Взаимодействие человека и природы

только один инсектицид становится бесполезным, его стараются заменить

другим, причем в большинстве случаев следуя той же стратегии полного

истребления, которая не оправдала себя раньше. Сколько же ядовитых веществ

используется против насекомых? И сколько же из них, попадая в пищу,

отравляют тех же самых людей, которых они должны были защищать? Многие

пестициды плохо растворяются, но сравнительно легко усваиваются

организмами. В результате происходит их биоаккумуляция. Этот процесс можно

проиллюстрировать следующим образом. В воде содержится примерно 50 частей

пестицида на триллион частей воды; микроскопический зоопланктон может

аккумулировать в 1000 раз большее количество пестицидов. В креветках,

питающихся зоопланктоном, концентрация ядовитого вещества в четыре раза

выше; мелкая и другая рыба содержит еще большее количество токсических

остатков, а ныряющие птицы, которые питаются рыбой, могут накапливать

чрезвычайно высокое количество данного вещества: до 600—800 частей на

миллион частей воды. По этой причине птицы размером с дрозда гибнут в

огромном количестве. Кроме того, яйца, отложенные самками орлов, могут

иметь такие тонкие стенки, что птенцы в них не развиваются. Биоаккумуляцией

объясняется и тот факт, что лосось, пойманный в о. Мичиган, нередко

содержал такое большое количество ДДТ, что признавался непригодным для

пищи. Иногда непригодным по этой же причине становилось материнское молоко.

В настоящее время применение ДДТ запрещено.

В результате биоаккумуляции происходит накопление и радиоактивных

изотопов некоторых метаболически важных элементов. Эти изотопы обычно

существуют в природе в незначительных количествах, но их содержание в

окружающей среде стало возрастать с начала «атомного века» (т. е. с 1945

г.) в результате испытания атомного оружия и развития производства ядерной

энергии. Наиболее опасные изотопы для человека — иод 133, который

скапливается в щитовидной железе, стронций 90, концентрирующийся в костных

тканях, и цезий 137, аккумулирующийся в тканях мышц. Когда эти элементы

становятся компонентами в цепи питания, то их концентрация на каждом уровне

этой цепи оказывается выше, чем на предыдущем.

Таким образом, деятельность людей все чаще приводит к непредсказуемым

цепным реакциям в окружающей среде. Человек успешно конкурирует с любыми

другими организмами, например с крупными рыбами и млекопитающими, в

потреблении продуктов моря. Люди проникают повсюду: в Антарктиду, джунгли,

пустыни и т. д. Такое расширение зон обитания и экологической нищи

неизбежно ограничило «права» других видов организмов.

Особенно тяжелыми были последствия такого ограничения для диких форм.

Вычислено, что за каждое тысячелетие существования человека, которое

насчитывает более миллиона лет, в результате его деятельности исчезал один

вид организмов. Правда это только научная догадка, основанная на ископаемых

данных. Но тем не менее, можно с уверенностью сказать, что скорость

вымирания организмов резко повысилась. Сегодня вымирает один вид каждые

пять или десять лет.

Исчезло более 1% известных видов млекопитающих и птиц, а более 300 видов

птиц в настоящее время находятся под серьезной угрозой исчезновения.

Люди существенно видоизменили окружающую среду, построив огромную сеть

дорог, городов, промышленных, сельскохозяйственных и других

комплексов, разделяющих и нарушающих естественные экосистемы, при этом

мало внимания уделяя негативным экологическим последствиям.

Дороги разделяют поверхность Земли на отдельные части и в ряде

случаев нарушают целостность биогеоценоза. Леса прорезают широкие просеки,

с которых удаляют верхний слой почвы и которые регулярно скашивают с целью

регулирования на них роста растительности. Каждую зиму на проезжих дорогах

расходуют тонны соли. А летом тротуар нагревается под действием солнечных

лучей более чем до 50° С. Движение транспорта на дорогах создает шум,

вибрацию, приводит к загрязнению воздуха. Кроме того, движение автомобилей

препятствует перемещению через дорогу животных.

Строительство дорог способствует заселению тех территорий, которые

раньше были недоступны.

Дорога, пересекающая лес, препятствует естественному движению воды, а

также перемещению живых организмов. Дорога, пересекающая дренажный путь в

мелководной долине, может через несколько лет превратить богатое пастбище в

болото, если дорога не будет дренирована.

Влияние дорог на состояние тех или иных компонентов окружающей среды еще

не осознано полностью. Каждый год строятся тысячи километров новых дорог и

появляются миллионы новых автомобилей и других видов транспорта.

Города характеризуются скоплением людей, зданий, дорог, научных,

промышленных и культурных учреждений, транспорта. По мере роста городов

уменьшается количество земли — мест обитания флоры и фауны. Концентрация

отходов продуктов в городе также оказывает неблагоприятное воздействие на

естественную среду, поскольку в ней резко уменьшилось количество

организмов, разрушающих эти отходы. Воздух, вода, почва и даже космос

становятся все более загрязненными.

Температурные условия города и дикой местности резко противоположны. Из-

за ограниченного количества растительности, которая богата влагой и активно

ее испаряет, температура в городе быстро повышается в течение дня и

уменьшается ночью, если при этом отсутствует смог.

Города являются также центрами шумового загрязнения, что неблагоприятно

сказывается на работоспособности.

Будет ли человек продолжать игнорировать экологические факторы или нет,

в конце концов ему придется платить истинную цену за свое существование. И

эта цена высока, поскольку приходится расплачиваться за 200-летний период

нерадивого отношения к природе.

Закономерности существования естественных экосистем могут послужить

основой для организации человеческих сообществ. В процессе эволюции

экосистемы достигли состояния динамического равновесия, при котором все

члены экосистем находятся в равновесии друг с другом. Люди должны научиться

жить в гармоническом взаимодействии с другими организмами и элементами

экосистемы, иначе их эксплуатация человеком приведет к разрушению всей

структуры экосистемы.

Первый урок касается территориального расположения в экосистеме

организмов-производителей и организмов-потребителей. Образование и

разложение веществ в природе осуществляется в основном локально, без

распространения вширь. Дерево вырастает, используя углекислоту воздуха,

минеральные элементы и воду из почвы на месте своего произрастания. Его

листья не употребляются в качестве компоста где-нибудь в нескольких

километрах от дерева, а опадают прямо рядом с корнями и таким образом

возвращают часть питательных веществ в почву. Поэтому потеря питательных

веществ в лесу очень мала.

Растительноядные олень или дикий кабан могут передвигаться по

сравнительно большой территории до 12—15 км . Орел может схватить рыбу и

улететь со своей добычей за несколько километров от гнезда. Но все это

незначительные расстояния по сравнению с расстояниями в тысячи километров,

на которые люди перевозят уголь, сталь, пшеницу, мясо и бесчисленное

множество других продуктов и товаров' потребления. Скорее следует думать о

том, как сократить количество перевозимых материалов, чем концентрировать

внимание на том, как сделать их перевозку более эффективной.

Следует также попытаться предотвратить потерю энергии и веществ в

воздухе, почве, морях и реках, где они накапливаются в больших количествах,

часто становясь загрязнителями окружающей среды. Особенностью экосистем

является и территориальное распространение живых организмов. Организм (чаще

всего самец) стремится закрепиться на определенном участке, а затем

пытается привлечь на него самку. Он защищает эту территорию от вторжения

других представителей того же вида и пола. Мелкие рыбы, птицы и многие

млекопитающие, включая человека, проявляют территориальное поведение.

Очевидно, это одно из удовлетворительных решений проблемы адекватного и

эффективного распределения пищи, убежищ, строительного материала и

территории.

Каждая экосистема характеризуется соответствующим распределением

организмов в имеющемся пространстве. Такую оптимальную продуктивность

окружающей среды, способную поддерживать жизнь, называют переносимым

объемом. Это в равной мере относится и к людям.

Второй урок организации экосистем заключается в том, что природа

образует мало токсических веществ, которые не подвержены биологическому

распаду. Защитные токсины, образуемые многими тысячами животных и растений,

не распространяются беспорядочно и не остаются ядовитыми в течение долгого

времени.

Люди же производят ядовитые вещества, биоциды, которые не распадаются на

неядовитые вещества. Некоторые из них вступают в реакцию с веществами

окружающей среды и становятся еще более ядовитыми, накапливаясь в почве и

воде до значительного уровня. Поскольку организмы поглощают и аккумулируют

эти вещества в цепях питания, то вполне вероятно, что в биосфере уже

скопилось достаточное количество токсичных веществ, которое может привести

к многочисленным вредным последствиям.

В природе существует ряд биологически стабильных соединений углерода.

Однако за прошедшие геологические эпохи эти вещества накапливались глубоко

под землей, где они были недоступны для живых организмов. Некоторые из этих

высокорезистентных соединений углерода составляют часть нефтяных запасов на

Земле. При использовании составных веществ нефти и смешивании их с

неорганическими веществами высвобождается целый арсенал смертельно опасных

веществ. Если эти вещества вновь начинают участвовать в круговороте, они не

подвергаются разложению и не оседают в почве. Наоборот, они легко

усваиваются живыми организмами и мигрируют выше в экологической пирамиде.

Помимо токсических веществ, люди производят продукцию, состоящую из

сотен компонентов, не разлагающихся под действием других организмов. Это

прежде всего пластмасса. В природу поступает все больше веществ, которые

она не в состоянии перерабатывать.

Таким образом, основные правила, которые следует заимствовать у

сбалансированных экосистем, следующие:

1) ограничение распространения продукции человеческой деятельности;

2) непревышение переносимого объема Земли;

3) ограничение производства продукции как токсичной, так и нетоксичной,

которая не может разлагаться естественным путем или вновь участвовать в

круговороте под влиянием искусственных воздействий.

По мере того как усложняется экосистема и увеличивается

взаимозависимость между ее компонентами, в ней устанавливается динамическое

равновесие, и она способна нейтрализовать различные нарушения, чего нельзя

сказать о человеческом обществе.

Чем сложнее становится техника, тем разрушительнее последствия ее

неправильного использования и тем беспомощнее люди чувствуют себя при

решении встающих перед ними задач. Народонаселение в мире увеличивается с

возрастающей скоростью, в то время как способность природной среды

поддерживать существование человека уменьшается в связи с ее неправильной

эксплуатацией. Возобновляемые ресурсы, такие как леса, рыбные запасы и

пастбищные луга, постепенно сокращаются. Все это тоже свидетельствует о

нестабильности.

Усиленное злоупотребление природными ресурсами неизбежно ведет к

экологическому «банкротству». Чрезмерное использование кислорода,

сокращение природных ресурсов, эрозия почвы, разрушение лесов и загрязнение

атмосферы диоксидом углерода — это только некоторые результаты деятельности

человека, нарушающей природные механизмы стабилизации.

Быстрота, с которой разрушаются те самые механизмы, от которых зависит

наша жизнь, требуют от нас осознания ответственности за состояние

окружающей среды, стремления к постижению эффективных методов и средств

поддержания в ней динамического равновесия.

Проблема охраны окружающей среды включает следующие аспекты: социально-

политические, правовые, социально-гигиенические, технико-технологические и

эколого-экономические.

Социально-политический аспект проблемы охраны окружающей среды связан с

необходимостью решения этой проблемы в масштабах всего человечества

независимо от той или иной политической системы. Загрязнение природной

среды невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой оно

происходит. Каким бы мощным экономическим и научно-техническим потенциалом

ни обладала отдельная страна, она не может полностью решить сложную

экологическую проблему. Россия по проблемам охраны окружающей среды

сотрудничает как со странами ближнего зарубежья, так и с США, Англией,

Францией, Швецией, активно участвует в осуществлении программы ООН по

окружающей среде.

Правовой аспект касается установленной законом системы мер, направленных

на охрану окружающей среды и рациональное использование, восстановление и

умножение природных богатств. Правовой охране подлежат все объекты природы,

как вовлеченные в хозяйственный оборот, так и неэксплуатируемые;

государство осуществляет контроль за рациональным использованием природных

ресурсов и охраной природы, за соблюдением законодательства по охране

природы.

Социально-гигиенически и аспект охраны окружающей среды отражает

принципы приоритета охраны здоровья и сохранения благоприятных

гигиенических условий жизни населения. Мероприятия по оздоровлению

окружающей среды предполагают разработку количественных санитарно-

гигиенических показателей состояния качества окружающей среды; критериев

безвредности, обеспечивающих оптимальные условия жизнедеятельности

человека; учет адаптационных возможностей живых организмов к изменениям

окружающей среды.

Важный момент данного аспекта — социально-гигиеническое прогнозирование

будущего состояния преобразованной окружающей среды с целью сохранения

здоровья населения.

Технико-технологический аспект охраны окружающей среды предполагает

организацию производства по принципу безотходности. Реальный путь

экологизации технологии в современных условиях — постепенный переход

сначала к малоотходным, а затем к безотходным замкнутым производственным

циклам.

Эколого-экономический аспект охраны окружающей среды начал формироваться

недавно и обусловлен бурным ростом производства и научно-технической

революцией. Масштабы антропогенной деятельности сейчас неизмеримо возросли,

изменения природного равновесия стали сильно отражаться на развитии

народного хозяйства, и проблема охраны окружающей среды приобрела не только

биологическое, но и большое экономическое значение особенно в связи с

ограниченностью природных ресурсов. В то же время само экономическое

развитие внутренне противоречиво: с одной стороны, оно порождает острые

экологические проблемы, с другой — в самом экономическом развитии заложены

основы для решения этих проблем. Оптимальным вариантом было бы такое

положение, когда экономический рост и повышение благосостояния людей

сочетались бы не только с сохранением, но и с непрерывным улучшением

окружающей среды.

1.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. ПРИЗНАКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Каждый час днем и ночью население нашей планеты увеличивается более чем

на 7500 человек. За год чистый прирост населения достигает 70 млн. человек.

За последние 30 лет население в мире увеличилось примерно вдвое. В то же

время за последние 40 лет значительно изменилась средняя плотность

населения на земном шаре. По сравнению с 1950 годом она увеличилась вдвое и

составляет 36 человек на квадратный километр. Характерно, что одновременно

с ростом населения увеличивается (особенно в развитых странах) его средний

возраст, растет число пенсионеров, что создает определенные трудности для

работающей части населения.

Численность населения существенно влияет на окружающую среду и, в

частности, на ее загрязнение, так как с увеличением количества населения

возрастает количество всего того, что потребляется, производится, строится

человеком (продукты питания, энергия, жилье, машины, транспорт, сырье,

металл и т.п.) и выбрасывается.

В общем виде «кризис есть нарушение равновесия системы и в то же время

переход к новому ее равновесию». Таким образом, кризис есть стадия, на

которой функционирование системы достигает своих пределов. Кризис может

характеризоваться ситуацией возникновения препятствий в развитии системы, и

задача системы — найти приемлемый выход из создавшегося положения.

Человечество уже не раз сталкивалось с возникновением экологических

кризисов и достаточно уверенно преодолевало их.

Рассмотрим не менее глобальные экологические проблемы, во многом

связанные с усилением антропогенной деятельности.

Известно, что главный источник жизни на земле — энергия Солнца. От

Солнца на Землю поступает огромное количество энергии, в том числе

тепловой. Годовое ее количество примерно в десять раз больше количества

всей тепловой энергии, заключенной во всех разведанных запасах

органического топлива планеты. Использование лишь 0,01% общего количества

световой энергии, поступающей на поверхность Земли, могло бы полностью

обеспечить мировые потребности в энергии. Однако количество усвояемой

Землей солнечной энергии ничтожно мало. Его увеличению способствует наличие

в атмосфере так называемых «парниковых» газов и прежде всего диоксида

углерода, выделение которого заметно возрастает. Он свободно пропускает

солнечные лучи, но задерживает отраженное тепловое излучение Земли. В

атмосфере содержатся и другие газы, обладающие тем же эффектом: метан,

фторхлоруглероды (фреоны), рост мирового выброса которых за 1957—1987гг.

Повышение содержания этих газов в воздухе, а также озона, загрязняющего

нижние слои атмосферы, может привести к тому, что Землей будет усваиваться

больше солнечной энергии. Это, а также увеличение тепловыделений от

хозяйственной деятельности человека, приводит к повышению температуры

воздуха на Земле. В Северном полушарии сейчас температура воздуха у

поверхности Земли на 0,4°С выше, чем в 1950—1980гг.

По прогнозам на 2050 г. вероятное глобальное повышение температуры

составит 3—4° С, изменится режим осадков. В связи с этим в высоких широтах

могут растаять материковые льды; уровень воды в морях и океанах поднимется

не только вследствие таяния льдов, но и в результате увеличения объема воды

из-за повышения ее температуры.

Высказывается предположение, что летняя жара в последние годы во многих

районах планеты есть результат парникового эффекта.

Для снижения угрозы потепления климата Земли необходимо сокращение

выбросов диоксида углерода и других «парниковых» газов, а также сокращение

сжигания различных видов органического топлива.

Еще одна глобальная экологическая проблема — так называемые кислотные

дожди. Кислотный дождь — одна из наиболее серьезных форм загрязнения

окружающей среды, опасная болезнь биосферы. Эти дожди образуются вследствие

поступления в атмосферу на большую высоту от сгорающего топлива (особенно

сернистого) диоксида серы и окислов азота. Получающиеся при этом в

атмосфере слабые растворы серной и азотной кислоты могут выпадать в виде

осадков иногда через несколько дней в сотнях километров от источника

выделения. Установить место зарождения кислотного дождя технически пока

невозможно.

Проникая в почву, кислотные дожди нарушают ее структуру, пагубно влияют

на полезные микроорганизмы, растворяют природные минералы, такие как

кальций и калий, унося их в подпочвенный слой и отбирая у растений их

основной источник питания. Вред, наносимый растительности кислотными

дождями, особенно соединениями серы, огромен. Внешний признак воздействия

сернистого ангидрида — постепенное потемнение листьев на деревьях,

покраснение игл сосны. Из культивируемых растений наиболее чувствительны к

его действию люцерна, ячмень, овес, пшеница, ревень, салат-латук, шпинат,

табак, фасоль, свекла, редис и томаты.

Загрязнение воздушной среды теплогенерирующими установками,

промышленностью и транспортом, как полагают ученые, привело к новому

явлению — поражению некоторых видов лиственных пород деревьев, а также к

быстрому сокращению скорости роста по меньшей мере шести видов хвойных

деревьев, что прослеживается по годовым кольцам этих деревьев. Начался этот

процесс примерно в 1960г. и значительно ускорился в последние 10 лет.

Предварительные анализы показывают, что рост некоторых вечнозеленых видов

растений замедлился на 20—30% по сравнению с 1930—1950гг.

Ущерб, наносимый в Европе кислотными дождями рыбным запасам,

растительному покрову, архитектурным сооружениям, оценивается в 3 млрд.

долл. в год.

Кислотные дожди, различные вредные вещества, находящиеся' в воздухе

крупных городов, вызывают также разрушение промышленных конструкций и

металлических деталей. Исследования, проведенные в Спрингфилде (штат

Иллинойс, США), показали, что интенсивность коррозии в городе в три раза

выше, чем в сельской местности.

Большой урон наносят кислотные дожди здоровью людей.

Вредные вещества, образующие кислотные дожди, переносятся, с воздушными

потоками из одной страны в другую, что иногда служит причиной международных

конфликтов.

Кроме потепления климата и появления кислотных дождей, на планете

наблюдается еще одно глобальное явление — разрушение озонового слоя Земли.

При превышении предельно допустимой концентрации (в воздухе рабочей зоны

она составляет 0,1 мг/м3) озон оказывает вредное воздействие на человека и

животных. При соединении с выхлопными газами автомобилей и промышленными

выбросами вредное действие озона усиливается, особенно при солнечном

Страницы: 1, 2, 3, 4