Зміст
1. Які зміни в сільському господарстві призводять до глобальних екологічних проблем
1.1. Побічна дія мінеральних добрив
1.2. Вплив пестицидів на екосистеми
2. Які екологічні фактори призводять до акселерації
2.1. Різні теорії акселерації
2.2. Вплив екології на акселерацію
Перелік літератури
1. Які зміни в сільському господарстві призводять до глобальних екологічних проблем
1.1. Побічна дія мінеральних добрив
Хімізація сільського господарства, що проводиться наростаючими темпами, займає далеко не останнє місце в ряду антропогенних факторів, що впливають на грунти і на природу в цілому.
У результаті інтенсивного використання добрив в природному середовищі розсіюється ряд хімічних елементів, що призводить до порушення кругообігу речовин.
Промисловий синтез азотних добрив та їх розсіювання по поверхні землі вносить серйозні зміни в його біогеохімічний кругообіг. Збільшення кількості азоту в природних середовищах за рахунок діяльності людини - небезпечне явище, так як вводяться в надлишку нітрати не повністю денітрифікуючі, а звідси рівновагу між процесами нітрифікації і денітрифікації порушується. Щорічно надлишок нітратів досягає 9 млн. тонн. Вони акумулюються в гідросфері, рослинах, а в дальній у харчових продуктах, викликають важке отруєння (рис. 1.1).
На відміну від азоту фосфор характеризується малою рухливістю, він майже повністю закріплюється в грунті, збагачуючи її. Разом з тим фосфорні добрива можуть викликати і негативні явища у вигляді накопичення фтору, токсичного для людини і тварин. Подібні явища спостерігаються і при використанні калійних добрив. Більшість їх містить значні кількості хлору, який часто накопичується у грунті та негативно впливає на її агрофізичні властивості. Помітне збільшення вмісту цинку та фтору в ночви пов'язано із застосуванням фосфорних добрив, до складу яких входять дані елементи.
Малюнок 1.1. - Забруднення середовища нітратами і небезпека захворювання людини (за М. Ф. Реймерс)
Додаткове внесення мінеральних добрив нерідко сприяє забрудненню грунтів важкими і токсичними металами, які через корм тварин потрапляють у їжу людини. Таким чином, забруднюючі речовини надають і прямий вплив (руйнування і зменшення врожаю) і непряме (акумуляція цих речовин у грунті, організмах тварин і харчових продуктах).
Звідси є необхідність збалансованого (за всіма необхідними макро-та мікроелементів), помірного застосування добрив, проведення обліку накопичення та визначення потенційної небезпеки для населення і тварин нітратів, нітритів та N-нітрозосоєдіненій, що містяться у водах, опадах, грунті та рослинах. Важливий також розрахунок максимально можливих рівнів забруднення азотними сполуками при зрошенні. Дані про баланс і рівновазі сполук азоту з взаємодіючими речовинами вод і грунтів повинні служити основою рекомендацій про норми, дозах і способах застосування мінеральних і органічних добрив, а також про використання біологічного азоту для кожної сільськогосподарської культури сівозміни.
Вапнування і внесення до дерново-підзолисті грунти органічних добрив - важлива умова зменшення шкідливих для навколишнього середовища втрат поживних речовин. Зниження грунтової кислотності підвищує ефективність добрив в цілому, а органічні добрива при цьому істотно збільшують водоутримуючу здатність грунту і сорбціоннис властивості, що підвищує її родючість покращує фізико-хімічні властивості в забезпечує більш повне використання рослинами поживних речовин, що містяться до грунту. [1]
1.2. Вплив пестицидів на екосистеми
Пестициди, застосовувані в сільському господарстві, належать до різних класів, головним чином, органічних сполук (хлорорганнческіе, фосфорорганічні, симетричного, гетероциклічні сполуки та ін), володіють токсичністю не тільки для шкідливих організмів, а й людину, тварин, несуть небезпеку для навколишнього середовища. Пестицид, яким би він не був, неминуче викликає глибокі зміни всієї екосистеми, до якої його запровадили. Із сукупності екологічних властивостей, притаманних усім пестицидів, дії їх ніколи не бувають однозначними:
1. Пестициди, як правило, мають широкий спектр токсичної дії як на види рослин, так і на види тварин. Звідси назви інсектициди, фунгіциди, гербіциди і т. д. вводять в оману, оскільки не дають уявлення про реальний діапазоні впливу цих речовин.
2. Пестициди дуже токсичні для тварин і людини.
3. Людина використовує пестициди для знищення обмеженого числа організмів, які становлять не більше 0,5% загального числа видів, що населяють біосферу, в той час як пестициди при застосуванні впливів на всі живі організми.
4. Пестициди завжди при проведенні захисних заходів спрямовані проти популяцій.
5. Дія пестицидів не залежить від щільності популяції, але їх використовують тільки в тому випадку, коли чисельність популяції шкідника досягає великого значення.
6. Нерідко застосовують значно більше пестицидів, ніж необхідно для знищення шкідника.
7. Площі, на яких використовують пестициди, значні, становлять сотні мільйонів гектарів.
8. Багато пестициди мають тривалим збереженням в грунті - від декількох місяців до 2-3 років, а іноді і більше.
Стабільність пестицидів небезпечна різними наслідками, які ще більше поглиблюють проблеми, пов'язані з цим видом забруднення.
Пестициди поширюються далеко за межами тих агроекосистем, де вони застосовуються. Навіть у випадку використання найменш летючих компонентів, більше 50% активних речовин у момент впливу переходить прямо в атмосферу. [1]
Велику небезпеку як джерело забруднення продуктів харчування пестицидами представляє грунт. У грунт пестициди поступають різними шляхами: при безпосередньому внесенні їх у грунт для знищення почвообітающіх шкідників, бур'янів, з протравленими насінням, знесення препаратів при обробці посівів польових культур, при необережному виконанні різних операцій з хімічними препаратами, при поверхневому стоці з вищерозташованих ділянок з опадами, зрошувальними, коллектсрно-дренажними і стічними водами, з частинками грунту при вітрової ерозії.
Пестициди після цілеспрямованого внесення або випадкового потрапляння в грунт можуть викликати у навколишньому середовищі такі зміни:
- Знищити шкідників та збудників хвороб сільськогосподарських культур, сміттєві рослини або змінити процеси росту і розвитку рослин у бажаному для людини напрямі, а потім мінералізуватися протягом різного періоду часу;
- Викликати небажані ефекти (фітотоксичної дії персистентних, наприклад, гербіцидів, на наступні культури, зміна хімічного складу культурних рослин в негативну сторону і т. п.).
Пестициди або продукти їх розпаду та перетворення по відношенню до грунтових мікроорганізмів, які значною мірою визначають родючість грунту, діють по-різному:
- Пригнічують їх зростання (деякі фунгіциди та засоби для дезінфекції грунту);
- Надає нейтрально-переважна дію (більшість інсектицидів);
- Змінюють їх видовий склад протягом певного періоду. [2]
Пестициди прямо чи опосередковано впливають на доступність поживних елементів, які, у свою чергу, впливають на персистентність хімічних засобів захисту рослин безпосередньо хімічним способом або зміною мікробіологічних процесів.
Після застосування пестицидів у сільському господарстві значна частина їх вимивається з грунту й потрапляє у водойми. Вони можуть погіршувати смак, запах і колір прісної води. Багато пестициди стійкі у водному середовищі і можуть накопичуватися в окремих органах тварин. Встановлено, що до 25% застосовуваних пестицидів потрапляє у водні екосистеми. Водний дренаж з полів, оброблених пестицидами, забруднює не тільки невеликі водойми, річки, а й естуарії (широке гирло річки, що впадають в море або океан). У Середній Азії при зрошенні сільськогосподарських культур колекторно-дренажними водами виноситься 1,1-2,5% хлорорганічних і 0,2-0,5% фосфорорганічних препаратів від загальної кількості внесених на поля. У скидних водах міститься 11,5% хлорорганічних сполук, які використовуються при першій і другій обробках полів, і близько 0,3% фосфорорганічних пестицидів. Сумарний винос пестицидів, включаючи і дефоліанти, складають 2,5-4,2% від кількості вживаних.
Заслуговує пильної уваги вивчення шляхів міграції пестицидів, що застосовуються в рисівництво. Вони легко потрапляють в колекторно-дренажні води і розносяться ними на великі відстані. Наприклад, пропанід виявляється в лиманах Азовського і Чорного морів. При аналізі понад десять видів риб (лин, лящ, окунь, судак, тарань та ін) в органах і тканинах був знайдений препарат і його метаболіти. Пропанід накопичується і у вищих водних рослинах. Водні організми здатні концентрувати пестициди, більшою чи меншою мірою стаючи джерелами розповсюдження їх по трофічних ланцюгів. Найбільшим коефіцієнтом кумуляції характеризуються водні безхребетні, особливо личинки деяких комах і ракоподібних.
Таким чином, застосування пестицидів тягне за собою негативні наслідки для окремих видів і біоценозів в цілому. З екологічної точки зору, розрізняють декілька форм впливу пестицидів. Перша категорія форм впливу називається демекологіческой, виражається сукупністю порушують впливів на рівні популяцій окремих видів, чутливих до якого-небудь фітосанітарному речовини. Наслідки подібних впливів виявляються швидко і обумовлені підвищеною токсичністю таких речовин для видів рослин і тварин. Це вимирання певної частини особин, що входять до складу зараженої популяції, прямо пропорційне дозі застосованого речовини. Пестицид є екологічним чинником, який не залежить від щільності популяції, тобто якою б не була чисельність популяції, що займає певну територію, дана концентрація пестицидів викличе однаковий відсоток смертності в популяції. Інші демекологіческіе ефекти характеризуються уповільненим дією. Наприклад, є пестициди, як вже було зазначено вище, мають властивість накопичуватися в харчовому ланцюзі до тих пір, поки тварина - харчової об'єкт хижака - не досягне критичного порога, з якого починається хронічна інтоксикація.
Крім високого рівня смертності внаслідок хронічної інтоксикації, є і інша форма впливу пестицидів на біологічні види, не настільки явна, але не менш шкідлива, яка виражається у зменшенні біотичного потенціалу виду.
Хронічна інтоксикація може змінити коефіцієнт народжуваності або шляхом зниження звичайної плодючості або зниження виживаності яєць і молодняку, або у зв'язку з дією зазначених факторів одночасно. Ці негативні впливи позначаються на біотичному потенціал і в гіршому випадку можуть призвести до повної безплідності популяції, що зазнала інтоксикації. Поряд з демекологіческімі впливами пестицидів розрізняють і биоценотические впливу. Так, якщо якась тварина абсолютно непомітно до даного пестициди, все ж чисельність його популяції може значно зменшитися через знищення тих рослин або тварин, які служать йому здобиччю або їжею. З іншого боку, руйнація гербіцидами рослини-хазяїна виключає з екосистеми тих комах та інших безхребетних, для яких ця рослина служило притулком і на якому вони паразитували.
Малюнок 2.2. - Основні наслідки екологічного впливу пестицидів (за Moore)
Інші екологічні наслідки застосування пестицидів характеризуються зростанням чисельності популяцій, щільність яких до застосування пестицидів була відносно невеликою. Зростання чисельності популяції може бути обумовлений зникненням конкуруючого виду, що має аналогічні вимоги до корму та умов гніздування або придушенням хижаків і паразитів.
Застосування пестицидів викликає незворотні потрясіння структури біоценозу, часто званого порушенням біологічної рівноваги (рис. 201). Іноді воно, як це не парадоксально, виявляється у збільшенні чисельності цієї популяції, яку збиралися знищити.
Широка міграція пестицидів з повітрям і опадами призвела до того, що вони, поширюючись повсюдно, в деяких регіонах планети вже призвели до серйозних порушень біологічної рівноваги.
У зв'язку з цим застосування пестицидів у сільському господарстві має бути строго регламентоване і використовуватися тільки в тому випадку, коли інші методи захисту (агротехнічні, селекційні, біологічні тощо) не дозволяють уникнути втрат врожаю вирощуваних культур від шкідників, хвороб і бур'янів. [1,2]
2. Які екологічні фактори призводять до акселерації
2.1. Різні теорії акселерації
Koch, шкільний лікар з Лейпцига, дуже докладно займався питаннями прискореного розвитку молоді. Для позначення цього процесу він ввів поняття акцелерація. На підставі свого досвіду він опублікував «теорію геліогенного прискорення». Відповідно до цієї теорії, сонце є джерелом первинного роздратування, що викликає прискорення зростання. Інтенсивна інсоляція на пляжах і під час занять спортом, полегшення доступу сонячного світла до тіла завдяки більш легкому одязі, більш тривале користування свіжим повітрям, перебування на дачі і в будинках відпочинку, посилена сонячна експозиція, кращі житлові умови з поліпшеними умовами освітлення, а також опромінення штучним гірським сонцем - все це наводиться в якості сприяючих факторів. Меншу інтенсивність росту до першої світової війни Koch пояснює браком вітаміну D при достатньої загальної калорійності їжі. Додатком до їжі вітаміну D, який діє більш активно під впливом ультрафіолетових променів, дається дітям стимулюючий зростання живильна речовина, що за допомогою більш тривалої інсоляції повністю активізується і сприяє прискореному росту дітей.
Все ж таки ця теорія не може пояснити бачимо протягом майже 100 років збільшення розмірів тіла. Вона також не дозволяє відповісти і на ряд питань, що виникають у зв'язку з постійно виявляються відмінностями між міськими та сільськими дітьми, між дітьми багатих і бідних сімей. Відповідно до цієї теорії у сільських дітей мають бути у всякому разі найкращі показники в порівнянні з міськими дітьми, бо, незважаючи на всі гальмують фактори (наприклад, рання фізичне навантаження при тяжких сільськогосподарських роботах), сільська молодь безсумнівно відчуває значно більш інтенсивна дія сонця. Це обумовлено вже самим способом життя, пов'язаним з більш тривалим перебуванням на свіжому повітрі, а також тим, що в сільській місцевості сонячне світло не зустрічає перешкод, у той час як у великих містах шар пилу і випарів обмежує його ефективність. [5]
У біології давно відомий закон, згідно з яким при близькоспоріднених зв'язках батьків діти народжуються ослабленими, часто хворіють, погано розвиваються і ростуть. І навпаки, потомство від батьків з великими відмінностями в спадковості (генофонді) більш велике, життєздатний. Так що цілком логічно бачити причину деяких хвиль акселерації в генетичній віддаленості батьків і матерів, якщо ця віддаленість ... не дуже далека. Нещодавно з'явилися дослідження, що доводять, що між збільшенням росту дітей і відмінностями батьків є оптимум. При зсуві від нього у бік значно меншого чи ще більшої відстані між батьком і матір'ю ефект може виявитися з негативною величиною. Так що не всяке «змішання народів» автоматично призводить до збільшення росту. У той же час відносної замкнутістю і вузькістю кола шлюбних зв'язків жителів високогірних районів Дагестану, Непалу, Індії, аборигенів Північної Америки та Австралії можна, напевно, пояснити той факт, що акселерація пройшла повз населення цих регіонів Землі.
Ще варіація на тему про акселерації. На початку сімдесятих з різних країн повідомлення про незвичайні приростах і прирости юного покоління. Здавалося, кінця-краю цьому не буде, і раптом у середині 70-х років захоплення вичерпалися, Чудеса, та й годі!
- Не чудеса, а закон природи, - сказав професор А. Л. Чижевський. Він звернув увагу на зв'язок стихійних лих, голоду, епідемій з періодами посилення сонячної активності, яка змінюється кожні 10-11 років. Природно, за час еволюції людство повинно було якось пристосуватися до років високої активності нашого світила, бо інакше це загрожувало неминучою загибеллю. І людство виробило оригінальний шлях самозбереження, який полягав у тому, щоб уберегти від пошкодження хоча б найбільш уразливі етапи життя потомства: внутрішньоутробний розвиток і статеве дозрівання. Ось що про це пише відомий антрополог, професор Б. А. Никитюк: «Можна вважати точно встановленим, що в роки активного Сонця розміри новонароджених менше. Це полегшує пологи. У народилися під знаком бурхливого світила статеве дозрівання наступає в 15-16 років. Природа ніби «відтягує» відповідальний момент до більш спокійній пори. Ті ж, хто народився в рік «спокійного» Сонця, дозрівають вже років через 10-11. Точно поспішають встигнути до критичного часу ». Тепер легко зрозуміти, чому акселерація пішла на спад у сімдесятих роках. Це був період активного Сонця. [4]
1. Які зміни в сільському господарстві призводять до глобальних екологічних проблем
1.1. Побічна дія мінеральних добрив
1.2. Вплив пестицидів на екосистеми
2. Які екологічні фактори призводять до акселерації
2.1. Різні теорії акселерації
2.2. Вплив екології на акселерацію
Перелік літератури
1. Які зміни в сільському господарстві призводять до глобальних екологічних проблем
1.1. Побічна дія мінеральних добрив
Хімізація сільського господарства, що проводиться наростаючими темпами, займає далеко не останнє місце в ряду антропогенних факторів, що впливають на грунти і на природу в цілому.
У результаті інтенсивного використання добрив в природному середовищі розсіюється ряд хімічних елементів, що призводить до порушення кругообігу речовин.
Промисловий синтез азотних добрив та їх розсіювання по поверхні землі вносить серйозні зміни в його біогеохімічний кругообіг. Збільшення кількості азоту в природних середовищах за рахунок діяльності людини - небезпечне явище, так як вводяться в надлишку нітрати не повністю денітрифікуючі, а звідси рівновагу між процесами нітрифікації і денітрифікації порушується. Щорічно надлишок нітратів досягає 9 млн. тонн. Вони акумулюються в гідросфері, рослинах, а в дальній у харчових продуктах, викликають важке отруєння (рис. 1.1).
На відміну від азоту фосфор характеризується малою рухливістю, він майже повністю закріплюється в грунті, збагачуючи її. Разом з тим фосфорні добрива можуть викликати і негативні явища у вигляді накопичення фтору, токсичного для людини і тварин. Подібні явища спостерігаються і при використанні калійних добрив. Більшість їх містить значні кількості хлору, який часто накопичується у грунті та негативно впливає на її агрофізичні властивості. Помітне збільшення вмісту цинку та фтору в ночви пов'язано із застосуванням фосфорних добрив, до складу яких входять дані елементи.
Малюнок 1.1. - Забруднення середовища нітратами і небезпека захворювання людини (за М. Ф. Реймерс)
Додаткове внесення мінеральних добрив нерідко сприяє забрудненню грунтів важкими і токсичними металами, які через корм тварин потрапляють у їжу людини. Таким чином, забруднюючі речовини надають і прямий вплив (руйнування і зменшення врожаю) і непряме (акумуляція цих речовин у грунті, організмах тварин і харчових продуктах).
Звідси є необхідність збалансованого (за всіма необхідними макро-та мікроелементів), помірного застосування добрив, проведення обліку накопичення та визначення потенційної небезпеки для населення і тварин нітратів, нітритів та N-нітрозосоєдіненій, що містяться у водах, опадах, грунті та рослинах. Важливий також розрахунок максимально можливих рівнів забруднення азотними сполуками при зрошенні. Дані про баланс і рівновазі сполук азоту з взаємодіючими речовинами вод і грунтів повинні служити основою рекомендацій про норми, дозах і способах застосування мінеральних і органічних добрив, а також про використання біологічного азоту для кожної сільськогосподарської культури сівозміни.
Вапнування і внесення до дерново-підзолисті грунти органічних добрив - важлива умова зменшення шкідливих для навколишнього середовища втрат поживних речовин. Зниження грунтової кислотності підвищує ефективність добрив в цілому, а органічні добрива при цьому істотно збільшують водоутримуючу здатність грунту і сорбціоннис властивості, що підвищує її родючість покращує фізико-хімічні властивості в забезпечує більш повне використання рослинами поживних речовин, що містяться до грунту. [1]
1.2. Вплив пестицидів на екосистеми
Пестициди, застосовувані в сільському господарстві, належать до різних класів, головним чином, органічних сполук (хлорорганнческіе, фосфорорганічні, симетричного, гетероциклічні сполуки та ін), володіють токсичністю не тільки для шкідливих організмів, а й людину, тварин, несуть небезпеку для навколишнього середовища. Пестицид, яким би він не був, неминуче викликає глибокі зміни всієї екосистеми, до якої його запровадили. Із сукупності екологічних властивостей, притаманних усім пестицидів, дії їх ніколи не бувають однозначними:
1. Пестициди, як правило, мають широкий спектр токсичної дії як на види рослин, так і на види тварин. Звідси назви інсектициди, фунгіциди, гербіциди і т. д. вводять в оману, оскільки не дають уявлення про реальний діапазоні впливу цих речовин.
2. Пестициди дуже токсичні для тварин і людини.
3. Людина використовує пестициди для знищення обмеженого числа організмів, які становлять не більше 0,5% загального числа видів, що населяють біосферу, в той час як пестициди при застосуванні впливів на всі живі організми.
4. Пестициди завжди при проведенні захисних заходів спрямовані проти популяцій.
5. Дія пестицидів не залежить від щільності популяції, але їх використовують тільки в тому випадку, коли чисельність популяції шкідника досягає великого значення.
6. Нерідко застосовують значно більше пестицидів, ніж необхідно для знищення шкідника.
7. Площі, на яких використовують пестициди, значні, становлять сотні мільйонів гектарів.
8. Багато пестициди мають тривалим збереженням в грунті - від декількох місяців до 2-3 років, а іноді і більше.
Стабільність пестицидів небезпечна різними наслідками, які ще більше поглиблюють проблеми, пов'язані з цим видом забруднення.
Пестициди поширюються далеко за межами тих агроекосистем, де вони застосовуються. Навіть у випадку використання найменш летючих компонентів, більше 50% активних речовин у момент впливу переходить прямо в атмосферу. [1]
Велику небезпеку як джерело забруднення продуктів харчування пестицидами представляє грунт. У грунт пестициди поступають різними шляхами: при безпосередньому внесенні їх у грунт для знищення почвообітающіх шкідників, бур'янів, з протравленими насінням, знесення препаратів при обробці посівів польових культур, при необережному виконанні різних операцій з хімічними препаратами, при поверхневому стоці з вищерозташованих ділянок з опадами, зрошувальними, коллектсрно-дренажними і стічними водами, з частинками грунту при вітрової ерозії.
Пестициди після цілеспрямованого внесення або випадкового потрапляння в грунт можуть викликати у навколишньому середовищі такі зміни:
- Знищити шкідників та збудників хвороб сільськогосподарських культур, сміттєві рослини або змінити процеси росту і розвитку рослин у бажаному для людини напрямі, а потім мінералізуватися протягом різного періоду часу;
- Викликати небажані ефекти (фітотоксичної дії персистентних, наприклад, гербіцидів, на наступні культури, зміна хімічного складу культурних рослин в негативну сторону і т. п.).
Пестициди або продукти їх розпаду та перетворення по відношенню до грунтових мікроорганізмів, які значною мірою визначають родючість грунту, діють по-різному:
- Пригнічують їх зростання (деякі фунгіциди та засоби для дезінфекції грунту);
- Надає нейтрально-переважна дію (більшість інсектицидів);
- Змінюють їх видовий склад протягом певного періоду. [2]
Пестициди прямо чи опосередковано впливають на доступність поживних елементів, які, у свою чергу, впливають на персистентність хімічних засобів захисту рослин безпосередньо хімічним способом або зміною мікробіологічних процесів.
Після застосування пестицидів у сільському господарстві значна частина їх вимивається з грунту й потрапляє у водойми. Вони можуть погіршувати смак, запах і колір прісної води. Багато пестициди стійкі у водному середовищі і можуть накопичуватися в окремих органах тварин. Встановлено, що до 25% застосовуваних пестицидів потрапляє у водні екосистеми. Водний дренаж з полів, оброблених пестицидами, забруднює не тільки невеликі водойми, річки, а й естуарії (широке гирло річки, що впадають в море або океан). У Середній Азії при зрошенні сільськогосподарських культур колекторно-дренажними водами виноситься 1,1-2,5% хлорорганічних і 0,2-0,5% фосфорорганічних препаратів від загальної кількості внесених на поля. У скидних водах міститься 11,5% хлорорганічних сполук, які використовуються при першій і другій обробках полів, і близько 0,3% фосфорорганічних пестицидів. Сумарний винос пестицидів, включаючи і дефоліанти, складають 2,5-4,2% від кількості вживаних.
Заслуговує пильної уваги вивчення шляхів міграції пестицидів, що застосовуються в рисівництво. Вони легко потрапляють в колекторно-дренажні води і розносяться ними на великі відстані. Наприклад, пропанід виявляється в лиманах Азовського і Чорного морів. При аналізі понад десять видів риб (лин, лящ, окунь, судак, тарань та ін) в органах і тканинах був знайдений препарат і його метаболіти. Пропанід накопичується і у вищих водних рослинах. Водні організми здатні концентрувати пестициди, більшою чи меншою мірою стаючи джерелами розповсюдження їх по трофічних ланцюгів. Найбільшим коефіцієнтом кумуляції характеризуються водні безхребетні, особливо личинки деяких комах і ракоподібних.
Таким чином, застосування пестицидів тягне за собою негативні наслідки для окремих видів і біоценозів в цілому. З екологічної точки зору, розрізняють декілька форм впливу пестицидів. Перша категорія форм впливу називається демекологіческой, виражається сукупністю порушують впливів на рівні популяцій окремих видів, чутливих до якого-небудь фітосанітарному речовини. Наслідки подібних впливів виявляються швидко і обумовлені підвищеною токсичністю таких речовин для видів рослин і тварин. Це вимирання певної частини особин, що входять до складу зараженої популяції, прямо пропорційне дозі застосованого речовини. Пестицид є екологічним чинником, який не залежить від щільності популяції, тобто якою б не була чисельність популяції, що займає певну територію, дана концентрація пестицидів викличе однаковий відсоток смертності в популяції. Інші демекологіческіе ефекти характеризуються уповільненим дією. Наприклад, є пестициди, як вже було зазначено вище, мають властивість накопичуватися в харчовому ланцюзі до тих пір, поки тварина - харчової об'єкт хижака - не досягне критичного порога, з якого починається хронічна інтоксикація.
Крім високого рівня смертності внаслідок хронічної інтоксикації, є і інша форма впливу пестицидів на біологічні види, не настільки явна, але не менш шкідлива, яка виражається у зменшенні біотичного потенціалу виду.
Хронічна інтоксикація може змінити коефіцієнт народжуваності або шляхом зниження звичайної плодючості або зниження виживаності яєць і молодняку, або у зв'язку з дією зазначених факторів одночасно. Ці негативні впливи позначаються на біотичному потенціал і в гіршому випадку можуть призвести до повної безплідності популяції, що зазнала інтоксикації. Поряд з демекологіческімі впливами пестицидів розрізняють і биоценотические впливу. Так, якщо якась тварина абсолютно непомітно до даного пестициди, все ж чисельність його популяції може значно зменшитися через знищення тих рослин або тварин, які служать йому здобиччю або їжею. З іншого боку, руйнація гербіцидами рослини-хазяїна виключає з екосистеми тих комах та інших безхребетних, для яких ця рослина служило притулком і на якому вони паразитували.
Малюнок 2.2. - Основні наслідки екологічного впливу пестицидів (за Moore)
Інші екологічні наслідки застосування пестицидів характеризуються зростанням чисельності популяцій, щільність яких до застосування пестицидів була відносно невеликою. Зростання чисельності популяції може бути обумовлений зникненням конкуруючого виду, що має аналогічні вимоги до корму та умов гніздування або придушенням хижаків і паразитів.
Застосування пестицидів викликає незворотні потрясіння структури біоценозу, часто званого порушенням біологічної рівноваги (рис. 201). Іноді воно, як це не парадоксально, виявляється у збільшенні чисельності цієї популяції, яку збиралися знищити.
Широка міграція пестицидів з повітрям і опадами призвела до того, що вони, поширюючись повсюдно, в деяких регіонах планети вже призвели до серйозних порушень біологічної рівноваги.
У зв'язку з цим застосування пестицидів у сільському господарстві має бути строго регламентоване і використовуватися тільки в тому випадку, коли інші методи захисту (агротехнічні, селекційні, біологічні тощо) не дозволяють уникнути втрат врожаю вирощуваних культур від шкідників, хвороб і бур'янів. [1,2]
2. Які екологічні фактори призводять до акселерації
2.1. Різні теорії акселерації
Koch, шкільний лікар з Лейпцига, дуже докладно займався питаннями прискореного розвитку молоді. Для позначення цього процесу він ввів поняття акцелерація. На підставі свого досвіду він опублікував «теорію геліогенного прискорення». Відповідно до цієї теорії, сонце є джерелом первинного роздратування, що викликає прискорення зростання. Інтенсивна інсоляція на пляжах і під час занять спортом, полегшення доступу сонячного світла до тіла завдяки більш легкому одязі, більш тривале користування свіжим повітрям, перебування на дачі і в будинках відпочинку, посилена сонячна експозиція, кращі житлові умови з поліпшеними умовами освітлення, а також опромінення штучним гірським сонцем - все це наводиться в якості сприяючих факторів. Меншу інтенсивність росту до першої світової війни Koch пояснює браком вітаміну D при достатньої загальної калорійності їжі. Додатком до їжі вітаміну D, який діє більш активно під впливом ультрафіолетових променів, дається дітям стимулюючий зростання живильна речовина, що за допомогою більш тривалої інсоляції повністю активізується і сприяє прискореному росту дітей.
Все ж таки ця теорія не може пояснити бачимо протягом майже 100 років збільшення розмірів тіла. Вона також не дозволяє відповісти і на ряд питань, що виникають у зв'язку з постійно виявляються відмінностями між міськими та сільськими дітьми, між дітьми багатих і бідних сімей. Відповідно до цієї теорії у сільських дітей мають бути у всякому разі найкращі показники в порівнянні з міськими дітьми, бо, незважаючи на всі гальмують фактори (наприклад, рання фізичне навантаження при тяжких сільськогосподарських роботах), сільська молодь безсумнівно відчуває значно більш інтенсивна дія сонця. Це обумовлено вже самим способом життя, пов'язаним з більш тривалим перебуванням на свіжому повітрі, а також тим, що в сільській місцевості сонячне світло не зустрічає перешкод, у той час як у великих містах шар пилу і випарів обмежує його ефективність. [5]
У біології давно відомий закон, згідно з яким при близькоспоріднених зв'язках батьків діти народжуються ослабленими, часто хворіють, погано розвиваються і ростуть. І навпаки, потомство від батьків з великими відмінностями в спадковості (генофонді) більш велике, життєздатний. Так що цілком логічно бачити причину деяких хвиль акселерації в генетичній віддаленості батьків і матерів, якщо ця віддаленість ... не дуже далека. Нещодавно з'явилися дослідження, що доводять, що між збільшенням росту дітей і відмінностями батьків є оптимум. При зсуві від нього у бік значно меншого чи ще більшої відстані між батьком і матір'ю ефект може виявитися з негативною величиною. Так що не всяке «змішання народів» автоматично призводить до збільшення росту. У той же час відносної замкнутістю і вузькістю кола шлюбних зв'язків жителів високогірних районів Дагестану, Непалу, Індії, аборигенів Північної Америки та Австралії можна, напевно, пояснити той факт, що акселерація пройшла повз населення цих регіонів Землі.
Ще варіація на тему про акселерації. На початку сімдесятих з різних країн повідомлення про незвичайні приростах і прирости юного покоління. Здавалося, кінця-краю цьому не буде, і раптом у середині 70-х років захоплення вичерпалися, Чудеса, та й годі!
- Не чудеса, а закон природи, - сказав професор А. Л. Чижевський. Він звернув увагу на зв'язок стихійних лих, голоду, епідемій з періодами посилення сонячної активності, яка змінюється кожні 10-11 років. Природно, за час еволюції людство повинно було якось пристосуватися до років високої активності нашого світила, бо інакше це загрожувало неминучою загибеллю. І людство виробило оригінальний шлях самозбереження, який полягав у тому, щоб уберегти від пошкодження хоча б найбільш уразливі етапи життя потомства: внутрішньоутробний розвиток і статеве дозрівання. Ось що про це пише відомий антрополог, професор Б. А. Никитюк: «Можна вважати точно встановленим, що в роки активного Сонця розміри новонароджених менше. Це полегшує пологи. У народилися під знаком бурхливого світила статеве дозрівання наступає в 15-16 років. Природа ніби «відтягує» відповідальний момент до більш спокійній пори. Ті ж, хто народився в рік «спокійного» Сонця, дозрівають вже років через 10-11. Точно поспішають встигнути до критичного часу ». Тепер легко зрозуміти, чому акселерація пішла на спад у сімдесятих роках. Це був період активного Сонця. [4]
З інших гіпотез акселерації заслуговує на увагу та, що намагається пояснити феномен прискореного росту дітей впливом урбанізації. Безперечно, у великих містах жити комфортніше, краще харчування, досконаліше всі види обслуговування, в тому числі і медичного, вище психоемоційний тонус населення, а значить, і стресова активність. Все це може сприяти зростанню і розвитку дитини. Але ось що цікаво: прискорене зростання дітей в містах стає все менш помітним в порівнянні з сільською місцевістю. У чому ж справа? Село наздоганяє місто за умовами життя? І це теж, але головна причина, мабуть, в іншому.
Переваги, які на перших порах несла урбанізація, поступово перетворюються на її недоліки, що негативно впливають на ріст молодого покоління. До них відносяться: забруднення навколишнього середовища, гіподинамія, рафінована висококалорійна і надлишкова їжа, шум, скупченість населення, стреси, перевтома, психоемоційні та інформаційні перевантаження і багато іншого, явно заважає людині нормально рости. [6]
2.2 Вплив екології на акселерацію
Найсильнішим мутагеном є іонізуюча радіація, яка може викликати ураження як соматичних (бластоматоз), так і статевих клітин (спадкові захворювання). Іонізуюча радіація відноситься до глобальних чинників, до її впливу особливо чутливі діти. Сформований в еволюції рівень мутагенезу (близько 4% генетичних ушкоджень у кожному поколінні) приблизно на 10% обумовлений природним фоном радіації, який в останні десятиліття підвищується сам, і разом з ним - і рівень генетичних пошкоджень.
Більш широке використання атомної енергії може представляти реальну загрозу суспільству, тому що у великих обсягах накопичуються радіоактивні відходи, які важко знешкодити. Але найбільшу небезпеку для людини становить виробництво атомної зброї. [7,8]
Серед факторів навколишнього середовища також зростає частка впливу на людину електромагнітних полів різної частоти. У літературі відображені різноманітні негативні впливи електромагнітних полів на організм експериментальних тварин.
Крім того, на організм безпосередньо впливає ультрафіолетове випромінювання. Виявлено його вплив на систему гіпоталамус-гіпофіз - надниркові залози: слабоерітемние дози стимулюють активність симпатичного відділу вегетативної нервової системи, великі дози призводять до зворотного дії і пригнічення тканинного дихання.
За відповідних фізіологічних дозах опромінення має місце підвищення активності ферментів, які беруть участь у процесах переамінування та підвищення синтезу білка, що в кінцевому рахунку призводить до підвищення показників довжини і маси тіла організму.
Також слід брати до уваги природний фон сонячної радіації і космічних випромінювань, що роблять істотний вплив на біосферу і людину.
Різні цикли сонячної активності викликають відому активацію і в біологічних системах; встановлена кореляція між цими циклами і епідеміями та епізоотіями, зв'язок потоку радіохвиль і випадків лейкопенії і порушень деяких констант внутрішнього середовища організму. Різкі зміни сонячної активності (магнітні бурі тощо) тягнуть за собою підвищення захворюваності серцево-судинної системи та органів дихання і більш високу смертність серед дітей та осіб похилого віку. [7]
Значення аналізованих чинників підвищилося в період науково-технічного прогресу, який справив значний вплив на підвищення соціально-економічного рівня та санітарно-гігієнічних умов життя населення, що не могло не відбитися на стані здоров'я дітей. Проте науково-технічний прогрес має і негативні сторони, зокрема, розширення та інтенсифікація виробництва різко підвищили забруднення навколишнього середовища, яке зараз у ряді місць оцінюється як небезпечне для здоров'я людини та її майбутніх поколінь. У цих умовах можуть зрушуватися деякі біологічні константи людини і змінюватися процеси росту і розвитку дітей.
Нормальний розвиток організму йде при безперервній взаємодії з факторами середовища в тому обсязі і напрямку, які склалися в філогенезі. Зміна звичайних факторів за силою чи вплив нових чинників змінює перебіг біологічних процесів в організмі. У звичайних умовах динамічність комплексу, обумовлена безліччю факторів, які його складають, і мінливістю кожного фактора, врівноважується складними механізмами регуляції організму, що росте. Зміни середовища проживання викликають у людини відповідні адаптивні реакції, генетично запрограмовані в ході еволюційного процесу, а екстремальні впливи, зачіпаючи в ряді випадків генетичний апарат соматичних і статевих клітин, можуть посилювати мутагенез і підвищення варіабельності відповідних реакцій організму. Абсолютно нові чинники навколишнього середовища можуть виявитися сильними мутагенами, до яких процес видовий адаптації буде формуватися через адаптацію та природний відбір окремих індивідів, але це для людства важкий процес, і тому він повинен бути попереджено розумними заходами охорони навколишнього середовища.
Зазвичай під впливом різних факторів середовища виникають як специфічні реакції, так і загальні неспецифічні, що характеризують цілісну реакцію пристосування організму до дії шкідливих факторів: істинні адаптації, порушення адекватної адаптації або стан неспецифічно підвищеної опірності. Виникнення тієї чи іншої реакції зумовлений не тільки характером фактора і його силою, але й віковими, індивідуальними особливостями організму і його станом здоров'я. [3]
Вивчення впливу факторів НТП у дослідженнях проводилося у двох напрямках: по зіставленню рівня фізичного розвитку школярів двох міст з різним фоном забруднення повітря і шляхом оцінки впливу факторів НТП опосередковано, через організм матері і батька (виробничі шкідливості), з урахуванням впливу інших факторів.
Вивчався фізичний розвиток школярів у 2 містах, близьких за соціальним складом населення, матеріально-економічному рівню, але розрізняються за характером і рівнем забруднення атмосферного повітря. Відомості про забруднення зовнішнього середовища цих міст викидами різних промислових, побутових підприємств та автотранспортом отримані в результаті досліджень атмосферного повітря, води, грунту, рослинності та біоматеріалів, проведених співробітниками кафедри загальної гігієни медичного інституту, а також СЕС і гідрометеослужби. Результати впливу забруднень на стан здоров'я школярів представлені за даними індивідуальної оцінки фізичного розвитку, згрупованих в типологічні групи (табл. 2.1). Як видно з табл. 2.1, особливості розподілу типологічних груп школярів мають певні відмінності: у м. Р. більше учнів типів III і VII, але менше учнів II типу, за іншими оціночними групам відмінності неістотні.
Таблиця 2.1 - Розподіл школярів за типами фізичного розвитку в містах з різним рівнем забруднення повітряного середовища (у відсотках)
Нижче наведено аналіз рівня фізичного розвитку школярів за трьома різними пунктами: центр (1), окраїна міста (2), робітниче селище (3), розташований у межах санітарної зони (табл. 2.2).
Таблиця 2.2 - Розподіл школярів за типами фізичного розвитку в трьох пунктах міста Р з різним рівнем забруднення повітряного середовища (у відсотках).
Як видно з табл. 2.2, зв'язок рівня фізичного розвитку школярів і забруднення в кожному пункті виявляється ще більш чітко. У пунктах з найбільшим ступенем забруднення повітря виявлені наступні результати: більше дітей із зниженою і низькою довжиною тіла, знижено кількість дітей із середнім і високим фізичним розвитком і кілька підвищено - з порушеннями жирового обміну.
Аналіз отриманих даних, дозволяє припускати, що комплекс факторів, що визначають різний рівень забруднення атмосферного повітря, по-різному впливає на процеси росту і розвитку, а підвищення рівня забруднення (і деякі хімічні компоненти його) уповільнює ці процеси і сприяє формуванню ожиріння у дітей. [5]
Перелік літератури
1. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології .- К.: МАУП, 2002.-296с., Іл. З :183-192 ,199-219
2. Джигирей В.С., Старожук М.М. Основи екології та охорони навколишнього середовища. - Львів: Афіша, 2001 - 272 с. З: 84-89,112-115
3. Гавриленко Б.Б. Соціальна екологія. - Запоріжжя: дике поле, 2001 - 240 с. З :38-41
4. Залеський М.З. Чи можна підрости. - М.: Знание, 1997 - 96с.
5. Зельцер А. Причини і форми прояву прискореного зростання. - М.: Медицина, 1990 - 60с. З :18-33.
6. Дорожнова К.П. Рольсоціальних і біологічних факторів у розвитку дитини. - М.: Медицина, 1980 - 160с. З :122-125.
7. Бака М.Т., Барабін О.М. Радіоекологія. - М.: Екологія, 2001 - 150с.
8. Хол Е Дж. Радіація і життя. - М.: Екологія, 2001 - 340С
Переваги, які на перших порах несла урбанізація, поступово перетворюються на її недоліки, що негативно впливають на ріст молодого покоління. До них відносяться: забруднення навколишнього середовища, гіподинамія, рафінована висококалорійна і надлишкова їжа, шум, скупченість населення, стреси, перевтома, психоемоційні та інформаційні перевантаження і багато іншого, явно заважає людині нормально рости. [6]
2.2 Вплив екології на акселерацію
Найсильнішим мутагеном є іонізуюча радіація, яка може викликати ураження як соматичних (бластоматоз), так і статевих клітин (спадкові захворювання). Іонізуюча радіація відноситься до глобальних чинників, до її впливу особливо чутливі діти. Сформований в еволюції рівень мутагенезу (близько 4% генетичних ушкоджень у кожному поколінні) приблизно на 10% обумовлений природним фоном радіації, який в останні десятиліття підвищується сам, і разом з ним - і рівень генетичних пошкоджень.
Більш широке використання атомної енергії може представляти реальну загрозу суспільству, тому що у великих обсягах накопичуються радіоактивні відходи, які важко знешкодити. Але найбільшу небезпеку для людини становить виробництво атомної зброї. [7,8]
Серед факторів навколишнього середовища також зростає частка впливу на людину електромагнітних полів різної частоти. У літературі відображені різноманітні негативні впливи електромагнітних полів на організм експериментальних тварин.
Крім того, на організм безпосередньо впливає ультрафіолетове випромінювання. Виявлено його вплив на систему гіпоталамус-гіпофіз - надниркові залози: слабоерітемние дози стимулюють активність симпатичного відділу вегетативної нервової системи, великі дози призводять до зворотного дії і пригнічення тканинного дихання.
За відповідних фізіологічних дозах опромінення має місце підвищення активності ферментів, які беруть участь у процесах переамінування та підвищення синтезу білка, що в кінцевому рахунку призводить до підвищення показників довжини і маси тіла організму.
Також слід брати до уваги природний фон сонячної радіації і космічних випромінювань, що роблять істотний вплив на біосферу і людину.
Різні цикли сонячної активності викликають відому активацію і в біологічних системах; встановлена кореляція між цими циклами і епідеміями та епізоотіями, зв'язок потоку радіохвиль і випадків лейкопенії і порушень деяких констант внутрішнього середовища організму. Різкі зміни сонячної активності (магнітні бурі тощо) тягнуть за собою підвищення захворюваності серцево-судинної системи та органів дихання і більш високу смертність серед дітей та осіб похилого віку. [7]
Значення аналізованих чинників підвищилося в період науково-технічного прогресу, який справив значний вплив на підвищення соціально-економічного рівня та санітарно-гігієнічних умов життя населення, що не могло не відбитися на стані здоров'я дітей. Проте науково-технічний прогрес має і негативні сторони, зокрема, розширення та інтенсифікація виробництва різко підвищили забруднення навколишнього середовища, яке зараз у ряді місць оцінюється як небезпечне для здоров'я людини та її майбутніх поколінь. У цих умовах можуть зрушуватися деякі біологічні константи людини і змінюватися процеси росту і розвитку дітей.
Нормальний розвиток організму йде при безперервній взаємодії з факторами середовища в тому обсязі і напрямку, які склалися в філогенезі. Зміна звичайних факторів за силою чи вплив нових чинників змінює перебіг біологічних процесів в організмі. У звичайних умовах динамічність комплексу, обумовлена безліччю факторів, які його складають, і мінливістю кожного фактора, врівноважується складними механізмами регуляції організму, що росте. Зміни середовища проживання викликають у людини відповідні адаптивні реакції, генетично запрограмовані в ході еволюційного процесу, а екстремальні впливи, зачіпаючи в ряді випадків генетичний апарат соматичних і статевих клітин, можуть посилювати мутагенез і підвищення варіабельності відповідних реакцій організму. Абсолютно нові чинники навколишнього середовища можуть виявитися сильними мутагенами, до яких процес видовий адаптації буде формуватися через адаптацію та природний відбір окремих індивідів, але це для людства важкий процес, і тому він повинен бути попереджено розумними заходами охорони навколишнього середовища.
Зазвичай під впливом різних факторів середовища виникають як специфічні реакції, так і загальні неспецифічні, що характеризують цілісну реакцію пристосування організму до дії шкідливих факторів: істинні адаптації, порушення адекватної адаптації або стан неспецифічно підвищеної опірності. Виникнення тієї чи іншої реакції зумовлений не тільки характером фактора і його силою, але й віковими, індивідуальними особливостями організму і його станом здоров'я. [3]
Вивчення впливу факторів НТП у дослідженнях проводилося у двох напрямках: по зіставленню рівня фізичного розвитку школярів двох міст з різним фоном забруднення повітря і шляхом оцінки впливу факторів НТП опосередковано, через організм матері і батька (виробничі шкідливості), з урахуванням впливу інших факторів.
Вивчався фізичний розвиток школярів у 2 містах, близьких за соціальним складом населення, матеріально-економічному рівню, але розрізняються за характером і рівнем забруднення атмосферного повітря. Відомості про забруднення зовнішнього середовища цих міст викидами різних промислових, побутових підприємств та автотранспортом отримані в результаті досліджень атмосферного повітря, води, грунту, рослинності та біоматеріалів, проведених співробітниками кафедри загальної гігієни медичного інституту, а також СЕС і гідрометеослужби. Результати впливу забруднень на стан здоров'я школярів представлені за даними індивідуальної оцінки фізичного розвитку, згрупованих в типологічні групи (табл. 2.1). Як видно з табл. 2.1, особливості розподілу типологічних груп школярів мають певні відмінності: у м. Р. більше учнів типів III і VII, але менше учнів II типу, за іншими оціночними групам відмінності неістотні.
Таблиця 2.1 - Розподіл школярів за типами фізичного розвитку в містах з різним рівнем забруднення повітряного середовища (у відсотках)
| Міста | Типи | ||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | |
| N Р | 7,7 8,4 1 = 1,43 | 65,0 57,6 1 = 4,90 | 5,7 12,6 t = 7,34 | 3,6 3,2 - | 1,3 1,0 - | 9,4 8,8 - | 1,2 2,6 t = 3,18 | 0,5 0,2 - | 5,6 5,6 - |
Таблиця 2.2 - Розподіл школярів за типами фізичного розвитку в трьох пунктах міста Р з різним рівнем забруднення повітряного середовища (у відсотках).
| Пункт | Типи | ||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | |
| 1-й | 8,4 | 57,6 | 12,6 | 3,2 | 1.0 | 8,8 | 2,6 | 0,2 | 5,6 |
| 2-й | 9,5 | 59,1 | 13,4 | 4,1 | 0,7 | 5,4 | 3,6 | --- | 4,3 |
| Третя | 3,5 | 50,0 | 18,5 | 2,9 | 0,7 | 11,7 | 4,3 | 0,2 | 8,3 |
Аналіз отриманих даних, дозволяє припускати, що комплекс факторів, що визначають різний рівень забруднення атмосферного повітря, по-різному впливає на процеси росту і розвитку, а підвищення рівня забруднення (і деякі хімічні компоненти його) уповільнює ці процеси і сприяє формуванню ожиріння у дітей. [5]
Перелік літератури
1. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології .- К.: МАУП, 2002.-296с., Іл. З :183-192 ,199-219
2. Джигирей В.С., Старожук М.М. Основи екології та охорони навколишнього середовища. - Львів: Афіша, 2001 - 272 с. З: 84-89,112-115
3. Гавриленко Б.Б. Соціальна екологія. - Запоріжжя: дике поле, 2001 - 240 с. З :38-41
4. Залеський М.З. Чи можна підрости. - М.: Знание, 1997 - 96с.
5. Зельцер А. Причини і форми прояву прискореного зростання. - М.: Медицина, 1990 - 60с. З :18-33.
6. Дорожнова К.П. Рольсоціальних і біологічних факторів у розвитку дитини. - М.: Медицина, 1980 - 160с. З :122-125.
7. Бака М.Т., Барабін О.М. Радіоекологія. - М.: Екологія, 2001 - 150с.
8. Хол Е Дж. Радіація і життя. - М.: Екологія, 2001 - 340С