств-виробників, а також в результаті втрат при транспортуванні, зберіганні і частково з атмосферними опадами.
Поряд з отрутохімікатами сільськогосподарські стоки містять значну кількість залишків добрив (азоту, фосфору, калію), внесених на поля. Крім того, великі кількості органічних сполук азоту та фосфору потрапляють зі стоками від тваринницьких ферм, а також з каналізаційними стоками. Підвищення концентрації поживних речовин у грунті призводить до порушення біологічної рівноваги в водоймі.
Спочатку в такому водоймищі різко збільшується кількість мікроскопічних водоростей. Зі збільшенням кормової бази зростає кількість ракоподібних, риб та інших водних організмів. Потім відбувається відмирання величезної кількості організмів. Воно призводить до витрачання всіх запасів кисню, що міститься у воді, і накопичення сірководню. Обстановка у водоймі змінюється настільки, що він стає непридатним для існування будь-яких форм організмів. Водоймище поступово «вмирає».
Одним з видів забруднення водойм є теплове забруднення. Електростанції, промислові підприємства часто скидають підігріту воду у водойму. Це призводить до підвищення в ньому температури води. З підвищенням температури у водоймі зменшується кількість кисню, збільшується токсичність забруднюючих воду домішок, порушується біологічна рівновага.
У забрудненій воді з підвищенням температури починають бурхливо розмножуватися хвороботворні мікроорганізми і віруси. Потрапивши в питну воду, вони можуть викликати спалахи різних захворювань.
У ряді регіонів важливим джерелом прісної води були підземні води. Раніше вони вважалися найбільш чистими. Але в даний час в результаті господарської діяльності людини багато джерел підземної води також піддаються забрудненню. Нерідко це забруднення настільки велике, що вода з них стала непридатною для пиття.
Людство споживає на свої потреби величезна кількість прісної води. Основними її споживачами є промисловість і сільське господарство. Найбільш водоємні галузі промисловості - гірничодобувна, сталеливарна, хімічна, нафтохімічна, целюлозно-паперова і харчова. На них іде до 70% всієї води, що витрачається у промисловості. Головний же споживач прісної води - сільське господарство: на нього іде 60-80% усієї прісної води.
Вже в даний час недолік прісної води відчувають не тільки території, які природа обділила водними ресурсами, а й багато регіонів, ще недавно вважалися благополучними в цьому відношенні. В даний час потреба у прісній воді не задовольняється в 20% міського і 75% сільського населення планети.
Втручання людини у природні процеси торкнувся навіть великі річки (такі, як Волга, Дон, Дніпро), змінивши у бік зменшення обсяги переносимих водних мас (стік річок). Використовувана в сільському господарстві вода здебільшого витрачається на випар і утворення рослинної біомаси і, отже, не повертається у річки. Вже зараз у найбільш обжитих районах країни стік річок скоротився на 8%, а в таких рік, як Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Дуже драматична доля Аральського моря, по суті, припинив існування через надмірне забору вод річок Сирдар'ї та Амудар'ї на зрошення [4].
Обмежені запаси прісної води ще більше скорочуються через їх забруднення. Головну небезпеку представляють стічні води (промислові, сільськогосподарські та побутові), оскільки значна частина використаної води повертається у водні басейни у вигляді стічних вод.
3. Радіація та екологічні проблеми в біосфері
Радіаційні забруднення мають істотну відмінність від інших. Радіоактивні нукліди - це ядра нестабільних хімічних елементів, що випускають заряджені частинки і короткохвильові електромагнітні випромінювання. Саме ці частки і випромінювання, потрапляючи в організм людини руйнують клітини, внаслідок чого можуть виникнути різні хвороби, в тому числі й променева.
У біосфері всюди є природні джерела радіоактивності, і людина, як і всі живі організми, завжди піддавався природному опроміненню. Зовнішнє опромінення відбувається за рахунок випромінювання космічного походження та радіоактивних нуклідів, що знаходяться в навколишньому середовищі. Внутрішнє опромінення створюється радіоактивними елементами, які потрапляють в організм людини з повітрям, водою і їжею.
Для кількісної характеристики впливу випромінювання на людину використовують одиниці - біологічний еквівалент рентгена (бер) або зіверт (Зв): 1 Зв = 100 бер. Так як радіоактивне випромінювання може викликати серйозні зміни в організмі, кожна людина повинна знати допустимі його дози.
У результаті внутрішнього і зовнішнього опромінення працівників протягом року в середньому отримує дозу 0,1 бер і, отже, за все своє життя близько 7 бер. У цих дозах опромінення не приносить шкоди людині. Однак є такі місцевості, де щорічна доза вище середньої. Так, наприклад, люди, що живуть у високогірних районах, за рахунок космічного випромінювання можуть отримати дозу в кілька разів більшу. Великі дози випромінювання можуть бути в місцевостях, де вміст природних радіоактивних джерел велике. Так, наприклад, у Бразилії ( 200 км від Сан-Паулу) є височина, де річна доза становить 25 бер. Ця місцевість заселена.
Найбільшу небезпеку становить радіоактивне забруднення біосфери в результаті діяльності людини. В даний час радіоактивні елементи досить широко використовуються в різних областях. Недбале ставлення до зберігання та транспортування цих елементів призводить до серйозних радіоактивним забрудненням. Радіоактивне зараження біосфери пов'язано, наприклад, з випробуваннями атомної зброї.
У другій половині нашого століття почали вводити в експлуатацію атомні електростанції, криголами, підводні човни з ядерними установками. При нормальній експлуатації об'єктів атомної енергії та промисловості забруднення навколишнього середовища радіоактивними нуклідами становить мізерну частку від природного фону. Інша ситуація складається при аваріях на атомних об'єктах.
В даний час все гостріше постає проблема складування та зберігання радіоактивних відходів військової промисловості і атомних електростанцій. З кожним роком вони становлять дедалі більшу небезпеку для навколишнього середовища. Таким чином, використання ядерної енергії поставило перед людством нові серйозні проблеми.
Господарська діяльність людини, набуваючи все більш глобального характеру, починає робити вельми відчутний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері. Ви вже дізналися про деякі результати діяльності людини та їх вплив на біосферу. На щастя, до певного рівня біосфера здатна до саморегуляції, що дозволяє звести до мінімуму негативні наслідки діяльності людини. Але існує межа, коли біосфера вже не в змозі підтримувати рівновагу. Починаються незворотні процеси, що призводять до екологічних катастроф. З ними людство вже зіткнулося у ряді регіонів планети.
Людство істотно змінило хід перебігу цілого ряду процесів в біосфері, в тому числі біохімічного кругообігу і міграції ряду елементів. В даний час, хоча і повільно, відбувається якісна та кількісна перебудова всієї біосфери планети. Вже виникла низка складних екологічних проблем біосфери, які необхідно вирішити найближчим часом.
«Парниковий ефект». Потепління клімату може призвести до інтенсивного танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану. Зміни, які можуть статися внаслідок цього, просто важко передбачити.
Вирішити цю проблему було б можна, скоротивши викиди вуглекислого газу в атмосферу і встановивши рівновагу в циклі кругообігу вуглецю.
Виснаження озонового шару. В останні роки вчені все з більшою тривогою відзначають виснаження озонового шару атмосфери, який є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання. Особливо швидко цей процес відбувається над полюсами планети, де з'явилися так звані озонові діри. Небезпека полягає в тому, що ультрафіолетове випромінювання згубно для живих організмів.
Основною причиною виснаження озонового шару є застосування людьми хлорфторуглеводородов (фреонів), широко використовуваних у виробництві та побуті як хладореагентов, піноутворювачів, розчинників. аерозолів. Фреони інтенсивно руйнують озон. Самі ж вони руйнуються дуже повільно, протягом 50-200 років. У 1990 р . в світі вироблялося понад 1300 тис. т озоноруйнуючих речовин [4].
Під дією ультрафіолетового випромінювання молекули кисню (О2) розпадаються на вільні атоми, які в свою чергу можуть приєднуватися до інших молекул кисню з утворенням озону (О3). Вільні атоми кисню можуть також реагувати з молекулами озону, утворюючи дві молекули кисню. Таким чином, між киснем і озоном встановлюється і підтримується рівновага.
Однак забруднювачі типу фреонів каталізують (прискорюють) процес розкладання озону, порушуючи рівновагу між ним і киснем у бік зменшення концентрації озону.
З огляду на небезпеку, що нависла над планетою, міжнародне співтовариство зробило перший крок до вирішення цієї проблеми. Підписано міжнародну угоду, за якою виробництво фреонів у світі до 1999 р . має скоротитися приблизно на 50%.
Масове зведення лісів - одна з найбільш важливих глобальних екологічних проблем сучасності.
Ви вже знаєте, що лісові суспільства відіграють найважливішу роль у нормальному функціонуванні природних екосистем. Вони поглинають атмосферні забруднення антропогенного походження, захищають грунт від ерозії, регулюють нормальний стік поверхневих вод, перешкоджають зниженню рівня грунтових вод і замулювання річок, каналів і водоймищ.
Зменшення площі лісів порушує процес кругообігу кисню і вуглецю в біосфері.
Зведення лісів тягне за собою загибель їх найбагатших флори і фауни. Людина збіднює образ своєї планети.
Проте здається, людство вже усвідомлює, що його існування на планеті нерозривно пов'язане з життям і добробутом лісових екосистем. Серйозні попередження учених, що пролунали в деклараціях Організації Об'єднаних Націй, інших міжнародних організацій, почали знаходити відгук. В останні роки в багатьох країнах світу стали успішно проводитися роботи по штучному лісорозведенню і організації високопродуктивних лісових плантацій.
Відходи виробництва. Найсерйознішої екологічною проблемою стали відходи промислового та сільськогосподарського виробництв. Ви вже знаєте, якої шкоди вони завдають навколишньому середовищі. В даний час робляться спроби зменшити кількість відходів, що забруднюють навколишнє середовище. З цією метою розробляються і встановлюються найскладніші фільтри, будуються дорогі очисні споруди та відстійники. Але практика показує, що вони хоч і знижують небезпека забруднення, все-таки не вирішують проблему. Відомо, що навіть при зробленому очищенні, включаючи біологічну, усі розчинені мінеральні речовини і до 10% органічних забруднюючих речовин залишаються в очищених стічних водах. Води такої якості можуть стати придатними для споживання тільки після багаторазового розведення чистою водою.
Очевидно, вирішення проблеми можливе при розробці та впровадженні у виробництво зовсім нових, замкнутих, безвідходних технологій. При їх застосуванні вода не буде скидатися, а буде багаторазово використовуватися в замкнутому циклі. Усі побічні продукти будуть не викидатися у вигляді відходів, а піддаватися глибокій переробці. Це створить умови для отримання додаткової потрібної людині продукції і убезпечить навколишнє середовище.
Сільське господарство. У сільськогосподарському виробництві важливо суворо дотримуватися правил агротехніки і стежити за нормами внесення добрив. Так як хімічні засоби боротьби зі шкідниками та бур'янами приводять до істотних порушень екологічної рівноваги, ведуться пошуки шляхів подолання цієї кризи в декількох напрямках.
Ведуться роботи по виведенню сортів рослин, стійких до сільськогосподарських шкідників і хвороб: створюються бактеріальні та вірусні препарати вибіркової дії, що вражають, наприклад, тільки комах - шкідників. Вишукуються шляхи і способи біологічної боротьби, тобто ведеться пошук Гідроелектростанція і розмноження природних ворогів, що знищують шкідливих комах. Розробляються виявляли високу препарати у складі гормонів, антигормонов та інших речовин, здатних діяти на біохімічні системи певних видів комах і не чинити відчутного дії на інші види комах чи інші організми.
Виробництво енергії. Дуже складні екологічні проблеми пов'язані з отриманням енергії на теплоелектро-енергетичних підприємствах. Потреба в енергії - одна з основних життєвих потреб людини. Енергія потрібна не тільки для нормальної діяльності сучасного складно організованого людського суспільства, але і для простого. Фізичного існування кожної людської організму. В даний час в основному електроенергію отримують на гідроелектростанціях, теплових і атомних станціях.
Гідроелектростанції на перший погляд є екологічно чистими підприємствами, які не завдають шкоди природі. Так вважали багато десятиліть. У нашій країні побудували багато найбільших ГЕС на великих річках. Тепер стало ясно, що цим будівництвом завдано великої шкоди й природі, і людям.
Перш за все, будівництво гребель на великих рівнинних річках призводить до затоплення величезних територій під водосховища. Це пов'язано з переселенням великої кількості людей і втратою пасовищних угідь.
По-друге, перегороджуючи річку, гребля створює нездоланні перешкоди на шляхах міграцій прохідних і напівпрохідних риб, що піднімаються на нерест у верхів'я річок.
По-третє, вода в сховищах застоюється, її проточність сповільнюється, що позначається на житті всіх живих істот, що мешкають в річці і біля річки.
По-четверте, місцеве підвищення води впливає на грунтові води, призводить до підтоплення, заболочування, до ерозії берегів і зсувів грунту.
Цей список негативних наслідків будівництва ГЕС на рівнинних річках можна продовжити. Великі висотні греблі на гірських річках також є джерела небезпеки, особливо в районах з високою сейсмічністю. У світовій практиці відомо декілька випадків, коли прорив таких гребель привів до величезних руйнувань і загибелі сотень і тисяч людей.
З екологічної точки зору - АЕС є найбільш чистими серед інших нині діючих енергетичних комплексів. Небезпека радіоактивних відходів повністю усвідомлюється, тому й конструкція, і експлуатаційні норми атомних електростанцій передбачають надійну ізоляцію від навколишнього середовища, принаймні, 99,999% всіх які утворюються радіоактивних відходів.
Не всі знають, що вугілля має невеликий природного радіоактивністю. Так як на ТЕС спалюються величезні обсяги палива, то її сумарні радіоактивні викиди виходять вище, ніж у АЕС. Але цей фактор другорядний в порівнянні з головним лихом від установки на органічному паливі, якої завдають природі і людям, - викидами в атмосферу хімічних сполук, які є продуктами згоряння.
Хоча АЕС екологічно чистіші, ніж просто електростанції, вони таять у собі велику потенційну небезпеку в разі серйозних аварій реактора. У цьому ми переконалися на прикладі Чорнобильської катастрофи. Таким чином, енергетика ставить, здавалося б, нерозв'язні екологічні проблеми. Пошуки рішення проблеми ведуться у кількох напрямках.
Вчені розробляють нові безпечні реактори для атомних станцій. Другий напрямок пов'язаний з використанням нетрадиційних відновлюваних джерел енергії. Це, перш за все енергія Сонця і вітру, тепло земних надр, теплова та механічна енергія океану. У багатьох країнах, у тому числі й у нас, вже створені не тільки досвідчені, а й промислові установки на цих джерелах енергії. Вони ще порівняно малопотужні. Але багато вчених вважають, що за ними велике майбутнє.
Висновок
Через збільшення масштабів антропогенного впливу (господарської діяльності людини), особливо в останнє століття, порушується рівновага в біосфері, що може призвести до необоротних процесів і поставити питання про можливість життя на планеті. Це пов'язано з розвитком промисловості, енергетики, транспорту, сільського господарства та інших видів діяльності людини без урахування можливостей біосфери Землі. Вже зараз перед людством постали серйозні екологічні проблеми, що вимагають негайного рішення.
Використана література
1. А. М. Владимиров, охорона навколишнього середовища / - Л.: Гидрометеоиздат, 1991
2. Г. А. Богдановський «Хімічна екологія» Видавництво Московського університету 1994
3. Є. О. Кріксунов, В.В. Пасічник, А.П. Сидорин «Екологія» Видавничий дім «Дрофа» 2005
4. Н. А. Агаджанян, В.І. Торшин «Екологія людини» ММП «Екоцентр», КРУК 2004
До найбільш небезпечних забруднювачів грунтів відносять ртуть та її сполуки. Ртуть надходить у навколишнє середовище з отрутохімікатами, з відходами промислових підприємств, що містять металеву ртуть і різні її сполуки.
Ще більш масовий і небезпечний характер носить забруднення грунтів свинцем. Відомо, що при виплавці однієї тонни свинцю в навколишнє середовище з відходами викидається його до
Поблизу великих центрів чорної і кольорової металургії грунти забруднені залізом, міддю, цинком, марганцем, нікелем, алюмінієм і іншими металами. У багатьох місцях їх концентрація в десятки разів перевищує ГДК.
Радіоактивні елементи можуть попадати в грунт і накопичуватися в ній у результаті випадання опадів від атомних вибухів або при видаленні рідких і твердих відходів промислових підприємств, АЕС або науково-дослідних установ, пов'язаних з вивченням і використанням атомної енергії. Радіоактивні речовини з грунтів потрапляють у рослини, потім в організми тварин і людини, накопичуються в них.
Значний вплив на хімічний склад грунтів надає сучасне сільське господарство, широко використовує добрива і різні хімічні речовини для боротьби з шкідниками, бур'янами та хворобами рослин. В даний час кількість речовин, хто в круговорот в процесі сільськогосподарської діяльності, приблизно таке ж, що і в процесі промислового виробництва. При цьому з кожним роком виробництво і застосування добрив і отрутохімікатів в сільському господарстві зростає. Невміле і безконтрольне використання їх призводить до порушення кругообігу речовин у біосфері.
Особливу небезпеку представляють стійкі органічні сполуки, що застосовуються в якості отрутохімікатів. Вони накопичуються в грунті, у воді, донних відкладах водойм. Але найголовніше - вони включаються в екологічні харчові ланцюги, переходять з грунту і води в рослини, потім у тварин, а в кінцевому результаті потрапляють з їжею в організм людини.
2.3 Забруднення природних вод
Під забрудненням водойм розуміється зниження їх біосферних функцій і економічного значення в результаті вступу до них шкідливих речовин.
Одним з основних забруднювачів води є нафта і нафтопродукти. Нафта може потрапляти у воду в результаті природних її виходів у районах залягання. Але основні джерела забруднення пов'язані з людською діяльністю: нафтовидобутком, транспортуванням, переробкою та використанням нафти як палива і промислової сировини.
З інших забруднювачів необхідно назвати метали (наприклад, ртуть, свинець, цинк, мідь, хром, олово, марганець), радіоактивні елементи, отрутохімікати, що надходять з сільськогосподарських полів, і стоки тваринницьких ферм. Невелику небезпеку для водного середовища з металів представляють ртуть, свинець і їх з'єднання.
Розширене виробництво (без очисних споруд) та застосування отрутохімікатів на полях призводять до сильного забруднення водойм шкідливими сполуками. Забруднення водного середовища відбувається в результаті прямого внесення отрутохімікатів при обробці водойм для боротьби з шкідниками, надходження у водойми води, що стікає з поверхні оброблених сільськогосподарських угідь, при скидання у водойми відходів підприємств-виробників, а також в результаті втрат при транспортуванні, зберіганні і частково з атмосферними опадами.
Поряд з отрутохімікатами сільськогосподарські стоки містять значну кількість залишків добрив (азоту, фосфору, калію), внесених на поля. Крім того, великі кількості органічних сполук азоту та фосфору потрапляють зі стоками від тваринницьких ферм, а також з каналізаційними стоками. Підвищення концентрації поживних речовин у грунті призводить до порушення біологічної рівноваги в водоймі.
Спочатку в такому водоймищі різко збільшується кількість мікроскопічних водоростей. Зі збільшенням кормової бази зростає кількість ракоподібних, риб та інших водних організмів. Потім відбувається відмирання величезної кількості організмів. Воно призводить до витрачання всіх запасів кисню, що міститься у воді, і накопичення сірководню. Обстановка у водоймі змінюється настільки, що він стає непридатним для існування будь-яких форм організмів. Водоймище поступово «вмирає».
Одним з видів забруднення водойм є теплове забруднення. Електростанції, промислові підприємства часто скидають підігріту воду у водойму. Це призводить до підвищення в ньому температури води. З підвищенням температури у водоймі зменшується кількість кисню, збільшується токсичність забруднюючих воду домішок, порушується біологічна рівновага.
У забрудненій воді з підвищенням температури починають бурхливо розмножуватися хвороботворні мікроорганізми і віруси. Потрапивши в питну воду, вони можуть викликати спалахи різних захворювань.
У ряді регіонів важливим джерелом прісної води були підземні води. Раніше вони вважалися найбільш чистими. Але в даний час в результаті господарської діяльності людини багато джерел підземної води також піддаються забрудненню. Нерідко це забруднення настільки велике, що вода з них стала непридатною для пиття.
Людство споживає на свої потреби величезна кількість прісної води. Основними її споживачами є промисловість і сільське господарство. Найбільш водоємні галузі промисловості - гірничодобувна, сталеливарна, хімічна, нафтохімічна, целюлозно-паперова і харчова. На них іде до 70% всієї води, що витрачається у промисловості. Головний же споживач прісної води - сільське господарство: на нього іде 60-80% усієї прісної води.
Вже в даний час недолік прісної води відчувають не тільки території, які природа обділила водними ресурсами, а й багато регіонів, ще недавно вважалися благополучними в цьому відношенні. В даний час потреба у прісній воді не задовольняється в 20% міського і 75% сільського населення планети.
Втручання людини у природні процеси торкнувся навіть великі річки (такі, як Волга, Дон, Дніпро), змінивши у бік зменшення обсяги переносимих водних мас (стік річок). Використовувана в сільському господарстві вода здебільшого витрачається на випар і утворення рослинної біомаси і, отже, не повертається у річки. Вже зараз у найбільш обжитих районах країни стік річок скоротився на 8%, а в таких рік, як Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Дуже драматична доля Аральського моря, по суті, припинив існування через надмірне забору вод річок Сирдар'ї та Амудар'ї на зрошення [4].
Обмежені запаси прісної води ще більше скорочуються через їх забруднення. Головну небезпеку представляють стічні води (промислові, сільськогосподарські та побутові), оскільки значна частина використаної води повертається у водні басейни у вигляді стічних вод.
3. Радіація та екологічні проблеми в біосфері
Радіаційні забруднення мають істотну відмінність від інших. Радіоактивні нукліди - це ядра нестабільних хімічних елементів, що випускають заряджені частинки і короткохвильові електромагнітні випромінювання. Саме ці частки і випромінювання, потрапляючи в організм людини руйнують клітини, внаслідок чого можуть виникнути різні хвороби, в тому числі й променева.
У біосфері всюди є природні джерела радіоактивності, і людина, як і всі живі організми, завжди піддавався природному опроміненню. Зовнішнє опромінення відбувається за рахунок випромінювання космічного походження та радіоактивних нуклідів, що знаходяться в навколишньому середовищі. Внутрішнє опромінення створюється радіоактивними елементами, які потрапляють в організм людини з повітрям, водою і їжею.
Для кількісної характеристики впливу випромінювання на людину використовують одиниці - біологічний еквівалент рентгена (бер) або зіверт (Зв): 1 Зв = 100 бер. Так як радіоактивне випромінювання може викликати серйозні зміни в організмі, кожна людина повинна знати допустимі його дози.
У результаті внутрішнього і зовнішнього опромінення працівників протягом року в середньому отримує дозу 0,1 бер і, отже, за все своє життя близько 7 бер. У цих дозах опромінення не приносить шкоди людині. Однак є такі місцевості, де щорічна доза вище середньої. Так, наприклад, люди, що живуть у високогірних районах, за рахунок космічного випромінювання можуть отримати дозу в кілька разів більшу. Великі дози випромінювання можуть бути в місцевостях, де вміст природних радіоактивних джерел велике. Так, наприклад, у Бразилії (
Найбільшу небезпеку становить радіоактивне забруднення біосфери в результаті діяльності людини. В даний час радіоактивні елементи досить широко використовуються в різних областях. Недбале ставлення до зберігання та транспортування цих елементів призводить до серйозних радіоактивним забрудненням. Радіоактивне зараження біосфери пов'язано, наприклад, з випробуваннями атомної зброї.
У другій половині нашого століття почали вводити в експлуатацію атомні електростанції, криголами, підводні човни з ядерними установками. При нормальній експлуатації об'єктів атомної енергії та промисловості забруднення навколишнього середовища радіоактивними нуклідами становить мізерну частку від природного фону. Інша ситуація складається при аваріях на атомних об'єктах.
В даний час все гостріше постає проблема складування та зберігання радіоактивних відходів військової промисловості і атомних електростанцій. З кожним роком вони становлять дедалі більшу небезпеку для навколишнього середовища. Таким чином, використання ядерної енергії поставило перед людством нові серйозні проблеми.
Господарська діяльність людини, набуваючи все більш глобального характеру, починає робити вельми відчутний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері. Ви вже дізналися про деякі результати діяльності людини та їх вплив на біосферу. На щастя, до певного рівня біосфера здатна до саморегуляції, що дозволяє звести до мінімуму негативні наслідки діяльності людини. Але існує межа, коли біосфера вже не в змозі підтримувати рівновагу. Починаються незворотні процеси, що призводять до екологічних катастроф. З ними людство вже зіткнулося у ряді регіонів планети.
Людство істотно змінило хід перебігу цілого ряду процесів в біосфері, в тому числі біохімічного кругообігу і міграції ряду елементів. В даний час, хоча і повільно, відбувається якісна та кількісна перебудова всієї біосфери планети. Вже виникла низка складних екологічних проблем біосфери, які необхідно вирішити найближчим часом.
«Парниковий ефект». Потепління клімату може призвести до інтенсивного танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану. Зміни, які можуть статися внаслідок цього, просто важко передбачити.
Вирішити цю проблему було б можна, скоротивши викиди вуглекислого газу в атмосферу і встановивши рівновагу в циклі кругообігу вуглецю.
Виснаження озонового шару. В останні роки вчені все з більшою тривогою відзначають виснаження озонового шару атмосфери, який є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання. Особливо швидко цей процес відбувається над полюсами планети, де з'явилися так звані озонові діри. Небезпека полягає в тому, що ультрафіолетове випромінювання згубно для живих організмів.
Основною причиною виснаження озонового шару є застосування людьми хлорфторуглеводородов (фреонів), широко використовуваних у виробництві та побуті як хладореагентов, піноутворювачів, розчинників. аерозолів. Фреони інтенсивно руйнують озон. Самі ж вони руйнуються дуже повільно, протягом 50-200 років. У
Під дією ультрафіолетового випромінювання молекули кисню (О2) розпадаються на вільні атоми, які в свою чергу можуть приєднуватися до інших молекул кисню з утворенням озону (О3). Вільні атоми кисню можуть також реагувати з молекулами озону, утворюючи дві молекули кисню. Таким чином, між киснем і озоном встановлюється і підтримується рівновага.
Однак забруднювачі типу фреонів каталізують (прискорюють) процес розкладання озону, порушуючи рівновагу між ним і киснем у бік зменшення концентрації озону.
З огляду на небезпеку, що нависла над планетою, міжнародне співтовариство зробило перший крок до вирішення цієї проблеми. Підписано міжнародну угоду, за якою виробництво фреонів у світі до
Масове зведення лісів - одна з найбільш важливих глобальних екологічних проблем сучасності.
Ви вже знаєте, що лісові суспільства відіграють найважливішу роль у нормальному функціонуванні природних екосистем. Вони поглинають атмосферні забруднення антропогенного походження, захищають грунт від ерозії, регулюють нормальний стік поверхневих вод, перешкоджають зниженню рівня грунтових вод і замулювання річок, каналів і водоймищ.
Зменшення площі лісів порушує процес кругообігу кисню і вуглецю в біосфері.
Зведення лісів тягне за собою загибель їх найбагатших флори і фауни. Людина збіднює образ своєї планети.
Проте здається, людство вже усвідомлює, що його існування на планеті нерозривно пов'язане з життям і добробутом лісових екосистем. Серйозні попередження учених, що пролунали в деклараціях Організації Об'єднаних Націй, інших міжнародних організацій, почали знаходити відгук. В останні роки в багатьох країнах світу стали успішно проводитися роботи по штучному лісорозведенню і організації високопродуктивних лісових плантацій.
Відходи виробництва. Найсерйознішої екологічною проблемою стали відходи промислового та сільськогосподарського виробництв. Ви вже знаєте, якої шкоди вони завдають навколишньому середовищі. В даний час робляться спроби зменшити кількість відходів, що забруднюють навколишнє середовище. З цією метою розробляються і встановлюються найскладніші фільтри, будуються дорогі очисні споруди та відстійники. Але практика показує, що вони хоч і знижують небезпека забруднення, все-таки не вирішують проблему. Відомо, що навіть при зробленому очищенні, включаючи біологічну, усі розчинені мінеральні речовини і до 10% органічних забруднюючих речовин залишаються в очищених стічних водах. Води такої якості можуть стати придатними для споживання тільки після багаторазового розведення чистою водою.
Очевидно, вирішення проблеми можливе при розробці та впровадженні у виробництво зовсім нових, замкнутих, безвідходних технологій. При їх застосуванні вода не буде скидатися, а буде багаторазово використовуватися в замкнутому циклі. Усі побічні продукти будуть не викидатися у вигляді відходів, а піддаватися глибокій переробці. Це створить умови для отримання додаткової потрібної людині продукції і убезпечить навколишнє середовище.
Сільське господарство. У сільськогосподарському виробництві важливо суворо дотримуватися правил агротехніки і стежити за нормами внесення добрив. Так як хімічні засоби боротьби зі шкідниками та бур'янами приводять до істотних порушень екологічної рівноваги, ведуться пошуки шляхів подолання цієї кризи в декількох напрямках.
Ведуться роботи по виведенню сортів рослин, стійких до сільськогосподарських шкідників і хвороб: створюються бактеріальні та вірусні препарати вибіркової дії, що вражають, наприклад, тільки комах - шкідників. Вишукуються шляхи і способи біологічної боротьби, тобто ведеться пошук Гідроелектростанція і розмноження природних ворогів, що знищують шкідливих комах. Розробляються виявляли високу препарати у складі гормонів, антигормонов та інших речовин, здатних діяти на біохімічні системи певних видів комах і не чинити відчутного дії на інші види комах чи інші організми.
Виробництво енергії. Дуже складні екологічні проблеми пов'язані з отриманням енергії на теплоелектро-енергетичних підприємствах. Потреба в енергії - одна з основних життєвих потреб людини. Енергія потрібна не тільки для нормальної діяльності сучасного складно організованого людського суспільства, але і для простого. Фізичного існування кожної людської організму. В даний час в основному електроенергію отримують на гідроелектростанціях, теплових і атомних станціях.
Гідроелектростанції на перший погляд є екологічно чистими підприємствами, які не завдають шкоди природі. Так вважали багато десятиліть. У нашій країні побудували багато найбільших ГЕС на великих річках. Тепер стало ясно, що цим будівництвом завдано великої шкоди й природі, і людям.
Перш за все, будівництво гребель на великих рівнинних річках призводить до затоплення величезних територій під водосховища. Це пов'язано з переселенням великої кількості людей і втратою пасовищних угідь.
По-друге, перегороджуючи річку, гребля створює нездоланні перешкоди на шляхах міграцій прохідних і напівпрохідних риб, що піднімаються на нерест у верхів'я річок.
По-третє, вода в сховищах застоюється, її проточність сповільнюється, що позначається на житті всіх живих істот, що мешкають в річці і біля річки.
По-четверте, місцеве підвищення води впливає на грунтові води, призводить до підтоплення, заболочування, до ерозії берегів і зсувів грунту.
Цей список негативних наслідків будівництва ГЕС на рівнинних річках можна продовжити. Великі висотні греблі на гірських річках також є джерела небезпеки, особливо в районах з високою сейсмічністю. У світовій практиці відомо декілька випадків, коли прорив таких гребель привів до величезних руйнувань і загибелі сотень і тисяч людей.
З екологічної точки зору - АЕС є найбільш чистими серед інших нині діючих енергетичних комплексів. Небезпека радіоактивних відходів повністю усвідомлюється, тому й конструкція, і експлуатаційні норми атомних електростанцій передбачають надійну ізоляцію від навколишнього середовища, принаймні, 99,999% всіх які утворюються радіоактивних відходів.
Не всі знають, що вугілля має невеликий природного радіоактивністю. Так як на ТЕС спалюються величезні обсяги палива, то її сумарні радіоактивні викиди виходять вище, ніж у АЕС. Але цей фактор другорядний в порівнянні з головним лихом від установки на органічному паливі, якої завдають природі і людям, - викидами в атмосферу хімічних сполук, які є продуктами згоряння.
Хоча АЕС екологічно чистіші, ніж просто електростанції, вони таять у собі велику потенційну небезпеку в разі серйозних аварій реактора. У цьому ми переконалися на прикладі Чорнобильської катастрофи. Таким чином, енергетика ставить, здавалося б, нерозв'язні екологічні проблеми. Пошуки рішення проблеми ведуться у кількох напрямках.
Вчені розробляють нові безпечні реактори для атомних станцій. Другий напрямок пов'язаний з використанням нетрадиційних відновлюваних джерел енергії. Це, перш за все енергія Сонця і вітру, тепло земних надр, теплова та механічна енергія океану. У багатьох країнах, у тому числі й у нас, вже створені не тільки досвідчені, а й промислові установки на цих джерелах енергії. Вони ще порівняно малопотужні. Але багато вчених вважають, що за ними велике майбутнє.
Висновок
Через збільшення масштабів антропогенного впливу (господарської діяльності людини), особливо в останнє століття, порушується рівновага в біосфері, що може призвести до необоротних процесів і поставити питання про можливість життя на планеті. Це пов'язано з розвитком промисловості, енергетики, транспорту, сільського господарства та інших видів діяльності людини без урахування можливостей біосфери Землі. Вже зараз перед людством постали серйозні екологічні проблеми, що вимагають негайного рішення.
Використана література
1. А. М. Владимиров, охорона навколишнього середовища / - Л.: Гидрометеоиздат, 1991
2. Г. А. Богдановський «Хімічна екологія» Видавництво Московського університету 1994
3. Є. О. Кріксунов, В.В. Пасічник, А.П. Сидорин «Екологія» Видавничий дім «Дрофа» 2005
4. Н. А. Агаджанян, В.І. Торшин «Екологія людини» ММП «Екоцентр», КРУК 2004