Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение озонового экрана, кислотные дожди, парниковый эффект и др.). / Справочник

На заре развития человеческое общество, в целом, не оказывало существенного влияния на природную среду. Около 10 тысяч лет назад более интенсивным стало истребление крупных травоядных, сведение лесов, в результате распространения подсечной системы земледелия. Негативное действие новых факторов усилилось в результате климатических изменений, которые приводили к эрозии почв, опустыниванию больших территорий.

Нарушения в биогеоценозах под воздействием хозяйственной и иной деятельности человечества происходят быстро, являются катастрофическими по своим последствиям. Наиболее сильное негативное влияние оказывают распашка земель, вырубка лесов, осушение болот, возведение гидротехнических сооружений.

Вмешательство человека первоначально затрагивало лишь поверхность Земли. Ныне хозяйственная деятельность распространяется вглубь и ввысь:

Литосфера изменяется при добыче полезных ископаемых, подземных взрывах (рис. 1).
Атмосфера загрязняется в результате выбросов от сжигания топлива и горючего, ракетных запусков.
Состав и объем гидросферы изменяют промышленные и бытовые стоки, плотины, забор воды для производственных процессов и орошения.
Сокращается разнообразие жизни во всех ее проявлениях (биоразнообразие).

Добыча полезных ископаемых открытым способом (в карьере).

Рис. 1. Добыча полезных ископаемых открытым способом (в карьере)

Длительное время негативные последствия деятельности человека для природы Земли нивелировались благодаря способности биосферы к самовосстановлению. Возрастающая антропогенная нагрузка, необратимые изменения окружающей среды вызвали сокращение численности и вымирание многих видов живых организмов.

Влияние антропогенной деятельности наиболее явно прослеживается в повышении отрицательной роли таких процессов, как загрязнение и истощение природных ресурсов, неблагоприятные изменения климата, разрушение и смена экосистем.

Загрязнение воздуха и изменение климата

Газовый состав атмосферы начал формироваться в далеком геологическом прошлом Земли, миллиарды и миллионы лет назад. Воздух — газовая смесь, состоящая из молекулярного азота (78%), кислорода (21%), диоксида углерода (0,02–0,04%), аргона (0,93%), и прочих инертных газов. Состав непостоянен, меняется в зависимости от региона, удаленности от морей и океанов, времени суток.

Загрязнения — чужеродные вещества и факторы в природной среде. Они могут быть природными, если возникают при извержении вулканов, землетрясениях, наводнениях, природных пожарах. Антропогенные загрязнения возникают в результате деятельности человека, как ее последствия. Во все оболочки Земли поступают соединения углерода, серы, азота, пыль, тяжелые металлы, частички органики, искусственных и синтетических материалов, радиоактивные вещества. Над городами и промышленными объектами концентрация загрязнителей выше (рис 2.)

*Рис. 2. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу*

Выбросы в атмосферу чужеродных для природы соединений приводит к угнетению жизнедеятельности растений и животных. Загрязняющие агенты на организменном уровне вызывают нарушение физиологических функций и поведения, снижают темпы роста и развития, могут вызывать резкие изменения численности организмов.

Загрязнения на экосистемном уровне сказывается на структуре и функциях природных сообществ. Чтобы избежать отрицательных последствий, законодательно установлены предельно допустимые нормы сброса (ПДС) в окружающую среду, предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в воде и воздухе.

Нарушения озонового слоя

Слой молекул О₃, созданный самой природой, препятствует проникновению на Землю «жестких» лучей Солнца. Наиболее сильное истощение озонового слоя в атмосфере наблюдается над Антарктидой и Арктикой. Появлением «озоновых дыр» и «прорех» в защитном экране ученые и врачи объясняют ростом заболеваемости раком кожи во многих странах мира.

Основными факторами разрушения естественного защитного слоя считают выбросы в атмосферу диоксида азота и фреонов (хлорфторуглеводородов), используемых в качестве хладагентов, в составе пенообразователей, аэрозолей, растворителей.

Парниковый эффект

Повышение концентрации оксидов углерода, фосфора, серы, увеличение количества пыли и сажи в атмосфере, в результате всех видов производственной деятельности, работы транспорта, привели к снижению прозрачности воздуха. Накопившиеся загрязнители задерживают инфракрасные лучи, испускаемые земной поверхностью (рис. 3).

Происходящие процессы назвали «парниковым эффектом». Определенная роль в его создании принадлежит теплу, выделяемому предприятиями теплоэнергетики. Результатом, как считается, стало глобальное потепление.

Рис. 3. Парниковый эффект

Признаки парникового эффекта:

Происходит разогрев поверхности и повышение температуры воздуха в нижних слоях атмосферы на несколько градусов.
Повышается среднегодовая температура, увеличивается количество жарких дней в году.
Снижается количество осадков, наблюдается аридизация климата, учащаются засухи и пылевые бури.
Происходит таяние льдов в Арктике и Антарктике, снеговых шапок в горах, отодвигается на север граница распространения вечной мерзлоты.
Наблюдается подъем уровня вод Мирового океана, грозящий затоплением прибрежным городам и странам.
Учащаются катастрофические природные явления (штормы, ураганы, пожары и др.

Решить насущные проблемы человечества, вызванные глобальным потеплением, призваны международные договоры в этой сфере. Монреальский (1987) и Киотский (1997) протоколы ограничили использования фреонов. В настоящее время они заменены другими, более безопасными для природы, хладагентами.

Другие направления охраны воздуха:

сокращение выбросов в атмосферу от транспорта, сельского хозяйства.
внедрение малоотходных и безотходных технологий в промышленности;
переход на источники энергии, не связанные с сжиганием топлива (солнечные батареи, ветряные двигатели, приливы);
лесовосстановление и лесоразведение.

Не все ученые согласны с тем, что глобальное потепление вызвано антропогенной деятельностью. Многие исследователи объясняют происходящие процессы цикличностью температурных изменений на планете. Мы живем в межледниковый период, закономерно наступивший после последнего оледенения.

Кислотные дожди

Причина подкисления природных вод — выпадение осадков, содержащих капельки сернистой, серной, азотистой и азотной кислот. Причина — растворение в дождевой воде, росе оксидов серы и азота. В результате показатели рН изменяются с нейтральных до слабокислых.

Кислотные осадки усиливают эрозию почв, вызывают деградацию лесной, луговой и степной растительности. Выпадение кислотных дождей — одна из причин сокращения численности и исчезновения рыбы в пресных водоемах.

Смог

Повышение выбросов газообразных и твердых веществ в атмосферу происходит в промышленных районах и городах. Образуется смог — чрезмерно загрязненный воздух, вызывающий рост заболеваемости органов дыхания и кожи.

В состав смога входят следующие вещества:

продукты горения ископаемых видов топлива;
молекулы озона, возникшие в результате атмосферного электричества;
летучие органические вещества;
перекиси.

Соединения в составе смога легко окисляются, проявляют высокую химическую активность. Вероятность возникновения явления повышается в безветренную погоду, при высокой температуре воздуха, в городах, окруженных естественными ветрозащитными преградами.

Загрязнение водоемов

Человечество нуждается в огромных объемах питьевой и технической воды. Кроме увеличения водопотребления, происходит интенсивный вылов рыбы, сбор морепродуктов, добыча полезных ископаемых на мелководье и шельфе. Усиленная эксплуатация привела к истощению и загрязнению водных ресурсов (рис. 4).

*Рис. 4. Использование и загрязнение природных вод*

Последствия ощущаются даже в регионах, не тронутых сельскохозяйственной и промышленной деятельностью. Пестицид ДДТ обнаружен в организмах рыб и пингвинов в прибрежных водах Антарктиды.

Видовое разнообразие пресноводных и морских экосистем нарушено промышленными и бытовыми стоками, радиоактивными отходами. Истощаются ресурсы подземных и поверхностных пресных вод. Считается, что более 1 млрд. человек испытывает недостаток в чистой питьевой воде. Повышаются затраты на исследования качества водных ресурсов, добычу и очистку от загрязнений.

В городах питьевая вода загрязнена нефтепродуктами, моющими средствами, лекарствами. Для сельскохозяйственных районов характерно повышенные концентрации в воде пестицидов, удобрений. Моря и океаны загрязнены пластиковыми отходами полиэтиленовыми бутылками, упаковками, канистрами. Пластик распадается на мелкие частички, попадающие в организмы водных обитателей.

Загрязнение почвы

Земельные ресурсы истощаются в результате хозяйственной деятельности человечества. Происходят неблагоприятные изменения состава почвы, даже ее уничтожение. Земли разрушаются в результате добычи полезных ископаемых, строительства населенных пунктов и предприятий.

Основные загрязнители почвы:

промышленные и бытовые отходы (рис. 5);
пестициды, удобрения;
нефтепродукты;
металлы, их соединения;
радиоактивные вещества.

Наносят вред почвам монокультуры, чрезмерный выпас скота, работа обрабатывающей техники. Сохранение плодородия достигается развитием биологического земледелия, террасированием склонов, прекращением глубокой вспашки с оборотом пласта земли.

Вырубка лесов

Антропогенное воздействие приводит к истощению ресурсов биосферы. Зеленые насаждения называют «легкими» планеты за огромные объемы поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода в процессе фотосинтеза. Леса вырубают для получения древесины, мест под сельскохозяйственные угодья и строительство (рис. 6). Сильнее пострадали тропические джунгли. Общая площадь лесов за последние 1100 лет сократилась в 2 раза.

Многие виды флоры и фауны и более крупные систематические группы исчезали на всех этапах развития органического мира. Эта проблема приобрела угрожающий размах в последние десятилетия.

Необходимы лесонасаждение, создание биосферных заповедников, национальных парков, рекультивация земель. Утрату биоразнообразия могут приостановить борьба с браконьерством, запреты на отлов и торговлю дикими животными.

_{Источники рисунков:
рис. 3 — climaterussia.ru}

Смотри также:

Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение озонового экрана, кислотные дожди, парниковый эффект и др.).

Содержание: