Реферат: Глобальные экологические изменения на земле на современном этапе
Совсем недавно появилась угроза чистоте водоемов, созданная применением пестицидов. Попадая в водоемы, пестициды долго не поддаются биологическому распаду, накапливаются в планктоне, рыбе, а затем по биологической цепочке переходят в организм человека, действуя угнетающе на работу отдельных органов и организм в целом.
Кроме сточных вод, на качество водных источников могут влиять и многие другие загрязнения, попадающие в водотоки: продукты эрозии, хлориды, применяемые против обледенения дорог, соли, вымываемые из речных русел или выщелачиваемые из почв при орошении, ливневые воды с загрязненных территорий, и т.д.
Загрязнение поверхностных и подземных вод вызывает коррозию находящихся в воде бетонных и железобетонных конструкций, а также образование на них различных отложений. Это в конечном счете затрудняет и удорожает эксплуатацию сооружений.
Вредные последствия неудовлетворительного качества воды наблюдаются и при орошении сельскохозяйственных угодий: происходит засоление почвы, выщелачивание солей из нее, торможение биохимических процессов в почве и в клетках растений, повышение кислотности, занос полей грубодисперсными и коллоидными веществами.
В настоящее время хозяйственная деятельность человека привела во многих районах к усилению процессов эвтрофикации водоемов: в них в избыточных количествах стали поступать соединения углерода, азота, фосфора, что приводит к нежелательным последствиям.
В таких сильно загрязненных водоемах усиливается "цветение" - массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды. Результатом цветения воды является дефицит кислорода, появляется метан и сероводород. В результате рыба и другие животные погибают, а вода становится непригодной для бытовых нужд.
Из приведенных примеров видно, что вода, в больших количествах используемая человеком, нуждается в очень бережном отношении, в охране не только ее количества, но и качества.
Загрязнение Мирового океана и морей
За последнее время большую тревогу вызывает явление прогрессирующего загрязнения морей и Мирового океана в целом. Основным источником загрязнения служат местные бытовые и промышленные сточные воды, нефть и радиоактивные вещества. Особую опасность представляют загрязнения нефтью и радиоактивными веществами, охватывающие огромные пространства Мирового океана.
С быстрым ростом приморских городов и промышленности в них сброс в моря промышленных бытовых стоков достиг такого объема, что море оказалось не в состоянии перерабатывать всю массу отбросов. В результате в районах городов образовались обширные зоны загрязнения. Под влиянием загрязнений происходит отравление водных организмов, обеднение фауны, падение рыбного промысла, разрушение природных ландшафтов, зон отдыха, курортов и пляжей. В наиболее сильной форме это проявляется в бухтах и заливах, где ограничен обмен воды с открытым морем.
Загрязнения моря пагубно отражается на туризме и отдыхе, на рыболовстве, затрудняет опреснение морской воды в тех случаях, когда ее нужно превратить в питьевую. Загрязнение моря - общемировая проблема. Как и в пресных водах, индикатором загрязнения может быть рыба.
Основным загрязнителем морей, значение которого быстро возрастает, является нефть. Этот вид загрязнителя попадает в море разными путями: при спуске воды после промывки цистерн из-под нефти, при аварии судов, в особенности нефтевозов, при бурении морского дна и авариях на морских нефтепромыслах и т.д.
Загрязнение морей и океанов наносит огромный вред. От нефти гибнут многие водные животные, в том числе ракообразные и рыба. Очень часто рыба, остающаяся живой, не может быть использована из-за сильного нефтяного запаха и неприятного привкуса. Нефтяная пленка есть даже в антарктических водах, здесь от нее гибнут тюлени и пингвины.
Нефтяные "плавучие острова" странствуют по океаническим и морским течениям или приплывают к берегам. Попадая таким образом на берег, нефть делает непригодными пляжи, превращает побережье многих стран в пустыни. Такими стали многие участки западных берегов Англии, куда Гольфстрим приносит нефть из Атлантики. Нефть погубила многие европейские курорты.
Большую опасность представляет загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами, заражению которыми подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации.
Но не только ядовитые химикаты, нефть угрожают жизни рыб, птиц и млекопитающих. Богатство живого мира сокращается и из-за других факторов. Например, рыболовные флоты различных государств ежегодно вылавливают из него 3 млн т рыбы - вдвое больше, чем 40 лет назад, и больше, чем ежегодный прирост численности внутри многих видов. Давно стали редкостью сельдь, морской язык (вид камбалы). Все чаще рыбаки расширяют свои зоны лова, все совершеннее становится техника. Но такое увеличение уловов не означает, что население стало есть больше рыбы.
Опасность вымирания целых популяций связана также с загрязнением и уничтожением мест нереста и откармливания молоди. Очень много грязи попадает на ватты - илистые пляжи, затопляемые приливом. А ведь ватты относятся к районам особой экологической важности. Уничтожение ваттов ведет к вымиранию десятков видов растений, а также мелких животных, необходимых для правильного функционирования пищевых цепей. Как подчеркивают специалисты-экологи, вымирание одного-единственного вида галофитов (растений, предпочитающих засоленные почвы) приведет к исчезновению 8-16 видов животных, питающихся этим видом. Понятно, почему ученые предостерегают от серьезных вмешательств в экосистему ваттового моря и требуют отменить планы строительства дамб.
Будущее биологических ресурсов Мирового океана находится под серьезной угрозой и нуждается в эффективных мерах по его охране от загрязнений. Мировой океан должен быть ареной международного сотрудничества в области рационального использования и охраны его ресурсов, предполагающего участие в международных программах всех государств, заинтересованных в сохранении Мирового океана в качестве важнейшей экосистемы мира.
Глава 3. ВОЗДУХ. ИЗМЕНЕНИЯ В ГЛОБАЛЬНОМ МАСШТАБЕПочти ежедневно в газетах пишут о загрязнении воздуха. Неудивительно: ведь эта тема очень важна, без воздуха не было бы дыхания, а без дыхания - жизни.
Атмосфера как природная система
Важнейшие климатические и экологические особенности Земли в решающей степени определяются наличием и свойствами ее газовой оболочки - атмосферы. Как и другие оболочки планеты, эта природная система оформилась не сразу, а в ходе длительной эволюции Земли. Считается, что первичная система возникла примерно 4,5 млрд. лет тому назад в ходе дегазации Земли в результате сложных химических и фотохимических реакций, происходивших под действием солнечной радиации.
Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озонному слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле.
Современное соотношение газов в атмосфере Земли не есть нечто первозданное. Его значительные, но чрезвычайно медленные изменения происходили и до появления техносферы. Лишь 100-150 лет назад определенные коррективы в естественные тенденции развития атмосферы начал вносить человек. Колоссальные запасы воздуха и кажущаяся беспредельность атмосферы породили убежденность в неисчерпаемости воздушного бассейна. Современные размеры вмешательства человека в атмосферные процессы (изъятие газов, технические выбросы и т.п.) измеряются астрономическими величинами. Естественные и техногенные процессы в атмосфере становятся угрожающе сопоставимыми.
Основные источники загрязнения атмосферы
Экологические последствия
Атмосфера как природная система имеет важнейшее значение для функционирования всех живых организмов, населяющих нашу планету. Однако человеческое общество, оказывая преднамеренные и непреднамеренные воздействия на атмосферу, меняет ее свойства в неблагоприятном направлении. Эти воздействия особенно возросли в современную эпоху.
Под загрязнением атмосферы следует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. К первым относятся извержения пепла и газов вулканами, лесные и степные пожары, насыщенные солями морские брызги и туманы, пыль с эродированных почв и тонкий песок пустынь, растительная пыльца, микроорганизмы, выделения животных, а также космическая пыль.
В последние годы отмечается сильное загрязнение воздуха, связанное с расширением очагов промышленности, с технизацией многих областей нашей жизни. Действие вредных веществ, попадающих в воздух, может усиливаться их взаимными реакциями между собой, накоплением в крупных городах, большой длительностью их нахождения в воздухе, особыми метеоусловиями и другими факторами. Загрязнение воздуха никак нельзя не принимать во внимание. В районах, где отмечаются высокая плотность населения, скопление заводов и фабрик, большая насыщенность транспортными средствами, загрязнение воздуха особенно быстро возрастает. В дни, когда из-за погодных условий циркуляции воздуха ограниченна, может возникать смог.
Основные источники загрязн0ния воздуха - автомобильный транспорт и промышленные предприятия.
К основным загрязнителям атмосферы относятся углекислый газ, окись углерода, окислы серы, окислы азота и малые газовые составляющие, способные оказать влияние на температурный режим тропосферы: окись азота N2O, галогенуглероды (фреоны), метан (СН2) и тропосферный озон (О3).
Первостепенное значение среди составляющих атмосферу соединений отводится углекислому газу. В атмосферном воздухе его содержится 0,03%. Значительная часть углекислого газа поступает в атмосферу из естественных источников в результате дегазации верхней мантии и за счет вулканических выбросов, а также при сжигании угля, нефти и газа, то есть на тепловых электростанциях и котельных. Небольшие его количества безопасны, но в очень больших дозах он приводит к потере сознания и смерти. За последние сто лет содержание двуокиси углерода в воздухе выросло примерно на 14%, что связано со все увеличивающимися количествами сжигаемых угля и нефти, а также с вырубкой лесов, особенно тропических, которые извлекали часть СО2 из атмосферы. Продолжающийся рост содержания углекислого газа в воздухе может привести через какое-то время к повышению температуры на Земле, т.к. “одеяло” из углекислого газа не будет пропускать в космос тепло, излучаемое Землей. Это так называемый парниковый (оранжерейный) эффект. Опасаются, что температура на нашей планете может повыситься на 1,5-3оС.
Окись углерода (СО) - неощутимый, бесцветный и не имеющий запаха ядовитый газ, возникающий при неполном сгорании органических соединений. На воздухе он сравнительно быстро превращается в двуокись углерода. Высокие концентрации СО, возникающие в воздухе, загрязненном автомобильными выхлопами в часы пик или при погоде, способствующей смогу, особенно опасны для людей, страдающих болезнями сердца и сосудов. Основные источники этого газа - отопительные системы домов, автомобильные выхлопные газы и на третьем месте - промышленность.
Экологические последствия загрязнений атмосферы выбросами SO2 весьма велики. Проблема “кислотных дождей” переросла в глобальную проблему. Выпадающие “кислотные дожди” и продукты их превращений сказываются на состоянии поверхностных вод, почвенного и растительного покрова, вызывают ускоренную коррозию металлов, приводят к обесцвечиванию красок и т.д. Выпадающие “кислотные дожди” вызывают закисление водоемов, отрицательно влияют на почвенный и растительный покров. В озерах южной Скандинавии закисление воды вызвало понижение значений водородного показателя (рН).
Закисление озер отмечено также в других промышленно развитых странах. Снижение показателя рН стимулировало развитие процессов выщелачивания тяжелых металлов из горных пород.
Однако наиболее тяжелые последствия закисления испытывают водные экосистемы, в особенности ихтиофауна. Сокращается численность фито- и зоопланктона. В первую очередь погибают саламандры и лягушки. Причиной гибели рыб служит нарушение ионного и кислотно-щелочного равновесия в жабрах, которое наступает при уменьшении значения рН от 5 до 4. Биологическая продуктивность многих озерных водоемов резко сократилась.
Особую опасность для озонного слоя создают фреоны, которые используются в промышленности в качестве охладителей, а также в многочисленных аэрозольных баллонах.
Повреждение озонному слою наносит также закись азота N2O, выделяющаяся в атмосферу в ходе минеральных удобрений.
Изменения климата
В последние годы все больше говорят и пишут о климате. Из-за высокой плотности населения, создавшейся в некоторых районах Земли, и особенно из-за тесных экономических взаимосвязей между районами и странами, необычные погодные явления, не выходящие, впрочем, за рамки нормального диапазона колебаний погоды, показали, насколько чувствительно человечество ко всяким отклонениям погоды от средних значений.
Климатические тенденции, наблюдавшиеся в первой половине ХХ века, приобрели новое направление, особенно в районах Атлантики, граничащих с Арктикой. Здесь стало увеличиваться количество льда. В последние годы наблюдались и катастрофические засухи. Неясно, в какой мере связаны между собой эти явления. Во всяком случае они говорят о том, как сильно могут изменяться погода и климат на протяжении месяцев, лет и десятилетий. По сравнению с прежними веками уязвимость человечества к таким колебаниям возросла, так как ресурсы пищи и воды ограниченны, а население мира все растет, развивается и индустриализация.
Изменяя свойства земной поверхности и состав атмосферы, выделяя в атмосферу и гидросферу тепло, человек все больше влияет на климат. Вмешательство человека в природные процессы достигло такого размаха, что, например, быстрое сведение лесов, особенно тропических, оказывается чрезвычайно опасным не только для тех районов, где оно проводится, но и для климата Земли.
Промышленные предприятия, сбрасывающие тепловые отходы в воздух или водоемы, выбрасывающие в атмосферу жидкие, газообразные или твердые (пылевые) загрязнения, могут изменять местный климат. Если загрязнения воздуха будут продолжать расти, они начнут сказываться и на глобальном климате .
Наземный, водный и воздушный транспорт, выбрасывая выхлопные газы, пыль и тепловые отходы, также может влиять на местный климат. Сказывается на климате и сплошная застройка, ослабляющая или прекращающая циркуляцию воздуха, и отток местных скоплений холодного воздуха. Загрязнение моря, например, нефтью влияет на климат обширных пространств.
Принимаемые человеком меры по изменению облика земной поверхности в зависимости от их масштабов и от того, в какой климатической зоне они проводятся, не только приводят к местным или региональным изменениям, но и затрагивают климат целых материков. К таким изменениям относятся, например, изменения землепользования, уничтожение или, наоборот, насаждение лесов, обводнение или осушение, распашка целины, создание новых водоемов - все то, что изменяет тепловой баланс, водное хозяйство и распределение ветров на обширных пространствах.
Глава 4. П О Ч В АКак немыслима жизнь без воды и воздуха, так немыслима она и без почвы, на которой произрастают растения и обитает большинство животных.
