Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Компенсационные механизмы и возможности среды в этих условиях

| Категория реферата: Рефераты по экологии
| Теги реферата: бесплатные банки рефератов, реферат на тему предприятие
| Добавил(а) на сайт: Селидов.

Значит, если не принять действенных своевременных мер, антропогенная токсикация планеты через полвека может достичь уровня, с которым природа не сможет справиться, и экологический кризис превратится в глобальную катастрофу. Слово «катастрофа» ассоциируется с понятием неожиданности, внезапности. Природные экологические катастрофы (землетрясения, смерчи, тайфуны, лавины) дополняются антропогенными (Чернобыль, заводские взрывы, аварийные выбросы ядовитых веществ). Существуют, однако, и медленно развивающиеся экологические катастрофы, приобретающие со временем глобальный характер. Медленное развитие придает им особую опасность, пожалуй, не меньшую, чем внезапность. Общественное сознание не поражают, а человечество не мобилизуют на немедленные действия факты постепенного роста некоторых заболеваний, повышение кислотности дождей, снижение урожайности почв, уменьшения фертильности мужской спермы и другие подобные явления, признанные экологическим следствием производственной деятельности человечества. Одной из таких медленно развивающихся катастроф является токсикация нашей планеты.

1. Экологические концепции.

Некоторые исследователи характеризуют современную нам эпоху как этап перехода к постиндустриальной (информационной) цивилизации, подразумевая под этим, что уже сегодня фактически осуществляется переход к главенству производства информации, знаний и гармонизации на этой основе взаимоотношений человека и природы.

Еще Ф. Бэкон обращал внимание на особую роль, которую призвано играть научное знание в развитии взаимоотношений общества и природы. Он считал, что знание законов природы позволит людям удовлетворить свои насущные потребности и интересы.

Эти представления были конкретизированы и развиты в получившей в ХХ в. широкое распространение и научное признание концепции ноосферы. Понятие ноосферы было введено в науку в 1927 г. французским философом, математиком и антропологом Э. Леруа (1870 – 1954), предложившим назвать ноосферой оболочку Земли, включающую человеческое общество с его индустрией, языком и прочими атрибутами разумной деятельности. Но главным творцом ноосферной концепции по праву считается русский естествоиспытатель и мыслитель В.И.
Вернадский (1863 – 1945), развивший в своих трудах идею ноосферы как
«биосферизированного общества». Он одним из первых осознал, что человечество стало мощной геологической и, возможно, космической силой, способной преобразовывать природу в больших масштабах. Биосфера, с его точки зрения, постепенно преобразуется в ноосферу – сферу разума.
В.И. Вернадский был убежден, что ноосферное человечество найдет путь к восстановлению и сохранению экологического равновесия на планете, разработает и осуществит на практике стратегию бескризисного развития природы и общества. При этом полагал, что человек вполне способен принять на себя функции управления экологическим развитием планеты в целом.

По мнению многих современных специалистов-экологов, человечеству еще предстоит доказать его способность осуществить все то, о чем шла речь выше.
Обеспокоенные существующим положением многие видные экологи, социологи, политики и др. начиная со второй половины 70-х гг. ХХ в. объединили свои усилия с целью выработки нового подхода к построению взаимоотношений между человеком и средой его обитания. Результатом проделанной работы стала формулировка концепции устойчивого развития. Согласно определению
Международной комиссии по окружающей среде и развитию под устойчивым должно понимать такое развитие, при котором удовлетворение потребностей современного человечества не ставит под угрозу благополучие последующих поколений и их способность удовлетворять собственные насущные потребности.
Важнейшей задачей в этой связи становится охрана окружающей среды, цель которой, в конечном счете, сводится к тому, чтобы, с одной стороны, обеспечить сохранность таких качеств окружающей среды, которые не должны быть подвергнуты изменениям, а с другой стороны – обеспечить непрерывный урожай полезных растений, животных и других необходимых человеку ресурсов путем сбалансированных циклов изъятия и обновления.

Концепция устойчивого развития получила мощную поддержку не только со стороны специалистов в области социальной экологии и экологии человека, но и правительств и руководителей государств большинства стран мира, что нашло свое выражение в решениях Конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в 1992 г. в Рио-де-Жанейро. Конференция приняла решение об образовании организации Международный Зеленый Крест, главными задачами которой были объявлены экологическое образование и воспитание как основа устойчивого развития и изменения системы ценностей, а также ликвидация последствий «холодной войны» для окружающей среды.

В 1996 г. в соответствии с рекомендациями Конференции ООН по окружающей среде и развитию 1992 г. была разработана и утверждена концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию. Концепция должна стать основой для выработки стратегии перехода России к устойчивому развитию в ХХI в.

2. Антропогенная токсикация планеты.

По данным А.Ф. Коломийца, количество произведенных и находящихся в окружающей нас среде (атмосфера, вода, почва) токсичных хлорорганических веществ достаточно для уничтожения всех аэробных (потребляющих кислород) организмов, малую долю которых и по численности и по массе составляет человечество. Для токсичных веществ, присутствующих в окружающей среде, были введены термины «экотоксины» и «суперэкотоксины».

Токсичны многие вещества – и органические, и неорганические.
Некоторые из этих веществ – целевые продукты человеческой деятельности, обладающие ценными техническими свойствами. Другие – малые, порой ничтожные примеси веществ, образующихся при производстве энергии, материалов, пищи.
Токсичные вещества попадают в окружающую среду и либо надолго задерживаются в почвах, либо с водотоком или с ветром распространяются на сотни и тысячи километров от места их образования. С водой, воздухом и пищей токсины попадают в организм животных и человека, что приводит к негативным последствиям – от острого отравления со смертельным исходом до проявляющихся через годы заболеваний. Порой эти последствия проявляются в следующем поколении. Многочисленные статистические данные свидетельствуют об ухудшении генофонда, увеличении количества детей с теми или иными отклонениями от физиологической или психической нормы. И не так уж сгущают краски те ученые, которые предупреждают об опасности дегенерации человека как биологического вида до дебилов и уродов в результате глобальной токсикации планеты. Но и те специфические и неспецифические заболевания, которые поражают нас сегодня из-за хронической токсикации, приводят как минимум к снижению качества жизни.

2.1. Неорганические токсины.

Существует 13 видов токсичных металлов: Be, Al, Cr, As, Se, Ag, Cd,
Sn, Sb, Ba, Hg, Tl, Pb. В перечне присутствует и издревле известный как яд мышь- як (As), и считавшийся до недавнего времени нетоксичным алюминий
(Al), и представляющая особую угрозу тройка: кадмий (Cd), свинец (Pb), ртуть (Hg), по праву возглавляющая группу неорганических экотоксинов.

Когда в рекламе водоочистителей сообщают об эффективном удалении из воды тяжелых металлов, имеются в виду ионы свинца, кадия, ртути. Эти металлы и их соединения применяются в технике, что и «открыло им дорогу» в окружающую среду и живые организмы.

Свинец (Pb) применялся еще с древних времен (глазури для покрытия глиняной посуды, прокладки для водопроводов). В настоящее время перечень областей применения очень широк: производство электрических кабелей, свинцовых аккумуляторов, химическое машиностроение, атомная промышленность
(для защиты от излучения), производство хрусталя, эмалей, замазок, лаков, спичек, пиротехнических изделий, пластмасс (в качестве стабилизатора) и т. д. Объем современного производства свинца составляет более 2,5 млн. т в год.

В результате производственной деятельности в природные воды ежегодно попадает 500-600 тыс. т Pb, а через атмосферу на поверхность Земли оседает около 400 тыс. т. В воздух основная часть Pb (206 тыс. т) выбрасывается с выхлопными газами автотранспорта, меньшая (~ 30 тыс. т) – при сжигании каменного угля. Оба эти источника выбросов Pb в воздух связаны с производством энергии, с ростом которого возрастает и содержание Pb в воздухе городов
(~ 5% в год). Если подсчитать, то за 14 лет происходит удвоение количества
Pb в воздухе. В атмосфере Pb находится в виде тонких аэрозолей различных соединений свинца. В районах оживленных автомагистралей их содержание достигает 40 мкг/м. Опыты с лабораторными животными (мыши, крысы, кролики) показали, что при ежедневном 6-часовом воздействии оксидов свинца в концентрации 10 мкг/м через 6 месяцев наблюдается 10-кратное увеличение содержание свинца в костном скелете, изменение условно-рефлекторной деятельности, активности некоторых ферментов и гистологической структуры головного и спинного мозга. При меньших воздействиях, не вызывающих изменений в крови и нервной системе, наблюдалось увеличение массы семенников и предстательной железы, нарушение сперматогенеза: появление патологических форм сперматозоидов, снижение их подвижности, а у самок – дегенеративные изменения в яйцеклетках. У потомства таких крыс на 30% была уменьшена масса тела и на 67% - выживаемость. При хронической токсикации свинцом у людей происходят изменения состояния нервной системы, проявляющиеся в головной боли, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, в нарушениях сна, ухудшении памяти, мышечной гипотонии, потливости. Недавно ученые США пришли к заключению, что таксикация свинцом
– причина агрессивного поведения школьников и снижения их способности к обучению. Полагают также, что длительная токсикация организма свинцом способствуют развитию атеросклероза.

В тех странах, где использование бензина с добавками тетраэтилсвинца сведено к минимуму, содержание Pb в воздухе снижено многократно. В России же сейчас только 25% бензина производится без этих добавок. Из приземного воздуха происходит оседание свинца на почву. В случае кислотных дождей проникновение Pb в почву происходит намного интенсивнее. Через корневую систему ионы трансформируются, а наземную часть растений. Среднее содержание Pb в большинстве растений составляет 2-3 мг/кг. Меньше всего свинца в бобовых, больше всего в кабачках.

Что касается другого токсиканта из неорганической «мрачной тройки» - кадмия (Cd), то на его опасность, можно сказать, указывает сам химический символ: «Cd» курильщикам следует читать как аббревиатуру английского Cancer diseast – раковое заболевание. Рак легких – вероятный результат длительного воздействия аэрозоля оксида Cd, поступающего в альвеолы с табачным дымом.
Более четверти летальных исходов онкологических больных происходит от рака легких. Среди заболевших 80 - 90% - курильщики. Табак – растение, в наибольшей мере аккумулирующее соли Cd из почвы, до 2 мг/кг. Это во много раз превышает предельно допустимое содержание Cd в основных продуктах питания.

С пищей, водой и воздухом ежедневно в организм поступает до 0,2 мг Cd, большая часть с пищей, меньшая с водой и воздухом. Однако усвоение – всасывание в кровь водно-пищевого Cd находится на уровне 5%, а воздушного – до 80%. По этой причине содержание Cd в организме жителей крупных городов с их загрязненной атмосферой может быть в десятки-сотни раз больше, чем у жителей сельской местности. В воздух кадмий поступает из общих со свинцом источников – сжигание ископаемых топлив ТЭЦ, с газовыми выбросами предприятий, производящих или использующих Cd. Оседание Cd-аэрозолей на почвы дополняется внесением Cd в почву сельскохозяйственных угодий с минеральными удобрениями: суперфосфатом (7,2 мг/кг), фосфатом калия (4,7 мг/кг), селитрой (0, 7 мг/кг). Заметно содержание Cd в навозе. Попадая с неочищенными стоками промышленных предприятий в природные водоемы, растворенный Cd осаждается и накапливается в донных отложениях. Водоросли, моллюски и ракообразные концентрируют Cd в своих организмах. Подобно свинцу и ртути, кадмий не является жизненно необходимым металлом.

Содержание Cd в земной коре очень мало, поэтому не существует залежей руд кадмия, он входит малой долей (~0,1%) в полиметаллические руды свинца, серебра, цинка. Это не помешало техническому применению Cd в некоторых отраслях техники ХХ века: для создания никель-кадмиевых аккумуляторов и бытовых батареек, аварийных и регулирующих стержней для атомных реакторов. Как составная часть Cd входит в сплавы, катализаторы, лазерные материалы, красители, стабилизаторы. Используют Cd и как антикоррозионное и декоративное покрытие изделий из железа и сталей.

Ртуть (Hg) в основном применяется в электротехнической и электрохимической промышленности, в качестве жидкого электрода в ртутных выпрямителях тока, обновляющегося катода при электролизном получении щелочи и хлора. Иные применения Hg (лабораторные приборы, лекарственные препараты, фунгициды) год за годом становятся все менее масштабными из-за опасности Hg- токсикации.

О токсичности соединений Hg, в частности сулемы, было известно уже давно. Сама же жидкая Hg не обладает выраженными токсическими свойствами. В прошлом ее использовали для лечения кишок. Пары Hg губительно действуют на организм, поражая нервную систему. В непроветриваемом помещении, где находится жидкая ртуть, воздух содержит ~10 мг/м . Хроническое отравление
Hg происходит уже при содержании Hg в сотых долях мг/м . Развивающееся при этом заболевание – микромеркуриализм проявляется в быстрой утомляемости, повышенной возбудимости с последующим ослаблением памяти, неуверенностью в себе, раздражительности, головных болях, дрожании конечностей. Признаки микромеркуриализма часты среди научных сотрудников, проработавших 8 – 10 лет в лабораторном помещении с содержанием Hg в воздухе на уровне 10–2 мг/м . Эта цифра – ПДК для рабочей зоны, т.е. для лиц, имеющих профессиональный контакт с Hg. Попадая в воду, Hg, казалось бы, должна оставаться неизменной. По этой причине сбрасывание жидкой Hg в воду не рассматривалось прежде как экологическое преступление. Затем выяснилось, что существуют водные микроорганизмы, способствующие переводу Hg в диметилртуть. Продвижение по пищевой цепи приводило к накоплению Hg в организмах хищных рыб – тунца, лососевых до уровня, сделавшего их непригодными для потребления. Изгнание Hg из жизненного обихода и промышленности продолжается и по сей день. Однако освободить атмосферу, воды и почвы от загрязнений Hg не удастся. Примерно половина выбросов Hg в окружающую среду природного происхождения обусловлена дегазацией земной коры, содержащей ~0,5 мг Hg/кг. По этой причине Hg – микроэлемент, постоянно присутствующий в организме (~10 мг), в основном, как и Cd, в почках и печени. При поступлении в легкие в еще большей мере, чем Cd, практически полностью. Выведение ее из организма осуществляется всеми железами желудочно-кишечного тракта, почками, потовыми, молочными и слюнными железами, легкими. В организм человека Hg поступает в наибольшей мере с рыбопродуктами, в которых ее содержание может превышать ПДК= 0,5 мг/кг.

В заключение можно привести тревожные статистические данные: процент новорожденных с теми или иными дефектами в зонах с высоким содержанием тяжелых металлов в почве, снеге, воде приблизительно в три раза выше, чем в малозагрязненных.

Алюминий – наиболее распространенный металл: 8,8% массы земной коры составляет Al, входящий в состав различных минералов. Соответственно высоко содержание его в различных объектах окружающей среды. В живых организмах Al не выполняет какой-либо физиологической функции, но из-за его распространенности входит в состав живого вещества. Общее количество такого включенного в клеточные организмы Al составляет около 5 млрд. т. Больше всего Al в бактериях и наземных растениях. Острая токсичность Al невелика
(ЛД50 = 370 мг/кг). Первые данные о токсичности алюминия были получены лишь в 70-е годах ХХ века. Поступающие в организм с водой и пищей ионы Al в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, а частично всасываются в желудочно-кишечном тракте в кровь и выводятся почками. Если же деятельность почек нарушена, происходит накапливание Al, сопровождающееся ростом хрупкости костей, нарушением метаболизма Ca, Mg, P, F и развитием различных форм анемии. Обнаружены и более грозные проявления токсичности
Al: нарушение речи, провалы памяти, нарушение ориентации, помутнение рассудка, конвульсии, а порой и гибель пациентов с почечной недостаточностью. Приведенные отклонения схожи с симптомами болезни
Альцгеймера. Эта новая напасть проявляется в развитых странах и поражает пожилых людей.
Так, сегодня число пораженных болезнью Альцгеймера в США превысило
3 млн. человек. Столь же неблагополучно положение и в Великобритании,
Швеции. Статистических данных по России нет, т.к. бытующий термин
«старческий маразм» маскирует болезнь Альцгеймера, а средняя продолжительность жизни мужчин в России меньше 60 лет. Проявление же болезни характерно в более пожилом возрасте.

Токсичность алюминия явилась «выстрелом в спину» для человечества.
Будучи третьим по распространенности элементом земной коры и обладая ценными качествами, металлический алюминий нашел широчайшее применение и в технике (уже в 60-е гг. его использовали при производстве около 4 тыс. изд.) и в быту. Однако алюминиевая посуда (если она не контактирует с кислой или щелочной средой) не является главным поставщиком Al в организм.
Обогащение питьевой воды ионами Al начинается на водоочистной станции при обработке ее сульфатом алюминия. Многократное превышение концентрации Al над нормой характерно для озерных и речных вод в регионах, подверженных действию кислотных дождей, за счет растворения природных малорастворимых алюмосиликатных пород. Это приводит к гибели рыб, земноводных и моллюсков в водоемах, орошаемых кислотными дождями. Не следует злоупотреблять содержащими гидроксид алюминия лекарствами: противоартритными, противогеморроидальными, понижающими кислотность желудочного сока. Как буферную добавку вводят гидроксид алюминия и в некоторые препараты аспирина и в губную помаду. Среди же пищевых материалов наивысшей концентрацией алюминия (до 20 мг/г) выделяется, увы, чай.