Загрязнение окружающей среды С точки зрения функционирования

Загрязнение окружающей среды

С точки зрения функционирования экосистем загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается или снижается ее продуктивность. Проблема загрязнения природной среды исключительно многообразна. Вещества, которые человек распространяет в биосфере, действуют и на какой-то конкретный вид, и на экосистему в целом, к тому же эффект воздействия очень трудно предсказать заранее

типы загрязнения: n n Физические загрязнения (радиоактивное, световое, тепловое, шумовое, электромагнитное, вибрация, гравитация). Химические загрязнения (моющие средства, пластмассы, пестициды, тяжелые металлы, производные серы, азота, углерода и т. д. ). Биологические загрязнения (бактерии, вирусы, изменение биоценозов из-за интродукции растительных или животных видов). Эстетический вред (нарушение пейзажей или примечательных мест грубой урбанизацией или малопривлекательными постройками)

точечные (локальные), хронические региональные и глобальные загрязнения n n n К точечным (локальным) загрязнениям относят, как правило, разовые выбросы токсичных веществ в окружающую среду в результате аварий, взрывов, пожаров, стихийных бедствий. Последствия таких загрязнений чаще проявляются в конкретном географическом пункте, однако, масштабы ущерба могут быть велики. Под хроническим региональным загрязнением понимают, как правило, продолжительное по времени поступление в окружающую среду экотоксикантов в существенных количествах. В результате происходит загрязнение довольно крупного района, например, речной системы, бассейна водосбора, природно-территориальных комплексов, находящихся с подветренной стороны или ниже по течению от источника загрязнения Глобальные загрязнения поступают в среду в больших количествах и в течение длительного времени, охватывая значительную часть земной поверхности.

Атмосферные движения играют основную роль в распространении загрязняющих веществ. Загрязняющие вещества нередко обнаруживаются на расстояниях, отдаленных от источника загрязнения на сотни и даже тысячи километров. На уровне тропопаузы (пограничный слой между тропосферой и атмосферой) средняя скорость ветра составляет 35 м/с. При такой скорости для переноса частиц вокруг Земли требуется 12 суток. В тропосферных слоях осуществляется перенос воздушных масс между Северным и Южным полушариями. В зависимости от высоты аэрозоля над уровнем моря время удержания частиц в аэрозоле составляет 7 суток для высоты 3 км, 30 суток для высоты 6 км, 1 год для высоты 15 км и 2 года для высоты 30 км.

ксенобиотики - вещества, которые являются чужеродными для живых организмов, обладают при этом токсическими свойствами или приобретают их в процессе трансформации в окружающей среде или при взаимодействии с живыми организмами. суперэкотоксиканты отличаются от обычных экотоксикантов тем, что их токсическое действие проявляется в чрезвычайно низких концентрациях, измеряемых не миллиграммами на килограмм веса организма, а микрограммами и даже нанограммами.

Любое химическое вещество поглощается и усваивается живыми организмами. Равновесное состояние или состояние насыщения в процессе усвоения достигается в том случае, если его поступление и выделение из организма происходят с одинаковой скоростью; установившаяся при этом в организме концентрация называется концентрацией насыщения. Если она выше наблюдающейся в окружающей среде или продуктах питания, говорят об обогащении или аккумуляции (накоплении) в живом организме. Биоаккумуляция – обогащение организма химическим веществом путем его потребления из окружающей среды и питания. Коэффициент биоаккумуляции - отношение концентрации вещества в организме к концентрации в окружающей среде или в предыдущем звене трофической цепи.

I II IV V Фито. Зооплан- Ракообраз. Рыбыпланктон ные и рыбы- хищники Бакланы микрофаги Продуценты Травояд- Плотоядные III

Биологическое накопление (концентрирование) токсичных веществ в пищевых цепях Накопление живыми организмами ряда химически неразрушающихся веществ (пестициды, радионуклиды и др. ), ведущие к биологическому усилению их действия по мере прохождения в биологических циклах и по пищевым цепям получило название «правило биологического усиления» . В наземных экосистемах с переходом на каждый трофический уровень происходит по крайней мере 10 -кратное увеличение концентрации токсичных веществ. В водных экосистемах накопление многих токсичных веществ коррелирует с массой жиров (липидов) в организме морских обитателей.

n В сравнительных исследованиях коэффициент биоаккумуляции ДДТ оказался равным у наземных растений - 0, 1, у насекомых - 3, у червей - 70, у грызунов 100. n В то же время рассчитанные подобным образом коэффициенты биоаккумуляции экотоксикантов у гидробионтов на несколько порядков выше: у креветок 103, у устриц и планктона - 10 4, у рыб - до 10 5. Например, при обследовании заражения ДДТ одного из озер США концентрация его в воде была равна 0, 014 мг/л , в зоопланктоне – 5 мг/кг, в мелких рыбах - до 10 мг/кг, в крупных рыбах - до 200 мг/кг, а в птицах (поганках), питавшихся рыбой этого озера -2500 мг/кг, т. е. в 10 млн раз выше, чем в озерной воде. В довольно короткий срок обитавшая на этом озере популяция птиц (поганок) погибла

Вмешательство в экосистему полно неожиданностей. После Второй мировой войны в Брунее произошла вспышка малярии, заболело 90% жителей. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) в 1955 г. начала распыление диэлдрина (пестицида, сходного с ДДТ) для борьбы с малярийными комарами, интенсивность заболевания малярией резко упала, но: - появилась угроза эпидемии чумы – разносимой блохами, живущими на крысах, для защиты от чумы пришлось на парашютах забрасывать здоровых кошек; - начали рушиться крыши, строительным материалом для которых служили листья – резко выросла численность гусениц, ими питающихся.

Парниковый эффект

Многолетний режим погоды называется климатом Устойчивость климата есть проявление относительной геофизических, геохимических и биотических факторов стабильности Парниковые газы - двуокись углерода, водяной пар, метан, окислы азота, хлорфторуглероды и др. Парниковый эффект — это удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной поверхности. Важнейшим парниковым газом является двуокись углерода. Его основным источником служат процессы сжигания органического топлива. За счет этого в атмосферу поступает до 80% двуокиси углерода. По прогнозу на 2000 год, содержание СО 2 в атмосфере оценивалось в 0, 0394 %, и эта величина оказалась практически независимой от различных сценариев развития энергетики. При этом концентрация углекислоты должна возрасти на 30— 40 % по сравнению с 1960 г. Из модельных расчетов следует, что удвоение концентрации СО 2 влечет изменение средней температуры на 2— 3 градуса. Следующим по вкладу в парниковый эффект являются метан и закись азота.

К настоящему времени сложился стереотип парникового эффекта и его влияния на глобальный климат, который состоит в следующем: 1. Происходит постоянное и нарастающее увеличение выбросов в атмосферу «парниковых» газов. 2. В результате выбросов в атмосферу на планете возросла и продолжает увеличиваться среднегодовая температура. 3. Последствия потепления для населения и экономики разных стран могут оказаться различными и иметь как отрицательные, так и положительные стороны. В глобальном масштабе чрезвычайно высокие темпы изменений, которые прогнозируются в настоящее время, чреваты трудностями или даже невозможностью достаточно быстрой адаптации к новым условиям.

Истощение озонового слоя в стратосфере Озон жизненно необходим для человека и других живых существ, населяющих освещенную солнцем Землю, поскольку он определяет температурную стратификацию атмосферы и одновременно защищает от интенсивной ультрафиолетовой радиации. Большая часть озона находится в стратосфере между 15 и 25 км. Озон образуется в атмосфере в результате сложной системы реакций (их более ста), многие из которых являются фотохимическими. Озон представляет собой форму кислорода, которая содержит в молекуле три атома вместо обычных двух. Озон является сильным поглотителем ультрафиолетового, излучения Солнца. Наиболее опасные для человека последствия истощения озонового слоя — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Помимо негативного влияния на здоровье, истощение озонового слоя приводит к усилению парникового эффекта, снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды. В 1985 г. в Вене была принята конвенция об охране озонового слоя, а в 1987 г. в Монреале подписан международный протокол о сокращении выбросов озонразрушающих веществ. В дальнейшем подписан ряд международных соглашений, запрещающих производство хлорфторуглеводородов.

Кислотные дожди Кислотный дождь – это результат присутствия в атмосфере окислов серы и окислов азота. Подкисленные осадки, (число p. H ниже 5, 6) из-за растворения в атмосферной влаге промышленных выбросов (SO 2, NOx и др. ) получили название кислые, кислотные. Ущерб, причиняемый кислотными дождями, чрезвычайно велик. Страдают леса, реки и озера, сельскохозяйственные угодья, сады, парки. В Канаде, например, из-за частых кислотных дождей более 4 тыс. озер были объявлены мертвыми, а еще 12 тыс. — на грани гибели. В южной части Норвегии в половине озер исчезла рыба. В Германии в результате подкисления почв и кислых дождей погибло около трети всех хвойных лесов. В почве происходит растворение питательных веществ (Са 2+, Mg 2+, K+, Na+), жизненно необходимых растениям; эти вещества выносятся дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Далее возникает острая опасность загрязнения грунтовых вод, а значит, и питьевой воды тяжелыми металлами, вынесенными кислотными дождями из почвы.

КИСЛЫЕ ДОЖДИ

Эвтрофикация вод Эвтрофирование – повышение биологической продуктивности водных экосистем в результате обогащения их питательными веществами под действием антропогенных или естественных факторов. Человек ускоряет эвтрофикацию, так как сбрасывает в озера и закрытые моря значительные количества органических веществ, способных к брожению, а также сточных вод, богатых фосфатами и нитратами. Относительно высокие концентрации элементов питания в эвтрофных озерах позволяют развиваться в них громадному количеству водных растений, в частности, водорослей. Подобное «перенаселение» воды водорослями создает много проблем для экосистемы. Одним из худших последствий эвтрофизации является вызванное этим феном изменение содержания кислорода в воде. В ночное время, когда водоросли в эвтрофных водоемах поглощают кислород при дыхании, его уровень в воде может упасть ниже значения, необходимого для жизнедеятельности других водных организмов.

Спасибо за внимание