Экология, проблемы и решения на предприятиях связи (стр. 3 )

Газовая — все газы биосферы (азот, кислород, углекислый газ, водород, сернистый газ, аммиак и др.) создаются и уничтожаются биологическим путем; Кислородная — образование кислорода из углекислого газа и воды; Окислительная — окисление более бедных кислородом соединений; Кальциевая — выделение кальция в виде простых и сложных кислот; Восстановительная — создание из сульфатов соединений типа сернистый газ, сернистое железо и др.; Концентрационная — концентрация рассеянных элементов; Окислительная — окисление остаточного органического вещества; Восстановительная — восстановление органического вещества; Метаболизм — обмен веществ и дыхание живых организмов.

Итак, “живое вещество” обладает способностью перемещать элементы в биосфере. Большую роль играет обмен веществ между организмом и средой обитания, что сказывается на геологии, аэрологии и почвообразовании Земли. В процессе роста живого вещества в биологический круговорот включены миллиарды тонн различных минералов.

Особенностью живого вещества является то, что многие химические реакции вне живого организма не происходят при нормальных температуре и давлении. Так, жиры и углеводы окисляются в организме при температуре +37° С, а вне организма при температуре +450–500° C. Такое окисление жиров и углеводов в организме возможно при наличии белковых катализаторов — ферментов, которые вырабатываются протоплазмой крови.

Обновление всего живого вещества биосферы Земли происходит примерно за 8 лет. При этом живое вещество наземных растений обновляется за 14 лет, а вся масса живого вещества в океане примерно за 33 дня, фитомасса же океана обновляется ежедневно.

Основным химическим элементом живого вещества является углерод. Он поглощается хлорофиллом растений (источник питания) и выделяется в процессе дыхания животных и при разложении органических веществ. Зеленые растения Земли могут поглотить весь углекислый газ атмосферы за 4 года, а зеленые растения гидросферы за 300 лет.

Для жизненного процесса очень важно, что углерод в атмосфере и гидросфере содержится в газообразном состоянии и легко перемещается в среде, обеспечивая фотосинтез.

Важнейшей для обеспечения жизни на Земле является реакция окисления, которая обеспечивается кислородом. Кислород поступает в атмосферу при фотосинтезе и с базальтовыми лавами из недр Земли при вулканических извержениях.

Следующий элемент — это азот, который преобладает в атмосфере, живом веществе, в почвах — это элемент жизни и плодородия. Азот в атмосфере мало доступен и поступает в почву в результате деятельности азотофиксирующих микроорганизмов. При разложении происходит переход азота органических соединений в свободное состояние.

Воздушные мигранты — это элементы, образующие газообразные соединения, и важнейшими из них являются водород, кислород, азот, углерод.

Водные мигранты — это ионы, недиссоциированные молекулы, коллоиды. Растворителем для них является вода. Выделяются элементы высокой подвижности: сера, хлор, калий, натрий, магний, кальций и малоподвижные: алюминий, железо, кремний.

Основные компоненты органического вещества — это углекислый газ и вода, которые привносятся магматическими породами, и прекращение поступления углекислого газа грозит нарушением углеродного круговорота и прекращением жизни на планете Земля.

Основные типы магматических пород. Земная поверхность континентов на 75% представлена осадочными породами, к которым относятся глины (50%), песчаные породы (30%) и карбонаты (20%), остальные 25% представлены кристаллическими и метаморфическими (измененными) породами. Четко выделяются 2 группы пород: кислые (гранит, гранодиорит) и основные (габбро, базальт). Для России характерны кислые почвы, которые составляют примерно 2/3 всех площадей.

Химический состав земной коры в процентах по весу на глубину до 20 км: кислород — 47%, кремний — 29,5%, алюминий —8,05%, железо — 4,65%, кальций — 2,96%, натрий — 2,5%, калий — 2,5%, магний — 1,87%, титан — 0,45% и прочие элементы — 0,52%.

Учение о ландшафтах. Конец ХХ в. характеризуется ростом потребностей науки и практики в обобщающих концепциях, и в географии такой обобщающей концепцией является учение о ландшафтах.

Ландшафт — это обладающий относительной целостностью участок географической оболочки, размерами в десятки, сотни квадратных километров и достаточно обособленный от других участков.

Ландшафты — это часть биосферы, в которой солнечная энергия с помощью биологического круговорота атомов трансформируется в энергию геохимических процессов. Здесь взаимодействуют два основных закона: о геохимической роли живого вещества () и биологического круговорота атомов.

Накопленная живым веществом солнечная энергия при разложении органического вещества превращается в активную химическую энергию. Ландшафты богаты такой энергией, способной совершать химическую работу, и чем больше разлагающегося вещества, тем больше выделяется свободной энергии.

В географической оболочке от полюса к экватору в ее строении, в соответствии с распределением тепла и влаги можно выделить следующие ландшафты: арктические пустыни, тундры, лесотундры, леса, лесостепи, степи, пустыни, тропические леса. В горах в самой верхней части высокогорий находятся нагорные пустыни, ниже — горная тундра, нагорный лес, степь и т. д.

Учение о ноосфере. Весь курс классической экологии можно замкнуть на “Учение о ноосфере”, предложенное в 1944 году. Основное направление этого учения носит гипотетический характер. В это учение входит два интегрирующих направления: “Учение о биосфере” и “Глобальная экология”.

Впервые термин “ноосфера” употребили философ, математик, палеонтолог и антрополог Эдуард Леруа и палеонтолог и антрополог Пьер Тейяр. Под ноосферой они понимали ту стадию эволюции природы, когда появился человеческий разум (в 1927 г. они слушали лекции в Сорбонне). Развернутое обоснование эта трактовка получила в книге де Шардена “Феномен человека”, опубликованной в 1959 г. В ней Шарден определял ноосферу как “новый покров”, “мыслящий пласт”, который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над миром растений и животных вне биосферы и над ней.

Понятие “ноосфера” было обосновано в статье “Несколько слов о ноосфере”. В ней дается определение ноосферы: “...Ноосфера, т. е. сфера разума, есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой..., человек, как и все живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте в области жизни в биосфере в определенной земной оболочке, с которой он непрерывно связан, и уйти из которой не может. Его существование есть ее функция”.

Таким образом, была определена роль человека в биосфере и его ответственность в планетарном масштабе. Итак, совершил выдающееся философское открытие, выдвинув идею перерастания биосферы в ноосферу. Он считал, что в ХVII в. наука стала той силой, которая стала творить историю, а в XХ в. человек уже начинает менять облик Земли, т. е. наука становится силой геологической. Разум, возникший в ходе эволюции, становится направляющей силой этой эволюции. Стихийная эволюция должна смениться сознательной эволюцией, которая должна придти к гармоническому единству со всем живым в рамках ноосферы. Следовательно, ноосфера подразумевает наличие цивилизованного человечества, способного удовлетворять все возрастающие материальные, культурные и эстетические потребности при строгом соблюдении экологических правил дальнейшего развития мировых производительных сил.

Переход к ноосфере определяется рядом причин, основной из которых является параллельная совместная, взаимосвязанная эволюция природы и человека. Несовпадение скоростей природного эволюционного процесса, проходящего очень медленно, и социально-экономического развития человечества, проходящего намного быстрее, при неуправляемой форме взаимоотношений ведет к деградации природы, поскольку антропогенный фактор оказывается слишком мощным в направленности эволюции, приводящей не столько к изменению видов, сколько к их вымиранию. Следует иметь в виду, что скорость вымирания видов животных, вследствие деятельности человека, в миллионы раз превышает скорость образования новых видов в процессе эволюции. Выход заключается в регулируемом, сознательно ограниченном воздействии человечества на природу, т. е. в сознательном построении ноосферы. В этом случае общество, развиваясь по своим законам, должно лимитировать свой количественный рост с расчетом обеспечения естественного хода эволюции природы, так как длительное нарушение этого принципа может привести к глобальной экологической катастрофе.

Учение о ноосфере задает программу действия человечества на многие годы вперед. Уже сейчас, когда ощутимее становятся экологические последствия деятельности человечества, необходимы целенаправленные действия, основанные на понимании специфики этого противоборства в начальном периоде построения ноосферы.

3десь следует выделить два основных направления:

борь6a с теми экологическими последствиями, которые подрывают основы жизненного обеспечения людей и ставят под угрозу их дальнейшее существование. Человеку противостоят не столько силы природы, сколько природные процессы, вызванные к жизни деятельностью самих людей. Устранение этих противоречий — одна из острейших проблем современности. Итак, это направление является основой охраны окружающей среды и устранения ущерба от нерациональной деятельности человека; существенное значение приобретает борьба человека со своей собственной природой, т. е. с самим собой. Здесь речь идет о нейтрализации различного рода деятельности человека, приводящей к разрушительным последствиям в окружающем мире, и об управлении внутренними силами, желаниями, интересами и потребностями. Следовательно необходимо говорить об экологическом воспитании человека и разработке законодательных мероприятий, запретов и нормативов.

Контрольные вопросы

Понятие о географической экологии. Основные циклы трансформации и переноса энергии и вещества. Основные источники трансформации энергии на Земле. Тепловой баланс Земли и его основные составляющие Океанические воды, их влияние на распределение температуры на планете Земля, циркуляция океанических вод. Круговорот воды в природе и составляющие гидрологического цикла. “Живое вещество”. Специфические свойства живого вещества, девять функций живого вещества по Вернадскому. Учение о ландшафтах, значение ландшафтов в развитии живого вещества. Учение о ноосфере. Значение “Учения о ноосфере” на современном этапе развития человечества.

Экология человека

Экология человека — комплексная эколого-социально-экономическая отрасль знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составляющие среды жизни человека, обеспечивающие разные стороны его потребностей.

Экология человека включает:

социальную экологию; экологические опасные факторы (ЭОФ), включающие химические (химическое загрязнение среды), физические (электромагнитные, радиоактивные, вибрационные, шумовые, световые, тепловые), биологические (биологическое загрязнение, заражение среды, источником которого служат живые организмы и живые переносчики), механические (твердые отходы, мусор) факторы.

Социальная экология

Социальная экология — это раздел экологии человека, который рассматривает отношение общества с географической, социальной и культурной средами, т. е. с окружающей человека средой.

История возникновения общества изучается антропологами и социологами.

Антропология — это наука об изменчивости внутри видов, родов, видовых особенностей человечества. Антропология привлекает данные биологии, генетики, палеонтологии, археологии, геологии и др.

Социология — это наука об обществе, его социальных институтах, социальных процессах, общественных группах.

Происхождение человека и его генетическое развитие. В настоящее время нет единого мнения ни о времени происхождения человека, ни о его предках, но все согласны, что с биологической точки зрения это один из видов млекопитающих, относящийся к отряду приматов.

Считается, что древнейшие люда жили 2000–1200 тыс. лет назад и это уже были люди с первобытнообщинным строем и владели огнем.

Древние люди (питекантропы и неандертальцы) жили 1200–400 тыс. лет назад.

Современные люди ведут свое летоисчисление уже 400 тыс. лет.

Жизнь древнейшего и древнего человека проходила в постоянной борьбе за существование и человек, как биологическое существо, был обречен на вымирание, так как его инстинкты были развиты очень слабо. Но человек обладал разумом и способностью к обучению, а поэтому первобытный человек стал неосознанно подражать животным, что оказалось для него спасительным. В результате выработана система ориентиров, которая надстраивалась в течение всего исторического процесса формирования человека над инстинктами, дополняя их и превращаясь в средство для выживания.

Обеспечению развития человека способствовало выполнение трех условий: программное развитие мозга, наличие рук, социальный строй жизни и система информации, вынесенные за пределы мозга, как его продолжение.

Знания, опыт, передача их из поколения в поколение — один из решающих факторов социальной среды, который вместе с естественным отбором вывел человека на высшую ступень развития и превратил примата в Homo sapiens.

Современная молекулярная биология установила, что сравнительно недавно, всего 200 тыс. лет назад, наблюдалось явление, которое генетики назвали “эффектом бутылочного горлышка”. Суть явления заключается в том, что имело место резкое сокращение численности людей на планете Земля до небольшой популяции из нескольких сотен особей. Действие мутагенеза, популяционной волны и естественного отбора позволило этой малочисленной популяции расти в течение многих сотен и тысяч поколений.

Для нового вида людей характерна весьма высокая степень генетической однородности, близкой к той, которая была у популяции основателей. Совсем недавно, японские и американские генетики установили, что малая африканская популяция, послужившая основой для зарождения нового Homo sapiens, стала передовой для всех людей планеты, т. е. родиной современного человека является Африка. После изучения клеток ДНК представителей Африки, Европы, Азии, Австралии и Новой Гвинеи, пришли к выводу, что все люди произошли от “одной прародительницы”, которая жила в Африке примерно 200 тыс. лет назад.

Итак, у всех нас была одна прародительница — Ева, но существовал и Адам, хромосомы которого унаследовали все современные мужчины. Следовательно, Адам и Ева могли быть лишь отдельными особями выжившей популяции.

Генетические исследования негроидной, монголоидной, европейской, австролоидной и американской рас показали, что 97% генов у всех этих групп идентичны, т. е. человечество едино и однородно. Понятие раса — функция климата и среды обитания отдельной популяции.

При всем значении внешней среды, специфика генетической программы такова, что в одинаковых условиях рождаются различные индивидуумы, личности, социальное поведение которых базируется на работе многих генов. Этот генофонд рассматривается как совокупный генетический материал определенного этноса.

Биологическую наследственную информацию человек может передавать только прямым потомкам, а внешние, кодированные системы только тем, кто способен их воспринимать. Это существенное ограничение. Вообще, эволюционное развитие процесс достаточно медленный, а поэтому потребовалось 5000 поколений для возникновения земледелия, 500 поколений для развития письменности, 20 поколений для появления книгопечатания и 10 поколений для появления промышленности. В эти периоды были и взлеты и утраты знаний и проявления дикости.

Целью человека всегда была его тяга к независимости от среды обитания, что обусловлено его стремлением к самосохранению, и здесь сознательной деятельностью человека является труд, который осуществляется производительными силами, представляющими концентрированный продукт предшествующих поколений и являющийся исходным материалом для нового производства материальных благ, и в совокупности образующий связь времен в истории человечества.

Потребности человека. Человеку, как существу социальному, изначально присущи биологические (физиологические) и социальные (материальные и духовные) потребности. Одни потребности удовлетворяются в результате затрат труда на производство продуктов питания, материальных и духовных ценностей. Другие потребности человек привык удовлетворять бесплатно: вода, солнечная энергия, воздух и т. д. Эти, последние, относятся к экологическим потребностям, а первые — к социально-экономическим потребностям.

В настоящее время экологическая часть потребностей приобретает социально-экономические черты, что вынуждает сопоставлять приоритеты экологической и социально-экономической ценности, разрабатывать систему или шкалу предпочтений.

Человечество не может отказаться от использования природных богатств, которые являются и будут являться материальной основой производства, и заключается в преобразовании природных ресурсов в материальные блага.

В настоящее время цивилизация переживает ответственный период своего существования, так как ломаются привычные стереотипы, когда люди понимают, что удовлетворение растущих запросов ведет к конфликту с первоосновой потребностей каждого: сохранение здоровой среды обитания. Но современное человечество не всегда это понимает и пользуется средой обитания только ради сиюминутных выгод.

Динамика развития численности населения на Земле. В современном мире численность населения становится определяющим фактором экономического развития как отдельных государств, так и человечества в целом.

Во втором тысячелетии на планете Земля произошла крупная демографическая революция. Об этом наглядно свидетельствует динамика роста населения Земли в исторической перспективе.

Конечно, точная статистика за ранние периоды истории человечества отсутствует, но можно с определенной степенью достоверности говорить о том, что в первобытную эпоху охоты и собирательства население планеты Земля не превышало 10 млн чел.

Переход к земледелию и скотоводству, который начался примерно 10 тыс. лет назад, привел к существенному, но относительно плавному росту народонаселения. К началу новой эры, т. е. примерно за 8 тыс. лет, население Земли выросло до 200 млн человек.

На протяжении первого тысячелетия новой эры численность населения Земли увеличивалась быстрее и приблизилась к 500 млн. За первую половину второго тысячелетия 500-миллионный рубеж превзойден не был вследствие серии эпидемий чумы, поразившей многие регионы Европы и Азии. При этом мир был заселен относительно равномерно. В Китае насчитывалось не менее 100 млн чел., в Индии — около 50 млн, в Японии — 15 млн. В Западной Европе наибольшее число жителей приходилось на Францию — 15 млн, в Италии и Германии — по 11 млн, в Великобритании — около 5 млн. На Руси — примерно столько же.

Во второй половине второго тысячелетия, а точнее с XVII в., темпы роста населения резко выросли, и эта фаза ускорения совпала с началом промышленного переворота и бурного развития науки. На этом фоне были достигнуты серьезные успехи в развитии сельского хозяйства, что позволило увеличить объем производства продуктов питания, и успехи в области гигиены и медицины, которые остановили волну опустошительных эпидемий. Вначале этот процесс затронул Западную Европу, а затем и весь остальной мир.

Особенно показательны данные второй половины XX в. Так, с 1960 г. в среднем за каждые 15 лет население Земли росло на 1 млрд, и если такие темпы прироста населения сохранятся, то в течение ближайших 25 лет население Земли увеличится еще на 2 млрд человек.

Основной прирост населения приходится на беднейшие страны. Существенное влияние на прирост народонаселения в этих странах оказывают морально-этические и религиозные воззрения.

Так, в развивающихся странах третьего мира можно выделить ряд положений, определяющих рост населения:

Дети — экономическое подспорье и гарантии старости родителей; возможность получения современного образования и отсюда персональные возможности человека; положение женщин в современном обществе и их участие в культурной и экономической жизни общества. В ряде стран принимаются законы по ограничению численности населения, но все они малоэффективны.

В России по прогнозам к 2010 г. ожидается сокращение населения на 10 млн человек, что вызвано уменьшением рождаемости и увеличением смертности среди лиц среднего возраста.

Следует иметь в виду, что в мировом масштабе естественная и преждевременная смерть людей существенного влияния на численность народонаселения планеты влияния не оказывает. Так, в США ежегодно в автокатастрофах погибает более 50 тыс. человек, а компенсация происходит в течение 10 суток.

В период 1914–1945 гг. в двух мировых войнах погибло 19 и 50 млн соответственно, а прирост населения на Земле за этот период составил 500 млн человек.

В настоящее время ежегодный прирост народонаселения Земли составляет 90 млн чел., т. е. 3 чел./с. Примерно 90% детей рождается в беднейших регионах Земли.

Ученые считают, что производство продуктов питания не будет успевать за ростом народонаселения, цены на продукты питания будут расти и это можно объяснить тем, что из-за загрязнения различных водоемов в них будет все меньше вылавливаться рыбы, да и хищнический лов рыбы приводит к уменьшению рыбного стада, а во многих регионах рыба является важнейшим источником питания человека. Кислотные дожди, нарушения озонового слоя в атмосфере создают огромные проблемы для человечества. Эрозия почв, вырубка лесов ведут к потере 20% полезных площадей для посевов, что ведет к деградации экономики.

Население Земли и производство продуктов питания. По уровню экономического развития в мире выделяются 3 группы стран: развитые, развивающиеся, 3-го мира.

90% прироста населения приходится на развивающиеся страны и страны 3-го мира, т. е. на беднейшую часть человечества, что осложняет их экономическое развитие и снабжение продовольствием.

На протяжении всей истории человечества производство продовольствия является основной или одной из основных составляющих любой общественной формации. Решение этой проблемы зависит от производственных отношений и их уровня, от различия между уровнем производства продовольствия и ростом народонаселения.

По статистике ЮНЕСКО человек для нормальной жизни должен в среднем получать 3100 ккал и 100 г белков (из них 50% животного происхождения). Недополучение белков, особенно животного происхождения, приводит к скрытому голоду и болезням человека.

Эксперты выделяют следующие группы населения:

1 — население экономически развитых стран (25%) явно переедает, потребляя излишне много высококалорийной продукции животноводства, а это ведет к инфарктам, раковым заболеваниям и др. — это все болезни цивилизации;

2 — население питается удовлетворительно (25%) и потребляет 2500–3000 ккал и 40 г животного белка;

3 — население питается плохо (24%), но терпимо при потреблении 2500–3000 ккал и 10–25 г животного белка. К этой группе относятся аборигены Африки, Океании и др.;

4 —население (26–30%), энергоемкость питания которого лежит на грани жизни и смерти. При потреблении менее 2500 ккал и менее 15 г животного белка-зона ежедневного недоедания. При потреблении ниже 2000 ккал и менее 10 г животного белка-зона абсолютного голода, ведущая к летальному исходу.

Сейчас в мире недоедает и голодает примерно 30 % населения более чем в 120 странах. В это число входит более 100 млн детей в возрасте до 5 лет.

Можно ли обеспечить население Земли продуктами питания? Для обеспечения четвертой группы населения достаточно 10% мирового производства зерна и прочих продуктов, т. е. 400 млн т. Но, по подсчетам специалистов, из собранного годового урожая из-за воздействия различных патогенов и вредителей погибает примерно 500 млн т продуктов, т. е. погибает та часть урожая, которой достаточно для обеспечения жизнедеятельности беднейшей группы населения.

Одним из основных продуктов питания в ряде стран являются рыбопродукты, но рост загрязнения некоторых водоемов в 1,5–3 раза выше нормы, что через 20–25 лет может привести к деградации водных бассейнов и снижению вылова рыбопродуктов. В деградации водных бассейнов значительную роль играют кислые дожди.

Голод в мире носит не биологический, а социальный характер. В Африке, Латинской Америке, Южной и Юго-Восточной Азии (Океания) — это все страны 3-го мира, суточное потребление белков растительного происхождения составляет 50 % от экономически развитых стран, а белков животного происхождения в 10 раз ниже.

Уже сейчас производства зерна достаточно, для того чтобы прокормить все человечество, но половина зерна уходит на корм скоту.

По расчетам демографов в течение XXI в. население Земли удвоится и для обеспечения жизнедеятельности необходимо увеличить производство продуктов питания в 2–3 раза, а для обеспечения материального благополучия в 5–10 раз.

Контрольные вопросы

Понятие об экологии человека. Социальная экология, как раздел экологии человека. Происхождение человека и его генетическое развитие. “Эффект бутылочного горлышка” и его значение в развитии современного человека. Значение труда в становлении человека. Потребности человека и использование природных ресурсов для их удовлетворения. Динамика развития численности населения на Земле. Влияние на рост народонаселения эпидемий и развития промышленного производства и сельского хозяйства. Население Земли и производство продуктов питания. Группы населения Земного шара по потреблению продуктов питания.

Экологически опасные факторы

Экологически опасные вещества — это вещества, которые способствуют или приводят к качественным и количественным нарушениям в экосистемах (от любого сообщества живых существ и среды их обитания, вплоть до биосферы в целом), к тем изменениям, которые оказывают влияние на жизнеспособность и адаптацию популяций, размножение, рост, поведение и выживание отдельных особей.

Человеческое общество с самого своего появления стремилось максимально улучшить условия среды обитания. Земледелие, охота, добыча полезных ископаемых, создание и освоение источников энергии, промышленное производство оказывали и оказывают сильнейшее влияние на окружающую среду. И среда обитания, созданная человеком для своего удобства, нередко становится опасной и вредной для природной среды, а в конечном итоге, и для человека.

В России экологическая обстановка во многих регионах оказалась на грани катастрофы: отравлена вода, загрязнены или уничтожены почвы, загрязнены атмосфера и гидросфера, разрушаются экосистемы и в результате становится опасным проживание человека. Деятельность человека воздействует на окружающую среду, изменяя ее состав и условия существования живых организмов, поэтому необходимо понять, каким образом это происходит и найти допустимые пределы этого воздействия.

К экологически вредным веществам (ЭВВ) относятся неочищенные сточные воды, различные отбросы, вредные выбросы в окружающую среду промышленными предприятиями, выхлопные газы, радиоактивные вещества, биологические опасные вещества. Все эти вещества, попадая в экосистему, не пропадают бесследно, а, действуя длительное время, наносят вред здоровью человека, животных, вред растениям, накапливаясь в живых организмах.

Некоторые ЭВВ могут передаваться по трофическим цепям: вредные вещества → растения → животные → человек (в этой цепочке может отсутствовать звено “животные”), а пестициды по цепочке: пестицид → почва → вода → рыба → птица → человек или рыба → человек.

С практической точки зрения все ЭВВ целесообразно разделить на химические (зависящие от химического состава), физические (электромагнитные, радиоактивные, вибрационные, шумовые и др.), биологические (источником служат живые организмы: бактерии и др.), механические (твердые отходы, мусор) и комплексные, характеризующиеся многосторонним действием. Такая классификация достаточно условна, так как на практике чаще всего приходится иметь дело с комплексными воздействиями ЭВВ.

Химическая экология. Это комплексная дисциплина, исследующая всю совокупность химических связей в живой природе и их химическое взаимодействие, связанные с жизнью человека. Природные экосистемы используют сравнительно небольшое количество химических элементов, вовлекая их в биологические циклы. В основном это те элементы, из которых состоит “живое вещество”. Человек же использует природу весьма неэффективно с образованием большого количества отходов, включая при этом в сферу своей деятельности практически всю таблицу Менделеева, а также искусственные соединения, которые частично или вообще не перерабатываются природой. В результате происходит обогащение биосферы несвойственными ей соединениями.

Важнейшим вопросом химической экологии является антропогенное загрязнение химическими веществами окружающей среды.

В течение длительной эволюции живые организмы хорошо приспособились к условиям природной среды, научились использовать тепло, влагу, различные минеральные вещества, содержащиеся в атмосфере, гидросфере, почве. Так, в почве обитает множество различных организмов: бактерии, почвенная микрофауна, грибы, корневая система высших растений, некоторые животные (черви, личинки и т. д.). Все эти организмы выполняют работу по преобразованию мертвых органических остатков в минеральные соединения, которые усваиваются растениями.

В лесах важным источником поступления органических веществ в почву является подстилка из опавших листьев: ею питаются организмы, разрушающие структуру отмерших растений — это некоторые бактерии, грибы и животные, питающиеся органическими остатками отмерших животных, растений.

В современном мире геохимический облик биосферы определяет человек. Так за последние 10–15 лет XX столетия синтезировано порядка четырех миллионов новых химических соединений. Ежегодно производится порядка 30 тысяч видов химических веществ.

Человек способствует усилению и вовлечению в хозяйственную деятельность различные химические соединения, а это увеличивает количество этих соединений в атмосфере, почве, воде и концентрация этих химических соединений может превышать допустимые нормы: предельно-допустимые концентрации (ПДК) в десятки и сотни раз.

Антропогенное загрязнение атмосферы. Жизнь на Земле всегда сопровождалась природным загрязнением атмосферы, которое связано с различными испарениями, вулканизмом, дегазацией глубинных расплавов (магм) и растворов.

Антропогенное загрязнение атмосферы обусловлено сжиганием всех видов природного топлива, деятельностью металлургических, химических предприятий.

К примеру, в настоящее время в атмосферу Земли выбрасывается примерно 20 млрд т углекислого газа, 150 млн т окиси серы (36 млн т за счет природных источников), до 53 млн т окиси азота (30 млн т природное поступление), миллионы тонн фтористых соединений, ртути, фреонов и других токсичных и вредных ЭВВ.

Основными антропогенными загрязнителями атмосферы являются углекислый и угарный газы, различные углеводороды, окись серы, окись азота, тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, хром, ртуть и др.), различные аэрозоли, фотохимические окислители, озон, метан (от сельскохозяйственной деятельности) и др.

В результате загрязнения атмосферы может возникнуть “парниковый эффект”, в создании которого участвуют углекислый газ и водяные пары. Необходимо помнить, что углекислый газ играет большое значение в определении температуры на Земле. Так, если из атмосферы Земли убрать углекислый газ, то температура воздуха понизится примерно на 21 ° C, а если удвоить, то температура повысится на 4 ° C.

Основным регулятором углекислого газа в атмосфере являются океанические воды, которые поглощают углекислый газ, но его погружение в глубины океана происходит очень медленно.

Кроме углекислого газа, на возникновение парникового эффекта оказывают влияние метан, закись азота, фреон и др. “Парниковый эффект” может привести к серьезной “разбалансировке” климата Земли.

В истории Земли известны резкие изменения температур и последствия таких явлений прогнозируются очень плохо. Но можно предполагать, что глобальное потепление приведет к таянию льдов и подъему уровня океана.

За XX в. выброс углекислого газа в атмосферу увеличился примерно на 25% и для стабилизации климата Земли необходимо сократить использование природного топлива на 60%, которое является основным источником углекислого газа в атмосфере. Если этого не сделать, то использование природного топлива в энергетике в ближайшие 40 лет удвоится, что может привести к глобальным изменениям климата Земли.

Большой вред атмосфере наносит такое токсичное соединение, как угарный газ, источником которого являются металлургия и автотранспорт. Соединения углекислого и угарного газов с гемоглобином крови образуют карбоксигемоглобин, который распадается в 300 раз медленнее оксигемоглобина (соединение кислорода с гемоглобином), в результате гемоглобин крови теряет способность присоединять кислород, что ведет к нарушению процесса дыхания и тяжелому состоянию организма человека: угару и параличу дыхания, т. е. к летальному исходу.

Загрязнение тропосферы оказывает влияние на озоновый слой, защищающий Землю от мощного воздействия ультрафиолетовых лучей. Озоновый слой образуется в тропиках и распространяется в Северном и Южном полушариях благодаря перемещению воздушных потоков. Отмечается, что каждые 10 лет толщина озонового слоя уменьшается на 2%. В последние годы увеличилось проявление озоновых дыр, что объясняется появлением фреона в стратосфере Арктики и Антарктиды. Выделяют две причины нарушения озонового слоя:

использование фреона в промышленных целях; влияние вулканических выбросов.

Серьезную проблему представляют кислые дожди, образующиеся в результате выбросов в атмосферу окисей азота, серы и других химических соединений. Источниками таких выбросов являются ТЭЦ, котельные, металлургические, химические производства и др. Смешиваясь с дождевыми облаками, они образуют кислотные соединения и выпадают на поверхность Земли вместе с дождевыми осадками. Кислотные дожди оказывают влияние на морские мелководья, озера, реки, загрязняя водоемы и этим уменьшая количество их обитателей. Отрицательное действие кислые дожди оказывают на растительность, так как кислоты разрушают хлорофилл в листве, хвое (рыжие леса). Кроме того, окиси серы, азота могут выпадать на поверхность Земли с пылью, накапливаться на листьях растений, почве и вместе с росой образовывать сильные кислоты: кислотные росы.

К числу техногенных загрязнителей атмосферы относятся тяжелые металлы: свинец, цинк, медь, хром, ртуть и др. Основной вклад вносит свинец, который в больших количествах выбрасывается автотранспортом, что объясняется использованием тетраэтилсвинца для уменьшения детонации в бензиновых двигателях. Автотранспорт выбрасывает в окружающую среду порядка 260 тыс. т свинца. Большой вклад в выбросы свинца вносят природные источники: вулканические выбросы, почвенная силикатная и метеорная пыль, морские солевые аэрозоли и др. (всего естественные источники дают 230 тыс. т).

Попадание свинца в организм человека вызывает: