Глава 2. Глобальные проблемы биосферы

Глава 2. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ

Демографический переход

 

Демографический переход для населения мира представляет совершенно особый период, поскольку он внезапно завершает грандиозное по своей продолжительности время развития всего человечества.

Начиная с середины XVIII столетия смертность в развитых странах стала сокращаться. Этот процесс продолжался до середины XX века. Поскольку число умерших в пересчете на тысячу человек ежегодно сокращалось, численность населения в этих странах начала увеличиваться. (Однако эта ситуация со временем изменилась, потому что наряду со снижением смертности стало происходить снижение рождаемости).

Причины снижения смертности одинаковы во всех странах - это развитие системы общественного здравоохранения, улучшение ухода за больными, повышение качества питания.

Использование инсектицидов, осушение болот, в которых размножаются комары – переносчики болезней, способствовали тому, что такие заболевания, как малярия и желтая лихорадка, были побеждены. А холера, тиф и другие кишечные заболевания ушли в прошлое в результате применения методов хлорирования и фильтрации в водохранилищах, предназначенных для снабжения населенных пунктов питьевой водой.

Антибиотики спасли жизнь многих детей, которые могли бы стать жертвой таких заболеваний, как пневмония и скарлатина. Вакцинация предотвратила угрозу заболевания оспой, дифтерией, столбняком, коклюшем, полиомиелитом, корью. Все эти достижения в области медицины и здравоохранения привели к резкому падению смертности среди новорожденных и детей раннего возраста не только в развитых, но и в развивающихся странах.

Снижение рождаемости происходит позднее, и этому предшествует рост уровня жизни, развитие здравоохранения и образования. Как один из факторов, влияющих на динамику рождаемости, выделяют образовательный ценз женщин, который вместе с развитием здравоохранения оказывает решающее влияние на детскую смертность и продолжительность жизни.

Если в стране одновременно снижаются рождаемость и смертность, то говорят, что в ней происходит демографический сдвиг или демографический переход. В большей части индустриально развитых стран такой сдвиг уже произошел.

Первая фаза демографического перехода (рис. 14). До начала демографического перехода воспроизводство населения характеризуется высокими уровнями смертности и рождаемости. Рождаемость едва превышает смертность, естественный прирост очень низкий или отсутствует. Такой тип воспроизводства населения называется примитивным, он существовал большую часть истории человечества.

Вторая фаза. С развитием индустрии, медицины, с улучшением условий жизни большинства населения начинается снижение уровня смертности. Уровень рождаемости, однако, какое-то время остается таким же, как до начала перехода, или даже возрастает. Естественный прирост при этом увеличивается иногда до размеров, получивших в литературе наименование «демографического взрыва». Демографический взрыв – временное явление: по мере развития демографического перехода нарушенная согласованность типов и режимов рождаемости и смертности восстанавливается, промежуточный тип воспроизводства сменяется основным, и демографический взрыв прекращается.

 

 

Рис. 14. Схема демографического перехода (по В. А. Борисову, 2005)

 

Третья фаза перехода характеризуется снижением уровня рождаемости, в то время как снижение уровня смертности замедляется. Соответственно сокращается и естественный прирост.

Четвертая фаза характеризуется стабилизацией рождаемости и смертности на низком уровне, близком или равном друг другу, отсюда – прекращение роста населения. По мнению многих ученых, «завершающий» этап демографического перехода характеризуется продолжением сокращения рождаемости, ростом коэффициента смертности вследствие старения возрастной структуры, отрицательным естественным приростом,
т. е. депопуляцией.

На этапе демографического перехода происходит постоянное увеличение продолжительности жизни населения. Для ее исчисления используют показатель продолжительности предстоящей жизни населения, который говорит о том, сколько лет может прожить человек, родившийся в определенном году, если условия его существования принципиально не изменятся. В силу биологических причин женщины живут дольше мужчин.

Смена типов воспроизводства населения идет следом за сменой способов производства. Этот процесс является универсальным для всего мира. Эпоха перехода для всех стран началась в середине XVIII в. и закончится к концу XXI в. В качестве социального фактора последствий демографического перехода наиболее серьезным является изменение возрастного состава населения. Если начало перехода сопровождается быстрым ростом и исторически внезапным появлением молодого поколения, то в конце перехода происходит старение населения. Это приведет к глубоким изменениям семьи и отношением поколений, системы образования и социального страхования, всей системы ценностей, управляющих обществом предвидимого будущего.

Демографический переход касается всего мира. Россия уже совершила этот переход и стабилизировалась в своем развитии, она вступила в заключительный этап, когда людей старшего поколения становится гораздо больше, чем молодых. Германия, Япония прошли через точку перехода раньше России. Первой страной, которая начала этот переход, была Франция. Там он начался перед революцией - в XVIII веке. Французская революция стала одним из следствий демографического кризиса.

В разных странах демографический переход имеет свои особенности, определяемые всем ходом исторического развития, экономической, политической, социальной и культурной перестройкой общества на пути промышленного развития, социально-экономическим строем, при котором совершается этот переход в той или иной стране (рис. 15). Графики сглажены, рост дан в процентах в год.

Можно выделить три типичные схемы развития современного демографического перехода. Первая (А) была характерна для Франции, где смена типов (и соответственно режимов) рождаемости и смертности шла почти параллельно, в силу чего эта страна практически не знала демографического взрыва. Эта схема - исключение из общего правила. В большинстве стран, где демографический переход развернулся в XIX в., он протекал по схеме Б. В Великобритании, например, снижение смертности началось тогда же, когда и во Франции (в конце XVIII в.), а снижение рождаемости – на 100 лет позже, вследствие чего в течение XIX в. население страны возросло почти на 26 млн человек, или в 3,4 раза (население Франции – немногим более чем на 40 %); при этом не менее 10 млн человек эмигрировали (эмиграция из Франции была незначительной). Схема Б была типична для большинства европейских стран, в связи с чем Западная Европа в целом демографический взрыв пережила в XIX в. Численность её населения за столетие почти удвоилась (за XVIII в. увеличилась менее чем в полтора раза) и, сверх того, из стран Западной Европы эмигрировало несколько десятков миллионов человек. Демографический взрыв в Западной Европе закончился довольно быстро - в начале ХХ века. Он оставил заметный след в истории, ибо способствовал значительному повышению численности населения этого региона и заселению Нового Света, но всё же имел ограниченное региональное значение и не смог оказать существенного влияния на темпы роста мирового населения. Такой тип демографического перехода часто называется «классическим», или «европейским».

 

Рис. 15. Демографический переход в разных странах (по С. П. Капице, 2009):

1 – Швеция; 2 – Германия; 3 – СССР; 4 – США; 5 – Маврикий; 6 – Шри-Ланка;
7 – Коста-Рика; 8 – мир в целом

 

Демографический переход, охвативший в ХХ в. освободившиеся от колониальной зависимости страны Азии, Африки, Латинской Америки, развивается по схеме В: уровень смертности в этих странах снижается очень быстро и во многих из них он уже значительно ниже, чем в самых развитых странах в XIX веке. Массовое же снижение уровня рождаемости начинается с большим запаздыванием, превышение числа рождений над числом смертей достигает больших размеров, и мощность демографического взрыва превосходит все известные прежде. Такой тип демографического перехода получил название «современный».

Таким образом, современные крайне высокие темпы роста численности населения земного шара в решающей степени определяются темпами его увеличения в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки (где проживает около 70 % населения мира), демографический взрыв в этих странах превращается в мировой.

Классификация загрязнений

 

Различают природные и антропогенные источники загрязнения. Природное загрязнение связано с деятельностью вулканов, лесными пожарами, селевыми потоками, выходом полиметаллических руд на поверхность земли; выделением газов из недр земли, деятельностью микроорганизмов, растений, животных. Антропогенное загрязнение связано с хозяйственной деятельностью человека.

Источниками антропогенного загрязнения окружающей среды являются предприятия промышленности, энергетики, сельского хозяйства, строительства, транспорта, производства и потребления продуктов питания, использования предметов быта.

Источники техногенных эмиссий (т. е. выбросы, стоки, излучения и т. п.) могут быть организованные и неорганизованные, стационарные и подвижные. Организованные источники оборудованы специальными устройствами для направленного вывода эмиссий (труба, вентиляционные шахты, сбросные каналы), эмиссии от неорганизованных источников произвольны. Источники различаются также по геометрическим характеристикам (точечные, линейные, площадные) и по режиму работы – непрерывному, периодическому, залповому.

Источниками химического и теплового загрязнения являются термохимические процессы в энергетике – сжигание топлива и связанные с ним термические и химические процессы. Попутные реакции связаны с содержанием в топливе различных примесей, с окислением азота воздуха и со вторичными реакциями уже в окружающей среде.

Все эти реакции сопровождают работу тепловых станций, промышленных печей, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и реактивных двигателей, процессы металлургии, обжига минерального сырья. Наибольший вклад в энергетически зависимое загрязнение среды вносят энергетика и транспорт. В среднем в топливной теплоэнергетике на 1 т условного топлива выбрасывается около 150 кг загрязнителей.

Рассмотрим баланс веществ «среднего» легкового автомобиля при расходе горючего 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха
выбросом 14,5 кг отработанных веществ. В выбросах регистрируются
до 200 соединений. Общая масса загрязнений – в среднем около 270 г
на 1 кг сжигаемого бензина в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, составит около 340 млн т; для всего автомобильного транспорта – до 400 млн т.

По масштабам загрязнения могут быть местными, локальными, характеризующимися повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленное предприятие); региональными, когда под воздействие попадают большие пространства (бассейн реки, государство); глобальными, когда загрязнение обнаруживается в любой точке планеты (загрязнение биосферы) и космическими (мусор, отработанные ступени космических аппаратов).

Как правило, многие антропогенные загрязнители ничем не отличаются от природных, исключение составляют ксенобиотики, чужеродные для природы вещества. Это произведенные химической промышленностью искусственные и синтетические соединения: полимеры, поверхно-
стно-активные вещества. В природе отсутствуют агенты для их разложения, усвоения, поэтому они накапливаются в окружающей среде.

Различают первичное и вторичное загрязнение. При первичном загрязнении вредные вещества образуются непосредственно в ходе природных или антропогенных процессов. При вторичном загрязнении вредные вещества синтезируются в окружающей среде из первичных; образование вторичных загрязнителей зачастую катализируется солнечным светом (фотохимический процесс). Как правило, вторичные загрязнители токсичнее первичных (из хлора и оксида углерода образуется фосген).

Все виды загрязнения среды можно объединить в группы: химическое, физическое, физико-химическое, биологическое, механическое, информационное и комплексное. Засорение среды материалами, оказывающими неблагоприятное механическое воздействие без физико-химических последствий (мусор), называется механическим загрязнением. Комплексное загрязнение среды – тепловое и информационное, обусловлено совместным действием различных видов загрязнения.

Химическое загрязнение связано с поступлением в окружающую среду химических веществ. Химическое загрязнение представлено разнообразными неорганическими, органическими, органо-минеральными соединениями. Разнообразие устойчивых химических соединений бесконечно велико. В настоящее время установлена химическая структура более шести миллионов химических соединений, причем около двухсот тысяч новых соединений в год синтезируется человеком либо экстрагируется
в огромных концентрациях.

Химия способствовала значительному развитию и подъему благосостояния общества благодаря разнообразному применению огромного числа природных и синтетических веществ (топливо, масла, красители, полимеры, минеральные удобрения, пестициды, пищевые добавки, косметика, лекарства, растворители).

Химическое загрязнение обусловлено токсическим воздействием химических веществ. Токсичностью называется способность различных химических элементов или их соединений оказывать вредное воздействие на микроорганизмы, растения, животных, человека. Понятие токсичность относится не к определенным элементам, а к любым химическим загрязняющим веществам, поступающим в биосферу в высоких концентрациях. Справедливым является утверждение, что нет токсичных веществ, есть токсичные концентрации.

Токсические свойства придают химическому веществу так называемые токсофорные группы: нитрит-, цианид-, сульфид-, галогенид- ионы
и другие. Использование токсичных веществ привело к биодеградации природных экосистем, ухудшению здоровья человека. В качестве примеров можно привести углеводородное топливо, которое при сжигании выделяет канцерогенный бенз(а)пирен. Многие красители обладают канцерогенным эффектом; в том числе термостойкие добавки к маслам – полихлорированные бифенилы (ПХБ). Сжигание высокомолекулярного поливинилхлорида (ПВХ) приводит к появлению самых токсичных антропогенных веществ – диоксинов.

Применение минеральных нитратных удобрений, пестицидов приводит к накоплению в организме токсичных веществ, обладающих канцерогенным эффектом. Широкое применение в различных областях производства фреонов, в том числе в качестве хладоагентов при производстве холодильников, способствовало разрушению озонового слоя Земли.

«Приоритетные» загрязнители:

диоксид серы, образующий сернистую, серную кислоту в кислотных дождях, попадающих на растительность, почву и водоемы;

полициклические ароматические углеводороды, в частности, бенз(а)пирен, обладающие канцерогенным эффектом;

диоксины из класса хлорированных углеводородов;

нефтепродукты, обладающие множественным токсическим эффектом;

пестициды;

оксид углерода (II) и оксид азота;

радиоактивные элементы (стронций-90, цезий-137, йод-131, углерод-14);

тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), способные накапливаться в трофических цепях и оказывать высокотоксичное действие на живые организмы.

Для характеристики вреда химического вещества используют такие понятия, как предел токсичности и длительность воздействия. В исследованиях на живых организмах строят ряды токсичности веществ. При этом устанавливают максимально разовое и среднесуточное предельно допустимое содержание.

Предельно допустимую концентрацию (ПДК) вещества устанавливают с целью ограждения человека от практически постоянных отрицательных воздействий вредных веществ. Вредные вещества в концентрациях, не превышающих ПДК, не вызывают у человека отравления и не нарушают его нормальной деятельности.

Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров среды: температуры (тепловое загрязнение), волновых параметров (световое; шумовое, электромагнитное); радиационных параметров (радиационное и радиоактивное).

Физическое волновое загрязнение среды – под этим общим условным названием объединена группа разнородных физических явлений и воздействий, которые имеют колебательную, волновую природу и исходят от технических источников. Это вибрации, акустические и электромагнитные воздействия, охватывающие диапазон частот от долей герца до миллиона мегагерц. В современной среде обитания человека они приобретают все большее значение и становятся важным фактором.

Под вибрацией понимают малые механические колебания низкой частоты, возникающие в телах под действием переменного физического поля. При оценке вибрационной нагрузки на человека учитывается виброускорение (виброскорость), диапазон частот и время воздействия вибрации. В зависимости от способа передачи на человека вибрацию подразделяют на общую и локальную. Передающийся через руки допустимый
уровень общей вибрации регламентируется в частотном диапазоне от 1
до 63 Гц, локальной вибрации – от 8 до 1 000 Гц.

Вибрация относится к вредным факторам, обладающим большим биологическим эффектом. К основным источникам вибрации в окружающей среде относят рельсовый транспорт, инженерное оснащение зданий (лифты, компрессоры, холодильные установки), тяжелые грузовые и строительные машины, технологическое оборудование ударного действия.

Акустическое воздействие. С физической точки зрения, шум представляет собой неупорядоченное сочетание звуков различной частоты и интенсивности; характеризуется звуковым давлением, интенсивностью звука и частотным диапазоном. Колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц – ультразвуком. Неслышимый инфразвук может вредно воздействовать на организм человека, особенно на его психическое состояние. По санитарным нормам уровень инфразвука на территории жилой застройки не должен превышать 90 дБ.

Электромагнитные воздействия. Природные электромагнитные поля (ЭМП) состоят в основном из магнитной компоненты, формируемой за счет действия Земли как постоянного магнита, и компонент, которые связаны с влиянием солнечной активности и атмосферных бурь. Во время ударов молнии о поверхность земли возникают ЭМП с широким частотным спектром (от нескольких герц до нескольких мегагерц) и распространяются на большие расстояния.

Постоянные и электромагнитные антропогенные поля имеют более высокую интенсивность, чем природные поля. Источниками их являются: электризующие поверхности; искусственные магнитные материалы; электромагниты; электролитические технологические процессы; транспортные средства с магнитной подвеской; медицинские установки и пр.

К источникам электромагнитных полей промышленной частоты относятся: линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1 150 кВ; коммутационные аппараты; устройства защиты и автоматики; бытовые приборы; электротранспортные средства; персональные компьютеры.

Источниками электромагнитных полей радиочастотного диапазона являются: мощные телевизионные, радиовещательные, радиолокационные станции; промышленные установки высокочастотного нагрева; различные измерительные, контрольные, лабораторные и бытовые приборы. Электромагнитная энергия излучается через неэкранированные отверстия, щели и неплотности кожухов радиоэлектрической аппаратуры.

Воздействие электростатического поля (ЭСП). Наиболее чувствительны к ЭСП центральная нервная система, сердечно-сосудистая система, анализаторы; при этом возникает раздражительность, головная боль, нарушения сна. Характерны различные «фобии», повышенная эмоциональная возбудимость, быстрая истощаемость, неустойчивость показаний пульса, артериального давления.

Магнитные поля могут быть постоянные, импульсные, инфранизкочастотные (до 50 Гц), переменные. Степень воздействия магнитного поля на человека зависит от его максимальной напряженности. Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) составляют радиоволны. По характеру воздействия различают общее и местное облучение.

Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных. В районе действия электрического поля линий электропередач у насекомых проявляются изменения в поведении: так, у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности, продуктивности; у жуков, комаров, бабочек и других летающих наблюдается изменение направления движения
в сторону с меньшим уровнем поля. У растений появляются аномалии развития – часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.

Электромагнитные поля воздействуют, прежде всего, на нервную систему человека. Электромагнитные поля напряженностью свыше
1 000 В/м вызывают головные боли, быструю утомляемость. Относительно низкоэнер­гетические неионизирующие электромагнитные поля (ЭМП) способны изме­нять структуру некоторых биомолекул, влияя таким образом на течение раз­личных физиологических процессов. Первоначально незначительные изме­нения затем усиливаются каскадом биохимических реакций, что приводит к заметным биологическим эффектам.

Экспериментальными работами последних лет выявлены факты раз­нообразного влияния ЭМП промышленных частот (50–60 Гц) на биологиче­ские системы. При этом действие ЭМП прослеживалось на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Постоянные магнитные или низкочастотные ЭМП в состоянии влиять на кровообращение у животных (магнитодинамический эффект), работу сердца, нервную систему (скорость проведения нервного импульса), зрение, поведенческие реакции, рост и регенерацию костей, эмбриогенез.

Радиационное загрязнение. В природе существует радиационный фон, обусловленный рассеянной радиоактивностью земной коры, проникающим космическим излучением, биогенными радионуклидами, который в настоящее время повышен техногенными источниками радиоактивности до 12–14 мкР/ч при среднегодовой эффективной экспозиционной дозе
в 2,5 мЗв. На это повлияли технические источники проникающей радиации (медицинская диагностическая и терапевтическая аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации; извлекаемые из недр минералы, топливо и вода; ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле; испытания и применение ядерного оружия). Деятельность человека в несколько раз увеличила число присутствующих в среде радионуклидов и на несколько порядков их массу на поверхности планеты.

Главную опасность представляют запасы ядерного оружия, топлива, радиоактивные осадки, которые образовались в результате ядерных взрывов или аварий и утечек в ядерно-топливном цикле – от добычи до обогащения урановой руды и захоронения отходов. США, СССР, Англия, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов. В атмосферу поступила большая масса сотен различных радионуклидов, которые выпали на всей поверхности планеты. Ядерные катастрофы удвоили их количество. Долгоживущие радиоизотопы (углерод-14, цезий-137, стронций-90) и сегодня продолжают излучать, добавляя 2 %
к фону радиации.

Пока еще трудно говорить о влиянии техногенного превышения естественного фона радиации на биоту экосферы. В России самое крупное из известных скоплений радионуклидов находится на Урале. Деятельность ПО «Маяк» привела к загрязнению Челябинской, Свердловской, Курганской, Тюменской областей. Радиоактивным вюбросом Чернобыльской АЭС в разной степени загрязнено 80 % территории Белоруссии, северная часть Правобережной Украины, 19 областей России. Следы чернобыльских радиоактивных выбросов обнаружены в большинстве стран Европы, а также Японии, на Филиппинах, в Канаде. Точных данных о количестве облученных и полученных дозах нет.

Одна из наиболее острых экологических проблем в стране – проблема радиоактивных отходов. Наиболее сложная технологическая стадия ядерного топливного цикла – переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и захоронение радиоактивных отходов.

Такова природа живого, что каждый биологический объект состоит не только из вещества, но и из волнового поля, неразрывно связанного
с веществом. Это определяет исключительную роль информации-
онно-энергетической оболочки, окружающей человека. В ходе эволюции человеческий организм приспособился к определенному спектру внешних излучений – магнитное поле Земли, инфракрасное солнечное излучение, видимая цветовая гамма и другие полевые воздействия космического и земного происхождения.

Техногенное вторжение привело к деформации полевой среды – слабое магнитное поле Земли не пробивается сквозь электромагнитные поля, создаваемые промышленными источниками; инфракрасный спектр Солнца отражается от мелкодисперсных антропогенных частиц; существенно искажены космические волновые процессы. В результате вносятся искажения в индивидуальную информационно-энергетическую оболочку человека.

Считают, что все изменения в работе организма (негативные или позитивные) начинаются в волновой индивидуальной оболочке, откуда информация о них передается материальному телу, воздействуя и изменяя его. Поэтому в настоящее время все виды физического воздействия на биосферу и на человека рассматривают как фактор особой экологической значимости.

Физико-химическое загрязнение. Формой физико-химического загрязнения является аэрозольное (смог, дым), таким образом, физико-химическое загрязнение обусловлено веществами, находящимися в состоянии аэрозолей, т. е. взвешенными в воздухе мельчайшими твердыми и жидкими частицами.

Размеры аэрозольных частиц колеблются от 0,01 мкм до 1 000 мкм. Аэрозоли бывают природного и антропогенного происхождения. Природными источниками являются вулканы, гейзеры, пыльные бури, лесные пожары. Антропогенное загрязнение окружающей среды аэрозолями началось с использования в качестве горючего каменного угля и другого органического горючего топлива. Сегодня аэрозоли используются в медицине (ингаляции), технике (порошковая металлургия), сельском хозяйстве (распыление пестицидов), военном деле (маскирующие и сигнальные дымы и туманы), быту (дезодоранты, лаки, краски, дезинфицирующие средства).

Влияние аэрозолей на здоровье человека и окружающую среду заметили давно. Пыльная атмосфера снижает количество солнечной энергии, снижая температуру в нижних слоях. Запыленность листьев ограничивает процесс газообмена, тормозит скорость реакции фотосинтеза, снижает урожай. Пылевые частицы могут быть токсичными; это взвешенные частицы пестицидов, удобрений, лака, краски. Заводы по производству БВК, выбрасывая белковую пыль, приводят к заболеваниям астмой в результате наступления бронхоспазмов.

Основной продукт сгорания каменного угля, нефти – сажа – не является токсичной. Сажа становится опасным загрязнителем среды, адсорбируя содержащиеся в воздухе загрязнители, прежде всего ПАУ (полициклические ароматические углеводороды).

Аэрозоли способствуют формированию смогов. Влажный смог (лондонского типа) формируется при сочетании пыли, тумана (аэрозольных частиц воды в воздухе) и диоксида серы. Фотохимический смог (лос-анжелесского типа) формируется из частиц пыли, аэрозольных частиц углеводородов и оксидами азота автомобильных выхлопов, которые под действием ультрафиолетовых лучей в фотохимических реакциях образуют озон. Он действует как сильный окислитель-токсикант. Ледяной (аляскинский) смог состоит из частиц пыли, газообразных загрязнителей, адсорбированных на аэрозольных частицах кристаллов льда (изморози).

Образованию смога благоприятствует солнечная радиация, малая скорость ветра, температурная инверсия, плохо вентилируемая местность (например, котловина).

Биологическое загрязнение связано с внесением в среду и размножением нежелательных для человека организмов, с проникновением или интродукцией в природные системы новых видов. Некоторые загрязнители приобретают ядовитые свойства после попадания в организм в процессе происходящих там химических превращений. Одно и то же вещество или фактор может вызывать множественное действие на организм.

Результат действия загрязнителей на организм человека проявляется различно. Яды действуют на печень, почки, системы кроветворения, крови, органов дыхания. Канцерогенный и мутагенный эффекты – в результате изменения информационных свойств половых и соматических клеток; фиброгенный – появление доброкачественных опухолей (фибром); тератогенный – уродства у родившихся; аллергенный – вызывающий аллергические реакции: поражение кожных покровов (экземы), дыхательных путей (астмы); нейро- и психотропный эффект связан с воздействием токсиканта на центральную нервную систему организма человека.

По механизму действия загрязнителя на организм различают:

вещества раздражающего действия, которые изменяют рН слизистой оболочки или раздражают нервные окончания;

вещества или факторы, изменяющие соотношение окислительных и восстановительных реакций в организме;

вещества, необратимо связывающиеся с органическими или неорганическими соединениями, из которых состоят ткани;

жирорастворимые вещества, нарушающие функции биологических мембран;

вещества, замещающие химические элементы или соединения в клетке;

факторы, влияющие на электромагнитные и механические колебательные процессы в организме.

Загрязнение атмосферы

 

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные), автотранспорт, предприятия черной и цветной металлургии,
нефтедобычи и нефтехимии, машиностроение, производство стройматериалов.

Значительная часть загрязняющих веществ атмосферы вступает в химическое взаимодействие. Реагируя с водой, многие из них образуют кислоты, которые выпадают в виде осадков, вызывая закисление почв и природных вод. Капли кислот в воздухе ускоряют процессы коррозии: в промышленных районах металл ржавеет в 20 раз быстрее, чем в сельской местности. На долю трех видов загрязнителей – пыли, оксидов углерода и серы приходится 80 % загрязнения.

Дым, пыль и газы конвективными потоками воздуха поднимаются на разную высоту. В зависимости от протекающих в данный момент в атмосфере климатических и метеорологических процессов загрязняющие вещества или остаются в непосредственной близости от мест выброса, или выносятся за их пределы и рассеиваются. Так, над всем Северным полушарием располагается стабильная зона повышенной концентрации диоксида серы, превышающей фоновую на востоке США, в Центральной и Восточной Европе в 10–15 раз.

Одним из проявлений трансформации загрязнителей в атмосфере является агрегирование (слипание) мелких частиц, аэрозолей с образованием крупных устойчивых конгломератов. Основная часть пыли техногенного происхождения находится в приземном слое воздуха, рассеиваясь на площади не более 0,4 % суши. Количество пыли, оседающей в год на поверхность земли, достигает в крупных городах, промышленных центрах
300 т/км².

Таблица 6

Литература к главе 2

1. Борисов, В. А. Демография: учебник для вузов / В. А. Борисов. – М.: NOTA BENE Медиа Трейд Компания, 2005. – 344 с.

2. Вассер, С. Спасти слона / С. Вассер, Б. Кларк, К. Лори // В мире науки. 2009. – № 9.

3. Гершензон, В. Е. Информационные технологии в управлении качеством среды обитания / В. Е. Гершензон. – М.: Академия, 2003. – 288 с.

4. Коробкин, В. И. Экология / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 576 с.

5. Миллер, Т. Жизнь в окружающей среде / Т. Миллер. – М.: Прогресс; Пангея, 1996. – Т. 3. – 400 с.

6. Данилов-Данильян, В. И. Экологический вызов и устойчивое развитие / В. И. Данилов-Данильян, К. С. Лосев. – М.: Изд-во Прогресс-традиция, 2000. – 416 с.

7. Демирчян, К. Климат Земли и «протокол Киото» /К. Демирчян,
К. Кондратьев // www.archipelag.ru

8. Демографическая модернизация России, 1900–2000 / под ред.
А. Г. Вишневского. – М.: Новое изд-во, 2006. – 608 с.

9. Ермаков, В. В. Биогеохимическая эволюция таксонов биосферы в условиях техногенеза / В. В. Ермаков // Тр. Биогеохим. лаб. Т. 24. – М.: Наука, 2003. – С. 5–22.

10. Женихов, Ю. Н. Обращение с опасными отходами: учеб. пособие / Ю. Н. Женихов, В. Н. Иванов. – Тверь: ТГТУ, 2004. – 224 с.

11. Заварзин, Г. А. Углеродный баланс России / Г. А.Заварзин // Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: Проблемы Киотского протокола. Материалы Совета-семинара при Президенте РАН. – М.: Наука, 2006. – С. 134–151.

12. Исаев, А. С. Леса России и Киотский протокол /А. С. Исаев,
Г. Н. Коровин // Возможности предотвращения изменения климата и его
негативных последствий: Проблемы Киотского протокола. Материалы
Совета-семинара при Президенте РАН. – М.: Наука, 2006. – С. 287–305.

13. Киотский протокол к Рамочной конвенции ООН об изменении климата // Сайт ООН (рус).

14. Капица, С. П. Гиперболический путь человечества. Через демографическую революцию к обществам знаний /С. П. Капица. – М.: Издательский Дом ТОНЧУ, 2009. – 128 с.

15. Константинов, В. М. Охрана природы / В. М. Константинов. –
М.: Академия, 2003. – 240 с.

16. Контроль вредных выбросов ТЭС в атмосферу: учеб. пособие для вузов / П. В. Росляков; под ред. П. В. Рослякова. – М.: Изд-во МЭИ, 2004. – 228 с.

17. Красная книга Красноярского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных / Е. Е. Сыроечковский, Э. В. Рогачева, А. П. Савченко и др.; отв. ред. А. П. Савченко. 2-е изд., перераб.
и доп. – Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 2004. – 254 с.

18. Мамин, Р. Г. Безопасность природопользования и экология здоровья: учеб. пособие / Р. Г. Мамин. – М.: Изд-во ЮНИТИ, 2003. –238 с.

19. Методы анализа и управления эколого-экономическими рисками: учеб. пособие / под ред. Н. П. Тихомирова. – М.: ЮНИТИ, 2003. – 350 с.

20. Мюррей, Р. Цель – Zero Waste / Р. Мюррей; пер. с англ.
В. О. Горницкого – М.: ОМННО «Совет Гринпис», 2004. – 232 с.

21. Обзор последних новостей науки о климате (рус.) // UNSW, Sydney, Australia.

22. Обобщенный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата // Изменение климата, 2007.

23. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник: пер. с нем. – М.: Прогресс, 1993. – 640 с.

24. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем: учеб. пособие / В. В. Куриленко; под ред. В. В. Куриленко. – СПб.: Изд-во С.-Петербург. ун-та, 2004. – 446 с.

25. Основы экологической геофизики: учеб. пособие для вузов /
В. И. Трухин – СПб.: Лань, 2004. – 384 с.

26. Состояние мира, 1999: докл. ин-та Worldwatch о развитии по пути к устойчивому обществу. – М.: Весь мир, 2000. – 384 с.

27. Приложение к Красной книге Красноярского края. Животные /
А. П. Савченко, В. Н. Лопатин, А. Н. Зырянов и др.; отв. ред. А. П. Савченко, 2-е изд. перераб. и доп. – Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 2004. – 147 с.

28. Систер, В. Г. Экологические пробл<