Виды и степень воздействия человека на природу

Виды воздействия человека на природу можно разделить на:

Антропогенные воздействия – деятельность человека, связанная с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других его интересов, вносящая физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду.

Воздействие человека на природу можно классифицировать различным образом. Например, разделить на разрушительное, стабилизирующее и конструктивное; прямое и косвенное; преднамеренное и непреднамеренное; длительное и кратковременное; статическое и динамическое; площадное и точечное; глубинное и приповерхностное; глобальное, региональное и ло­кальное; механическое, физическое, химическое и биологическое и т.д.

Разрушительное (деструктивное) воздействие – человеческая деятельность, ведущая к утрате природной средой своих полезных человеку качеств. Например, сведение дождевых лесов под пастбища или плантации, в результате чего нарушается биогеохимический круговорот веществ, и почва за два-три года теряет свое плодородие.

Стабилизирующее воздействие – человеческая деятельность, направленная на замедление деструкции (разрушения) природной среды в результате как хозяйственной деятельности человека, так и природных процессов. Например, почвозащитные мероприятия, направленные на уменьшение эрозии почв.

Конструктивное воздействие – человеческая деятельность, направленная на восстановление природной среды, нарушенной в результате хозяйственной деятельности человека или природных процессов. Например, рекультивация ландшафтов, вос­становление численности редких видов животных и растений и т. д. Разрушительное воздействие можно назвать отрицательным (негативным), а стабилизирующее и конструктивное – положительным (позитивным).

Прямое (непосредственное) воздействие – изменение природы в результате прямого воздействия хозяйственной деятельности человека на природные объекты и явления. Косвенное (опосредованное) воздействие – изменение природы в результате цепных реакций или вторичных явлений, связанных с хозяйственной деятельностью человека.

Непреднамеренное воздействие является неосознанным, когда человек не предполагает последствий своей деятельности.

Преднамеренное воздействие является осознанным, когда человек ожидает определенные результаты своей деятельности.

Расширяющееся использование природных ресурсов вследствие роста населения и развития научно-технического прогресса приводит к их истощению и увеличению загрязнения природной среды отходами производства и отбросами потребления. То есть ухудшение природной среды происходит по двум причинам: 1) сокращение природных ресурсов; 2) загрязнение природной среды.

Вырубка леса в бассейне реки (отмечено крестами) приводит к усыханию малых рек – притоков, снижению уровня грунтовых вод, уменьшению влажности почвы, снижению уровня воды в реке и озере. Это вместе с другими факторами ведет к недостатку воды в городе, гибели рыбы, развитию цианей (сине-зеленых водорослей и других водных организмов) в связи с усиливающейся эвтрофикацией водоемов. Строительство плотины и ирригационной системы в целях накопления воды в реке и нормального режима увлажнения на полях не решает проблемы поддержания уровня грунтовых вод и прекращения усыхания озера. Напротив, расход воды на испарение в оросительных системах и с поверхности водохранилища усугубляет недостаток речного стока в озеро, задерживает твердый сток, а подпор вод плотиной вызывает подтопление местности, в том числе по городам, ее заболачивание. Ирригация вызывает дополнительное засоление почв, требующих промывки, а значит, большего расхода поливных вод, с которыми в водоем смываются органика и удобрения, что усиливает эвтрофикацию.

Следует сразу обратить внимание на то, что чем выше уровень использования извлеченных природных ресурсов, тем ниже уровень загрязнения природной среды. Следовательно, решая проблему рационального использования природных ресурсов, общество, во-первых, сохраняет природные ресурсы от истощения, а во-вторых, снижает загрязнение природной среды.

Загрязнение – привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.

Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природное загрязнение: пыльные бури, вулканический пепел и др.) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение: выбросы в атмосферу и сбросы в гидросферу вредных веществ и др.).

По видам загрязняющих агентов загрязнение окружающей среды делят на физическое (тепловое, радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и др.), химическое (тяжелые металлы, пестициды, синтетические поверхностно активные вещества – СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты и др.) и биологическое (патогенные микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.). Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее опасным здесь является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и тер­моядерной энергии. Кроме вещественного и энергетического загрязнения начинает подниматься вопрос об информационном загрязнении окружающей человека среды.

По масштабам загрязнение может быть глобальным, региональным и локальным (местным).

По объектам загрязнения различают загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение почв и т.д., и даже загрязнение околоземного космического пространства.

Одна из классификаций загрязнений, основанная на системном подходе, сделана Г.В. Стадницким и А.И. Родионовым (1988). Авторы под загрязнением понимают любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения и делят его на инградиентное, параметрическое, биоценотическое и стациально-деструкционное.

Ингредиентное загрязнение – совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.).

Параметрическое загрязнение – изменение качественных параметров окружающей природной среды (шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное).

Биоценотическое загрязнение – воздействия, вызывающие нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т.д.).

Стациально-деструкционное загрязнение (от слов стация – место обитания популяции, деструкция – разрушение) – воздействие, приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирование водотоков, урбанизация и пр.).

Таблица – Экологическая характеристика десяти главных загрязнителей биосферы

Загрязнитель	Экологическая характеристика
1. Углекислый газ	Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.
2. Окись углерода	Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
3. Сернистый газ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани.
4. Окислы азота	Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности.
5. Фосфаты	Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах.
6. Ртуть	Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.
7. Свинец	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
8. Нефть	Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
9. ДДТ и другие пестициды	Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
10.Радиация	При превышении допустимых доз приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим; мутациям.

Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание: схемы приводтся в тексте

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое охрана природы?

2. Что такое рациональное природопользование?

3. Какие мотивы рационального природопользования представлены в лекции?

4. Как классифицируются природные условия?ъ

5. Как можно подразделить виды и степень воздействия человека на природу?

Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание: имеется слайд-шоу с наиболее показательными материалами в виде схем, диаграмм, рисунков и т.д.

Название темы №5: Экология атмосферы.

Цель занятия: Изучить слои атмосферы, состав атмосферного воздуха, экологические проблемы загрязнения атмосферного воздуха и пути их решения

Ключевые слова: слои, сфера, озоновые дыры, кислотные дожди, глобальное потепление, загрязнение, очистка, предельно-допустимая концентрация, нормирование, выбросы и т.д.

Основное содержание лекции: Строение атмосферы. Состав атмосферного воздуха. Загрязнение атмосферы.

«Строение и состав атмосферы»

Важнейшие климатические и экологические особенности Земли в решающей степени определяются наличием и свойствами ее газовой оболочки – атмосферы. Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле.

Атмосфера имеет сложное строение и подразделяется на несколько оболочек. Непосредственно к земной оболочке примыкает тропосфера. Она простирается до высоты 8 – 10 км над полюсами и 16 – 18 км над экватором. В средних широтах толщина тропосферы составляет 8 – 12 км.

Господствующие в тропосфере процессы (испарение водяного пара и его конденсация) приводят к образованию облаков и осадков в виде дождей. Именно в этом слое в основном происходят явления, которые мы именуем погодой, возникает подавляющее число гроз и штормов.

В отличие от тропосферы, в которой важную роль играет турбулентный обмен, стратосфера весьма устойчива, содержит мало влаги, в ней отсутствуют погодные явления в обычном смысле слова, а единственным видом облачности являются серебристые облака. В стратосфере на высоте 30 – 35 км расположен в наибольшей концентрации озон, поэтому эту часть атмосферы часто называют озоновым экраном. Озон играет большую роль в формировании температурного режима нижележащих слоев атмосферы и, следовательно, воздушных течений. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, что и вызывает разогрев атмосферы. Над различными участками земной поверхности и в разное время года содержание озона неодинаково: больше в высоких широтах, меньше в средних и низких, весной больше, чем осенью. Озоновый слой определяет предел биосферы.

За стратосферой, на высоте более 50 км, находится следующий слой атмосферы – мезосфера, где температура опять понижается. На высоте около 80 км она равна -70 С. Верхний слой мезосферы – мезопауза, где происходит понижение температуры. За мезосферой (более 80 км над земной поверхностью) расположен четвертый слой атмосферы – термосфера (ионосфера), не имеющая определенной верхней границы.

На высоте 500 – 600 км температура увеличивается и достигает +1600 С. Газы в термосфере (ионосфере) сильно разрежены, молекулы редко сталкиваются 3 друг с другом и не могут вызвать нагрева находящегося в этой зоне тела. Однако атмосферное давление с высотой уменьшается. Воздух по мере высоты становится разреженнее.

Наиболее удалена от Земли экзосфера – 800 – 1600 км, которая простирается на огромное расстояние, переходя в межпланетное пространство. Экзосфера является областью диссипации (рассеивания) атмосферных газов.

«Загрязнение атмосферы»

Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного средне-многолетнего уровня этих агентов. Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания. Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. По происхождению загрязнение атмосферного воздуха может быть естественным (природным) и искусственным (антропогенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров, пыльные бури, вулканические извержения, газовые выделения из гейзеров и геотермальных 4 источников, прижизненные выделения в атмосферу растений, животных, микроорганизмов.

Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ, образующихся в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы антропогенного загрязнения атмосферы: локальное, местное, региональное и глобальное.

Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков.

Локальное загрязнение может быть обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра.

Местное загрязнение определяется совокупностью выбросов множества источников, расположенных на территории, находящейся в зоне влияния и характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона).

Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных промышленных и сельскохозяйственных комплексов.

Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы планеты в целом.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на следующие типы:

1) газообразные – газы и пары (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);

2) жидкие – туманы (кислоты, щелочи, растворы солей);

3) твердые – пыли и дымы (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и т.п.).

От общей массы выбрасываемых в атмосферу веществ газы (пары) составляют около 90%. По определению экспертов ВОЗ из многочисленных загрязнителей атмосферы основными являются взвешенные частицы (аэрозоли различного 5 состава), затем следуют сернистые соединения и оксиданты (вещества, образующиеся в атмосферном воздухе в результате фотохимических превращений).

Аэрозоли - это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой служит газ, а дисперсными фазами являются твердые или жидкие частицы. Обычно размеры частиц аэрозолей ограничивают интервалом 10-7 – 10-3 см.

Аэрозоли делятся на три группы.

К первой группе относятся пыли, состоящие из твердых частиц, дипергированных в газообразной среде.

Ко второй группе относят дымы – все аэрозоли, которые получаются при конденсации газа.

К третьей группе относятся туманы – совокупность жидких частиц в газообразной среде.

В настоящее время в земной атмосфере взвешено около 20 млн. т частиц, из которых примерно три четверти приходится на долю выбросов промышленных предприятий. Особое значение пыли и других взвешенных частиц объясняется тем, что они загрязняют атмосферу не только в результате прямых выбросов, но в большей мере в результате различных превращений газообразных веществ, выбрасываемых в атмосферу (сернистых соединений, оксидов азота, углеводородов) с образованием мелкодисперсных аэрозолей.

Классификация загрязняющих атмосферу веществ может быть проведена по составу (например, хлористый водород, фтористые соединения и т.д.). К главным загрязнителям (поллютантам) атмосферного воздуха, образующимся в процессе производственной и иной деятельности человека относят диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), оксид углерода (СО), углеводороды (СН) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% от общего объема выбросов вредных веществ.

Особо опасным является радиоактивное загрязнение, обусловленное глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытания ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС (даже в процессе их нормальной эксплуатации) и другие источники.

Еще одной формой загрязнения атмосферы является избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, т.н. «острова тепла» в городах, сброс горячих сточных вод предприятий вызывающих потепление воды в водоемах.

Атмосферные загрязнители подразделяются на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом их превращений. Например, поступающий в атмосферу диоксид серы окисляется кислородом воздуха до триоксида серы, который затем взаимодействуя с водяными парами, образует капельки серной кислоты.

Источники загрязнения атмосферы выбросами могут быть классифицированы:

1. По назначению:

а) технологические, содержащие хвостовые газы после установок улавливания (рекуперации, абсорбции и т.д.);

б) вентиляционные выбросы – т.е. местные отсосы, вытяжки.

2. По месту расположения:

а) незатененные или высокие (высокие трубы, точечные источники), удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 и более раз;

б) затененные или низкие, расположенные на высоте меньше высоты здания; в) наземные – находящиеся у земной поверхности (открытое технологическое оборудование, колодцы производственной канализации и т.д.).

3. По геометрической форме:

а) точечные (трубы, шахты, вентиляторы);

б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, факелы).

4. По режиму работы:

а) непрерывного и

б) периодического действия,

в) залповые и мгновенные.

Залповые выбросы возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов производства. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды на значительную высоту. Это возможно при взрывных работах и авариях.

5. По дальности распространения:

а) внутриплощадные, то есть создающие высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах не дающие ощутимых загрязнений (для таких выбросов предусматривается ССЗ достаточных размеров);

б) внеплощадные, когда выбрасываемые загрязнения способны создать высокие концентрации на территории жилой застройки.

Газовые промышленные выбросы могут быть организованными и неорганизованными. Организованный промышленный выброс – выброс, поступающий в атмосферу через специальные сооружения – газоходы, воздуховоды, трубы. Неорганизованный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в результате нарушения герметичности оборудования, неудовлетворительной работы вентиляционной системы и т.д.

Основные источники техногенного загрязнения атмосферы. Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на группы:

а) промышленные предприятия,

б) транспорт, в) бытовое и коммунальное хозяйство.

Промышленные источники загрязнения, в свою очередь, подразделяются по отраслям, а также по ингредиентам. В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории страны вносят следующие отрасли:

1) теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные);

2) предприятия черной металлургии;

3) предприятия нефтедобычи и нефтехимии;

4) транспорт в т.ч. и автотранспорт;

5) предприятия цветной металлургии и

6) предприятия строительной индустрии.