Лекция 7. Антропогенное воздействие на природу

Антропогенное воздействие на атмосферу

Искусственные (антропогенные) источники загрязнения по происхождению можно разделить на несколько групп:

▪ транспортные, от которых в атмосферу поступают загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;

▪ производственные, от которых в атмосферу поступают загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;

▪ бытовые, которые выделяют в атмосферу загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилом секторе и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные загрязнители атмосферы также можно разделить на несколько групп:

▪ механические загрязнители – пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

▪ химические загрязнители – пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

▪ радиоактивные загрязнители.

Антропогенное воздействие на литосферу

Почва – один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные её экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе – почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает её плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не даёт почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащённости, социально-экономических условий и т. д., а значит, остаётся непостоянным. Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

▪эрозия (ветровая и водная);

▪ загрязнение;

▪ вторичное засоление и заболачивание;

▪ опустынивание;

▪ отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Антропогенное воздействие на гидросферу

К основным видам загрязнения гидросферы можно отнести следующие:

1. Химическое загрязнение. Например, морские экосистемы подвергаются антропогенному воздействию посредством токсичных веществ, которые поглощаются морскими организмами, передаются по трофической цепи и могут вызвать гибель консументов даже высоких порядков. Среди химических веществ наиболее опасными для морских организмов и человека являются нефтяные углеводороды, пестициды и тяжёлые металлы: ртуть, свинец, кадмий и др.

2. Бактериальное загрязнение представляет собой появление в воде патогенных бактерий.

3. Радиоактивное загрязнение наносит огромный вред даже при малых концентрациях радиоактивных веществ.

4. Механическое загрязнение выражается в попадании в воду механических примесей.

5. Тепловое загрязнение характеризуется повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми технологическими водами. Повышение температуры в водоёме приводит к снижению количества кислорода, нарушению экологического равновесия, к бурному размножению болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются:

– сброс в водоёмы неочищенных сточных вод;

– смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

– дымовые и газовые выбросы;

– утечка нефти и нефтепродуктов.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также загрязнение коммунально-бытовыми стоками вызывает эвтрофикацию водоёмов. Эвтрофикация – это обогащение водоемов питательными веществами, приводящее к чрезмерному развитию цианобактерий и водорослей. Повышение концентрации органических веществ вызывает нарушение экологического равновесия в водоёме. Вначале в таком водоёме повышается количество цианобактерий. С увеличением первичной продукции возрастает количество ракообразных, рыб и других консументов. Затем происходит отмирание большого количества организмов. На разложение их остатков расходуется значительная часть запасов кислорода, содержащегося в воде, и накапливается сероводород. В результате этого водоём может стать непригодным для существования организмов.

Загрязнение подземных вод может происходить следующими путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д. Загрязнение подземных вод негативно отражается и на экологическом состоянии поверхностных вод, почв, других компонентов природной среды.

Истощение вод представляет собой недопустимое сокращение их запасов в пределах определённой территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). Интенсивное использование подземных вод в районах водозаборов и мощный отток воды из шахт, карьеров приводит к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к ухудшению речного стока, к прекращению деятельности многих родников, ручьёв и малых рек. В связи с этим гибнут влаголюбивые растения. К истощению подземных вод также ведёт неконтролируемый поток артезианских вод, истекающий из скважин. Нерациональное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий может вызвать истощение поверхностных вод. К серьёзным экологическим нарушениям приводит изъятие на хозяйственные нужды большого количества воды из впадающих в водоёмы рек. Например, уровень воды Аральского моря значительно понизился из-за чрезмерного объёма изъятия воды из впадающих в Арал рек – Амударьи и Сырдарьи. В связи с этим экологические изменения ландшафта, прилегающего к Аральскому морю, приобрели характер опустынивания.

Классификация техногенных воздействий, обусловленных загрязнением среды, включает такие основные категории:

Материально-энергетические характеристики воздействий: механические, физические (тепловые, электромагнитные, радиационные, акустические), химические, биологические факторы и агенты и их различные сочетания). В большинстве случаев в качестве таких агентов выступают эмиссии (т. е. испускания – выбросы, стоки, излучения и т. п.) различных технических источников.

Количественные характеристики воздействия: сила и степень опасности (интенсивность факторов и эффектов, массы, концентрации, характеристики типа «доза – эффект», токсичность, допустимость по экологическим и санитарно-гигиеническим нормам); пространственные масштабы, распространенность (локальные, региональные, глобальные).

Временные параметры и различия воздействий по характеру эффектов могут быть кратковременными и длительными, стойкими и нестойкими, прямыми и опосредованными, обладающими выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимыми и необратимыми, актуальными и потенциальными.

К объектам воздействия относятся различные живые реципиенты (т. е. способные воспринимать и реагировать) – люди, животные, растения; компоненты окружающей среды (среда поселений и помещений, природные ландшафты, поверхность земли, почва, водные объекты, атмосфера, околоземное пространство); изделия и сооружения.

Экологические последствия глобального масштаба:

1. Возможное потепление климата.

Постепенно повышение среднегодовой температуры связано с накоплением в атмосфере парниковых газов, таких как диоксид углерода, метан и т. д. Парниковые газы (главным образом, углекислый газ СО₂) препятствуют тепловому излучению с поверхности земли, и атмосфера, насыщенная ими, действует как теплица. Она, пропуская большую часть солнечного излучения, почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

2. Нарушение озонового слоя.

Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать всё живое от ультрафиолетового излучения. Это явление связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны используются в отраслях аэрозольного сектора. Поднимаясь в стратосферу, эти соединения под воздействием ультрафиолетового излучения разлагаются с выделением оксида хлора, который губительно действует на молекулы озона.

3. Кислотные дожди.

Они образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоту. В результате дождь или снег становятся подкисленными. Под действием кислотных осадков из почвы могут выщелачиваться металлы: свинец, кадмий, алюминий. Затем они или их токсичные соединения поглощаются растениями, что ведёт к негативным последствиям.