Экосистема

Экосистема

ГОРОДСКИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Общая характеристика городских экосистем.

Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии,

фиксированная городскими растениями или солнечными батареями,

расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии

для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены

за его пределами. Это - месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные

электростанции.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть

которой человек использует для непосредственного употребления. Основную

часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное

потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом

промышленности на одного гражданина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном

состоянии - она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов,

сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут

содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу

ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с

потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.

Растения, в составе городских экосистем растут в парках, садах, на

газонах, их главное назначение - регулирование газового состава атмосферы.

Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от

вредных газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленных предприятий

и транспорта. Растения имеют также большое эстетическое и декоративное

значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных

экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка;

млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и

особой группой городских животных - спутников человека. В её составе -

птицы (воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые

(тараканы, клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаются

отбросами на помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложение

органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и

микроорганизмы.

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них

нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков

вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен

регулировать как потребление городом энергии и ресурсов - сырья для

промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов,

поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности

промышленности и транспорта. Наконец, он определяет и размеры этих

экосистем, которые в развитых странах, а последние годы и в России, быстро

«расползаются» за счет загородного коттеджного строительства. Районы

низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных

угодий, их «расползание» требует строительства новых шоссейных дорог, что

уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и

осуществлять круговорот кислорода.

Промышленное загрязнение среды.

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное

загрязнение.

Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу

наиболее опасных для жизни человека. Наиболее распространенные загрязнители

- сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода, хлор, и др. В некоторых

случаях из двух или относительно нескольких относительно не опасных

веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут

образоваться ядовитые соединения. Экологи насчитывают около 2000

загрязнителей атмосферы.

Главные источники загрязнения - ТЭС. Сильно загрязняют атмосферу также

котельные, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы

нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы

промышленности. При добыче нефти водоемы загрязняются засоленными видами,

нефть и нефтепродукты также разливаются при транспортировке. В России от

нефтяного загрязнения более всего страдают озера Севера Западной Сибири. За

последние годы возросла опасность для водных экосистем бытовых стоков

городской канализации. В этих стоках повысилась концентрация моющих

средств, которые микроорганизмы разлагают с трудом.

Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу или

сбрасываемых в реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с

ними. При умеренном загрязнении вода в реке становится практически чистой

через 3-10 км от источника загрязнения. Если загрязнителей слишком много,

экосистемы не могут с ними справиться и начинаются необратимые последствия.

Вода становится непригодной для питья и опасной для человека. Не годится

загрязненная вода и для многих отраслей промышленности.

Загрязнение поверхности почвы твердыми отходами. Городские свалки

промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора

могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые

металлы, химические соединения, которые растворяются в дождевых и снеговых

водах и затем попадают в водоемы и грунтовые воды. Могут попасть в мусор и

приборы, содержащие радиоактивные вещества.

Поверхность почвы может быть загрязнена золой, оседающей из дыма ТЭЦ,

работающих на угле, предприятий по производству цемента, огнеупорного

кирпича и т.д. Для предотвращения этого загрязнения на трубах устанавливают

специальные пылеуловители.

Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают

промышленные загрязнения на большие расстояния, и не всегда можно

установить их источник. Причиной загрязнения может быть вымывание токсичных

веществ дождевыми и снеговыми водами с промышленных свалок. Загрязнение

подземных вод происходит и при добыче нефти современными методами, когда

для повышения отдачи нефтяных пластов в скважины повторно закачивают

соленую воду, поднявшуюся на поверхность вместе с нефтью при её откачке.

Засоленные воды попадают в водоносные горизонты, вода в колодцах

приобретает горький вкус и оказывается не пригодной для питья.

Шумовое загрязнение. Источником шумового загрязнения может быть

промышленное предприятие или транспорт. Особенно сильный шум производят

тяжелые самосвалы и трамваи. Шум влияет на нервную систему человека, и

потому в городах и на предприятиях проводятся мероприятия по шумозащите.

Железнодорожные и трамвайные линии и дороги, по которым проходит грузовой

транспорт, нужно выносить из центральных частей городов в малонаселенные

районы и создавать вокруг них зеленые насаждения, хорошо поглощающие шум.

Самолеты не должны летать над городами.

Шум измеряют децибелах. Тиканье часов - 10 дб, шепот - 25, шум от

оживленной магистрали - 80, шум самолета при взлете - 130 дб. Болевой порог

шума - 140 дб. На территории жилой застройки днем шум не должен превышать

50-66 дб.

Также к загрязнителям относят: загрязнение поверхности почвы отвалами

вскрышных пород и золы, биологическое загрязнение, тепловое загрязнение,

радиационное загрязнение, электромагнитное загрязнение.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Загрязнение атмосферы. Если принять за единицу загрязненность воздуха

над океаном, то над селами она выше в 10 раз, над небольшими городами - в

35 раз, а над большими городами - в 150 раз. Толщина слоя загрязненного

воздуха над городом составляет 1,5 - 2 км.

Наиболее опасными загрязнителями являются бенз-а-пирен, диоксид

азота, формальдегид, пыль. В Европейской части России и на Урале в среднем

в течении года на 1 кв. км выпадало свыше 450 кг атмосферных загрязнителей.

По сравнению с 1980 г.. количество выбросов диоксида серы выросло в 1.5

раза; 19 млн. т атмосферных загрязнителей выбросил в атмосферу

автомобильный транспорт.

Сброс сточных вод в реки составил 68,2 куб. км при постпотреблении

105,8 куб. км. Потребление воды промышленностью составляет 46%. Доля

неочищенных сточных вод с 1989 г. уменьшается и составляет 28%.

Вследствие преобладания западных ветров Россия получает от западных

соседей в 8-10 раз больше атмосферных загрязнителей, чем отправляет к ним.

Кислотные дожди отрицательно повлияли на половину лесов Европы,

начался процесс усыхания лесов и в России. В Скандинавии из-за кислотных

осадков, поступающих из Великобритании и ФРГ, погибло уже 20.000 озер. Под

влиянием кислотных дождей гибнут памятники архитектуры.

Вредные вещества, выходящие из дымовой трубы высотой 100 м,

рассеиваются в радиусе 20 км, высотой 250 м - до 75 км. Труба - чемпион

построена на медно-никелевом комбинате в г. Садбери (Канада) и имеет высоту

более 400 м.

Разрушающие озоновый слой хлорфторуглероды (ХФУ) попадают в атмосферу

из газов охладительных систем (в США - 48%, а в остальных странах - 20%),

от использования аэрозольных баллончиков (в США - 2%, а несколько лет назад

их продажу запретили; в других странах - 35%), растворителей, используемых

в химчистках (20%) и при производстве пенопластов, включая стайроформ (25-

30%).

Основной источник фреонов, разрушающих озоновый слой - промышленные

холодильники - рефрижераторы. В обычном бытовом холодильнике 350 г фреона,

а в промышленных - десятки килограммов. Рефрижераторное хозяйство только в

Москве ежегодно использует 120 т фреона. Значительная часть его из-за

несовершенства оборудования оказывается в атмосфере.

Загрязнение пресноводных экосистем. В Ладожское озеро - резервуар

питьевой воды для шестимиллионного Санкт-Петербурга - в 1989 г. было

сброшено со сточными водами 1,8 т фенолов, 69,7 т сульфатов, 116,7 т

синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Загрязняет водные экосистемы и речной транспорт. На озере Байкал,

например, плавают 400 судов разного размера, они сбрасывают в воду около 8

т нефтепродуктов в год.

На большинстве предприятий России токсичные отходы производства или

сбрасывают в водоемы, отравляя их, или накапливают, не перерабатывая,

нередко в огромных количествах. Эти скопления смертоносных отходов можно

назвать «экологическими минами», при прорыве дамб они могут оказаться в

водоемах. Пример такой «экологической мины» - Череповецкий химический

комбинат «Аммофос». Его отстойник занимает площадь 200 га и содержит 15

млн. т отходов. Дамбу, которая огораживает отстойник, ежегодно поднимают на

4 м. К сожалению «череповецкая мина» - не единственная.

В развивающихся странах ежегодно умирает 9 млн. человек. К 2000 г.

питьевой воды не будет хватать более чем 1 млрд. человек.

Загрязнение морских экосистем. В Мировой океан сброшено около 20 млрд.

т мусора - от бытовых стоков до радиоактивных отходов. Каждый год на каждый

1 кв. км водной поверхности добавляют еще по 17 т мусора.

Ежегодно в океан выливается более 10 млн. т нефти, которая образует

пленку, покрывающую 10-15% его поверхности; а 5 г нефтепродуктов

достаточно, чтобы затянуть пленкой 50 кв. м водной поверхности. Эта пленка

не только уменьшает испарение и поглощение диоксида углерода, но и вызывает

кислородное голодание и гибель икры и молоди рыб.

Радиационное загрязнение. Предполагают, что к 2000 г. в мире накопится

1 млн. куб. м высокоактивных радиоактивных отходов.

Естественный радиоактивный фон воздействует на каждого человека, даже

на того, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Все

мы за свою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой

приходится на излучения природных тел (например, гранита в памятниках,

облицовке домов и пр.), 14% - на медицинские процедуры ( в первую очередь

от посещения рентгеновского кабинета) и 14% - на космические лучи.

За жизнь (70 лет) человек может без большого риска, набрать радиацию в

35 бэр (7 бэр от естественных источников, 3 бэра от космических источников

и рентгеновских аппаратов). В зоне Чернобыльской АЭС в наиболее

загрязненных участках можно получить до 1 бэра за час. Мощность излучения

на кровле в период тушения пожара на АЭС достигала 30.000 рентген в час и

потому без радиационной защиты (свинцового скафандра) смертельную дозу

облучения можно было получить за 1 минуту.

Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет 400

бэр для человека, 1000-2000 - для рыб и птиц, от 1000 до150.000 - для

растений и 100.000 бэр для насекомых. Таким образом, самое сильное

загрязнение - не помеха для массового размножения насекомых. Из растений

наименее устойчивы к радиации деревья и наиболее устойчивы травы.

Загрязнение бытовым мусором. Количество накапливающегося мусора

постоянно растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600

кг в год. Больше всего мусора производят в США (520 кг в год на одного

жителя), в Норвегии, Испании, Швеции, Нидерландах - 200-300 кг, а в Москве

- 300-320 кг.

Для того чтобы в природной среде разложилась бумага, требуется от 2

до10 лет, консервная банка - более 90 лет, фильтр от сигареты - 100 лет,

полиэтиленовый пакет - более 200 лет, пластмасса - 500 лет, стекло - более

1000 лет.

Способы уменьшения вреда от химических загрязнений

Самые распространенные загрязнения - химические. Существует три

основных способа уменьшения вреда от них.

Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10 раз (а

неочищенные - в 100-200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы,

чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление -

малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, допустимый лишь как

временная мера.

Очистка. Это основной способ уменьшения выбросов вредных веществ в

окружающую среду в России сегодня. Однако в результате очистки образуется

много концентрированных жидких и твердых отходов, которые также приходится

хранить.

Замена старых технологий новыми - малоотходными. За счет более

глубокой переработки удается снизить количество вредных выбросов в десятки

раз. Отходы от одного производства становятся сырьем для другого.

Образные названия этим трем способам уменьшения загрязнения окружающей

среды дали экологи ФРГ: «удлини трубу» (разбавление рассеиванием), «заглуши

трубу» (очистка) и «завяжи трубу узлом» (малоотходные технологии). Немцы

восстановили экосистему Рейна, который долгие годы был сточной канавой,

куда сбрасывались отходы промышленных гигантов. Это удалось сделать только

в 80-е годы, когда, наконец, «завязали трубу узлом».

Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологически

неблагоприятная обстановка, опасная для здоровья населения, сложилась почти

в 100 городах страны.

Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто

благодаря улучшению работы очистных сооружений и падению производства.

Дальнейшего уменьшения выбросов ядовитых веществ в окружающую среду можно

добиться, если внедрить менее опасные малоотходные технологии. Однако,

чтобы «завязать трубу узлом», необходимо обновление оборудования на

предприятиях, что требует очень больших вложений и потому будет проводиться

постепенно.

Заключение

Города и промышленные объекты (нефтепромыслы, карьеры для разработок

угля и руды, химические и металлургические комбинаты) работают за счет

энергии, которая поступает из других промышленных экосистем

(энергетического комплекса), и их продукция - не растительная и животная

биомасса, а сталь, чугун и алюминий, различные машины и приборы,

строительные материалы, пластмассы и многое другое, чего нет в природе.

Сейчас города - «паразиты» биосферы, они не могут обеспечить себя энергией

и ресурсами и в их экосистемах никогда не возникает экологическое

равновесие. Но отказаться от городов человечество не может, и потому

главная задача экологии - это уменьшить вредное влияние городов на

естественные и сельскохозяйственные экосистемы и обеспечить в них условия

для жизни главного звена этой искусственной экосистемы - человека.

Проблемы экологии городов - это в первую очередь проблемы уменьшения

выбросов в окружающую среду различных загрязнителей и защита от городов

воды, атмосферы, почвы. Их решают путем создания новых малоотходных

технологий и производственных процессов и эффективных очистных сооружений.

Большую роль в смягчении влияния факторов городской среды на человека

играют растения. Зеленые насаждения улучшают микроклимат, улавливают пыль и

газы, благотворно влияют на психическое состояние горожан.

[pic]

Литература:

Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из Федерального

комплекта для 9 - 11 классов общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб.

И доп. - М.: АО МДС, 1996. - 272 с ил.