Антропогенное воздействие как геологический и геохимический фактор эволюции биосферы

Загрязнители воздуха и их влияние 
 
1. Частицы пыли - Они бывает двух типов: оседающих и взвешенных частиц пыли размером больше, чем 10 мкм. Более мелкие частицы способны оставаются в воздухе в течение длительного времени. 
а) Пыль и дым вызывает раздражение дыхательных путей и вызывает бронхит, астму и легочные заболевания. 
б) Смог – это темный туман, образованный пылью и частицами дыма, вызывает конденсацию паров воды вокруг них и привлекают другие химические вещества, такие как SO2, H2S, NO2 и др. Смог вредит растениям, вызывая серебрение, остекление и некроз, а так же снижает доступ света. Это вызывает большое количество аварий например, во время 5-дневного смога в Лондоне (1952) погибло около 4000 человек. 
(с) твердые частицы рассеивает и частично поглощает свет. В промышленных районах колтчество солнечного света уменьшается до 1 / 3 в летний период и 2 / 3 в зимний период. Это опасно для машины. 

2. Угарный газ - образуется при неполном сгорании топлива. 
Он соединяется с гемоглобином крови и ухудшает пропускную способность кислорода. При 100 ppm (частей на миллион) CO является причиной головокружения и головной боли. Другие вредные симптомы, истощение, снижение зрения, сердечно-сосудистой неисправности и т.д.

3. Оксиды серы - соединения обладает мутагенными свойствами 
Они разъедают металлы, такие как цинк и железо. Они приводит к изменению цвета и ухудшению зданий, скульптур, кожи, бумаги и т.д. Свыше 1 ppm влияет на человека, вызывая раздражение глаз, повреждение дыхательных путей. Они вызывают хлороз (разрушение хлорофилла изменено на phaeophytin) и некроз растительностью даже в низких концентрациях

4. Оксиды азота - они образуются в результате как биологической, так и небиологической деятельности, а также человеческой деятельности, как сжигание в промышленности и автомобилей. 
Они образуются в стратосфере из-за солнечных вспышек. Большие вспышки образуют достаточное количество оксидов, чтобы разрушить защитный озоновый слой. Оксиды обладают мутагенными свойствами. Они вызывают раздражение глаз, отек легкого, застой крови, а также расширение артерий. При концентрации 15-50 ppm они вызывают повреждение легких, печени и почек. Они вызывают поражения, некроз, выпадение листьев, отмирание и гибель многих растений. В присутствии влаги они оказывают коррозионное воздействие на металлы. Окиси азота вызывают фотохимический смог.

5. Углекислый газ - Раньше баланс СО2 в атмосфере достигался через растения в процессе фотосинтеза. В настоящее время из-за чрезмерного возростания активности сгорания уровень CO2 приводит к парниковому эффекту. Таяние полярных льдов и ледников может привести повышению уровня моря. 
 
6. Бензпирен – канцероген, образуемый в табачном дыме, автомобильных выхлопах и промышленных стоках. 
 
7. Фосген и метилизоцианат - фосген (COCl2) является ядовитой и удушающей жидкостью, используемой в промышленности красителей и синтезе органических соединений. Производствл фосгена и МИЦ привел к промышленной аварии в Бхопале в Индии.

8. Аэрозоли - широко известные как струи притоков, также используются в качестве дезинфицирующих средств. Хлорфторуглероды (CCl3F1, CCl2F2) - используется в холодильной технике и образовании пенопластов.

9. Озон - Озон защищает Землю от ультрафиолетовых лучей высокой энергии. Озон в тропосфере имеет согревающий эффект. Он обладает токсическим действием при конц. всего лишь 0,02 ppm озон разрушает хлоренхиму и приводит к некрозу тканей. Озон вызывает обесцвечивание и повреждение тканей. При менее 1 ppm озон вызывает травмы слизистой оболочки.

10. Пыльца и микробы - нормальные составляющие воздуха. Микробы непосредственно вызывают повреждение растительности, продовольственных товаров и вызывают заболевания у растений, животных и человека. Превышение пыльца вызывает аллергических реакций у человека.

11. Автомобильные выхлопы - 90% загрязнения свинцом вызвано сгоранием бензина. Свинец выбрасывается в виде аэрозолей, которые проходят в легкие и кровь. Более крупные частицы свинца попадают в почву и переходят в пищевую цепь.

Загрязнение воды

Загрязнение воды - изменение качества воды. Ухудшение качества воды приводит к тому, что она становится либо опасной для здоровья или не пригодной для использования. Поверхностная вода никогда не бывает чистой. Эрозия почв, выщелачивание минералов из горных пород, разлагающиеся органические вещества являются естественными источниками загрязнения воды.

Большинство загрязнений воды связаны с деятельностью человека.

Есть много способов, с помощью которого можно ввести загрязнители в воду: 
(1). Точечный источник - когда общий поток передается в четко определенные каналы, такие как муниципальные или промышленные выбросы. (2). Диффузный источник – распыление пестицидов и удобрений являются главным источником диффузного загрязнения. (3). Коммунальные отходы - это включает выбросы из домов, коммерческие и промышленные организации, подключенные к государственной системе канализации.

Источники промышленного загрязнения

Тепловое  загрязнение связано со сливом горячих стоков. Теплая вода содержит меньше кислорода. Это вызывает снижение скорости разложения органического вещества. Зеленые водоросли заменяются менее желательными сине-зелеными водорослями. Многие животные не могут размножаться. Из икры форели не выклевываются мальки, в то время как лосось не нерестится при более высокой температуре.

Сельское  хозяйство – Использование высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур увеличило спрос на удобрения, которые попадают в грунтовые воды, а так же через верхние слои почвы. Многие пестициды не подлежат разложению. Они позже смываются или просачивается в грунтовые воды. Чтобы обойти правила о загрязнении воды и избежать расходы на очистку, отрасли сбрасывают отходы на землю, что приводит к загрязнению подземных вод в больших масштабах.

Загрязнение моря - океаны являются конечным резервуаром всех природных и техногенных загрязнителей (сбросы нефти, жиров и нефте-продуктов, моющих средств, радиоактивных отходов и т.д.). Морские экосистемы не обладают способностью разложения загрязнителей. Искусственные выбросы являются причиной локализованных загрязнений, особенно в прибрежных районах. Основными источниками являются навигационные сбросы нефтепродуктов, моющие средства, сточные воды и отходы, в том числе радиоактивные отходы.

Воздействие загрязнения воды 
(1) Эвтрофикация – это естественный процесс, наблюемый в озерах, где обильный роста микроорганизмов потребляет много растворенного кислорода, лишая другие организмы. Как правило, это наблюдается в нижних слоях глубоких озер. Чрезмерное добавление питательных веществ для растений увеличивает эвтрофикацию и вредно для рыб и других морских организмов. 
(2) Образование пены в воде из-за мыла, моющих средств и щелочей. 
(3) Изменение вкуса и неприятный запахов воды. 
(4) Мутность, что делает воду непригодной для питья и промышленного назначения. 
(5) Неорганические нитраты и фосфаты стимулируют чрезмерный рост растений в озерах и водохранилищах.

Загрязнение почвы

Загрязнение почв является следствием демпинга и удаления отходов, применения агрохимикатов или косвенным результатом загрязнения воздуха (кислотные дожди). Так как процесс почвообразования происходит медленно, почва относится к невозобновляемым природным ресурсам.

Пестициды снижают численность видов живых организмов, которые влияют на плодородие почвы. Некоторые пестициды и продукты их распада попадают в пищевую цепочку через растения.

Деградация земель 
Помимо загрязнения окружающей среды, ряд проблем связанно с землей и почвой. Это вырубка лесов, эрозия, затопление и заболачивание, засоление и плохо продуманное расширение городской застройки. 
 
Эрозия почвы 
Эрозия - это процесс, в результате которого вещества удаляются с поверхности земли. Эрозия почва происходит с помощью воды, ветра, океана, волн и ледников. Чрезмерный выпас скота, обрезка и вырубка лесов также ускоряют эрозию почвы. Наводнения вызвают эрозию почвы, которая в свою очередь, вызывает возникновение наводнений. Корни трав являются прекрасным связывающим материалом, который удерживает почву. 

Засоление почв 
Увеличение концентрации соли в почве влияет на плодородие почвы и ухудшает его качество. Недостаточное дренирование особенно в поймах рек и хорошо орошаемых площадей, приводит к накоплению солей на поверхности почвы. В течение летнего сезона соли из нижних слоев двигаются вверх под действием капиллярных сил и скапливаются на поверхности почвы. Почти 1/6 часть почв в засушливых и полузасушливых районах мира имеют высокую соленость. 
 
Опустынивание 
Это может быть следствием различных причин, как эрозии верхнего слоя почвы, перемещение дюн песка ветром и из-за чрезмерного выпаса скота на земле, покрытой травой. Большинство пустынь в мире сделаны человеком.

Вещества, загрязняющие почву и их действие 

1. Фториды. 
Они связываются с Mg2 + хлорофилла и, следовательно, тормозят фотосинтез, вызывают опадение листьев и плодов. Кукуруза является чувствительным индикатором загрязнения фтором. У человека вызывают пятнистость зубов (флюороз) является показателем фторирования. Флюороз костей приводит к ослаблению костных тканей. 

2. Азотные удобрения (нитраты + нитритов). 
Токсичные концентрации в листьях и плодах входят в пищевую цепь. В желудочно-кишечном тракте, бактерии превращают нитраты в нитриты. Последние попадая в кровь, связываются с гемоглобином с образованием метил-6-гемоглобина, что приводит к снижению транспорта кислорода. Это приводит к болезни, называемой methanaemoglobinaemia.

 
3. Пестициды и гербициды 
Они, как правило, метаболические ингибиторы, которые останавливают фотосинтез и другие метаболические процессы, убивая растения. Некоторые вызывают смерть из-за распространения флоэмы клетки, что блокирует транспорт органических веществ.

Закон биологического увеличения

Повышенное накопление токсичных веществ в пищевой пирамиде, называется Законом биологического увеличения. Накопление токсичных веществ в экосистеме повышается на более высоких трофических уровнях по сравнению с нижними уровнями.

Хлорированные углеводороды, например, ДДТ как правило, содержатся в соотношении 1-2 части пестицида / миллиард частей воды. Они жирорастворимые, поэтому водные микроорганизмы поглощают и накапривают их в своем жире. Зоопланктон, который питается этими микроорганизмами, накапривает еще больше пестицидов в своих тканях. Рыба питается зоопланктоном и дальше накапливает высокий уровень пестицидов, который достигает 3-8 ppm (parts per million - частей на миллион частей воды). Птицы, питаясь рыбой, сосредоточивают до 3000 ppm. Подумайте, сколько ppm токсичных вешеств накапливает человек, стоящий на вершине трофической пиромиды? 
 
Многие виды хищных птиц, как орлы, ястребы также показывают негативное влияние от этого накопления. Это мешает образованию яичной скорлупы у многих птиц. Оболочка яиц становится тонкой и легко ломается от веса птицы во время инкубации. Это негативно сказывается на развивитии эмбрионов. В результате численность многих птиц снизилась.

Потеря  биоразнообразия

Разнообразие  жизни на Земле, ее биологическое разнообразие, в общем называют биоразнообразие. Биоразнообразие включает в себя: (1) численность видов растений, животных и микроорганизмов, (2) огромное разнообразие генов этих видов, (3) различных экосистемы планеты, такие как пустыни, тропические леса и коралловые рифы, являются частью биоразнообразия Земли. Стратегии сохранения биоразнообразия и устойчивого развития пытаются признать это неотъемлемой частью любого подхода. 

Биоразнообразие повышает продуктивность экосистем, где каждый вид, независимо от того, насколько он мал, призван играть важную роль. Например, большее число видов растений означает большее разнообразие культур; большее видовое разнообразие обеспечивает естественную устойчивость всех форм жизни, а также здоровые экосистемы могут лучше противостоять и оправиться от различных бедствий. Хотя люди доминируют на этой планете, мы все еще должны сохранить разнообразие дикой природы. 

Деятельность  человека приводит к массовому вымиранию. Расходы, связанные с ухудшением или исчезновением экосистем будет высокой. Тем не менее, устойчивое развитие и потребление будут способствовать предотвращению экологических проблем. Сохранение видов и их местообитаний имеет важное значение для способности экосистемы самостоятельно поддерживать себя.