Экология как наука. Задачи экологии

Однако судьба человека оказалась  иной. Он перешел к земледелию, а  несколько позднее и скотоводству, т. е. человек преодолел экологический кризис, создав искусственный круговорот веществ в природе.

Человечество стало создавать  фактически искусственную среду  своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной движущей силой.

С появлением промышленности процессы разрушения в атмосфере стали  преобладать над процессами созидания, причем эти тенденции становятся все более выраженными. Биосфера находится на грани нового экологического кризиса. Его последствия могут быть катастрофическими для человечества. Чтобы предотвратить беду, необходимо не только изменить промышленные технологии, но и — в первую очередь — перестроить собственное сознание.

 

Ноосфера как  новая стадия эволюции биосферы.

Сфера взаимодействия общества и природы, в пределах которой разумная деятельность предстает главным, определяющим фактором развития биосферы и человечества, называется ноосферой.

Впервые термин "ноосфера" в 1926 1927 гг. употребили французские ученые Э. Лекруа (1870 1954) и П. Тейяр де Шарден (1881 1955) в значении "новый покров", "мыслящий пласт", который, зародившись  в конце третичного периода, разворачивается  вне биосферы над миром растений и животных. В их представлении ноосфера идеальная, духовная ("мыслящая") оболочка Земли, возникшая с появлением и развитием человеческого сознания. Заслуга наполнения данного понятия материалистическим содержанием принадлежит академику В.И. Вернадскому (1965, 1978).В представлении В.И. Вернадского, человек часть живого вещества, подчиненного общим законом организованности биосферы, вне которой оно существовать не может. Человек является частью биосферы, утверждал выдающийся ученый. Целью общественного развития должно быть сохранение организованности биосферы. Однако сохранение ее первичной организованности "нетронутой природы" не несет в себе творческого начала в мощную геологическую силу. "И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого приближаемся, и есть "ноосфера". Ноосфера представляет собой качественно новый этап эволюции биосферы, в котором создаются новые формы ее организованности как новое единство, возникающее в результате взаимодействия природы и общества. В ней законы природы тесно переплетаются с социально-экономическими законами развития общества, образуя высшую материальную целостность "очеловеченной природы".

В.И. Вернадский, предугадавший наступление  эпохи научно-технической революции  в XX веке, основной предпосылкой перехода биосферы в ноосферу считал научную  мысль. Материальным ее выражением в  преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда не только создает новую социальную сущность человека, но и предопределяет переход биосферы в ноосферу. "Наука есть максимальная сила создания ноосферы" таково главное положение В. И. Вернадского в учении о биосфере, призывающем преобразовывать, а не разрушать ойкумену.

 

Антропогенные воздействия - различные формы влияния деятельности человека на природу. Антропогенные воздействия охватывают отдельные компоненты природы и природные комплексы. Количественной и качественной характеристикой антропогенных воздействий является антропогенная нагрузка. Антропогенные воздействия могут носить как позитивный, так и негативный характер; последнее вызывает необходимость в применении специальных природоохранных мер.

 

Основные виды антропогенных воздействий на биосферу.

Биосфера, весьма динамичная планетарная  экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно  изменялась под воздействием различных  природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ, рассмотренного нами во втором разделе.

Главным событием эволюции биосферы признавалось приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота — земледельческая культура — промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую

природную среду.

Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял  пять, по его мнению, основных видов  вмешательства человека в экологические  процессы:

— упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

— концентрация рассеянной энергии  в виде теплового загрязнения;

— рост числа ядовитых отходов  от химических производств;

— введение в экосистему новых  видов;

— появление генетических изменений  в организмах растений

и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия.

Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь  с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными.

 

 

 

Атмосфера.

Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля.

Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

- тепловые электростанции (ТЭС), работающие  на каменном угле и выбрасывающие в атмосферу сажу, золу и диоксид серы;

- металлургические заводы, выбросы  которых содержат сажу, пыль, оксид  железа и диоксид серы, а иногда  и фториды;

- цементные заводы — источники  огромного количества пыли.

- крупные предприятия по производству продукции неорганической химии загрязняют атмосферу, в зависимости от технологического процесса, самыми различными по составу газами (диоксид серы, тетра-фторид кремния, фтороводород, оксиды азота, хлор, озон). --  - заводы по производству целлюлозы, очистке нефти, отличаются выбросами в атмосферу дурнопахнущих газообразных отходов (одорантов).

- предприятия нефтехимии (нефтеперегонные  заводы, переработка нефти, органический  синтез) служат источником поступления  в воздух углеводородов и органических соединений других классов (амины, меркаптаны, сульфиды, альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, хлоруглеводороды и др.).

- предприятия жилищно-коммунального  хозяйства.

- машиностроения и металлообработки.

- транспорт.

Последствия:

-  Влияние загрязнений на  животный и растительный мир. Для растений наиболее ядовиты сернистый газ, фтористый водород, озон, хлор, свинец, ртуть, мышьяк и некоторые другие вещества. Сернистый газ, например, вызывает потемнение листьев растений, а затем гибель растительности на расстоянии до 50 км от предприятий, выбрасывающих его в атмосферу.

- Установлено ощутимое (в среднем  на 25—30%) снижение урожайности большинства  сельскохозяйственных культур в  2—3 км от источника вредных  выбросов в атмосферу. Некоторые  виды растений реагируют даже на слабые концентрации загрязнителей..

- Экономический ущерб. Загрязнения воздуха наносят урон зданиям, сооружениям, металлическим конструкциям.

Основные способы борьбы с загрязнением атмосферы:

 

1. Контроль за качеством атмосферного  воздуха. В России такой контроль ведется более чем в 450 городах и промышленных центрах в основном по содержанию пыли, двуокиси серы, окислов серы, окиси углерода.

2. Внедрение безотходных и малоотходных  производств.

3. Внедрение газоочистных и пылеулавливающих  установок на промышленных предприятиях.

4. Уменьшение вредных выбросов  автотранспорта в атмосферу.

5. Применение автоматизированных  систем управления (АСУ) городским  транспортом.

6. Организация пешеходных зон  с полным запретом въезда транспорта.

Таким образом, решение проблемы загрязнения атмосферы – сложная задача, требующая больших средств, проведения целого ряда комплексных мероприятий.

 

Гидросфера.

Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ — вода и σφαῖρα — шар) — это водная оболочка Земли.

Источники загрязнения  внутренних водоёмов.

1.  Атмосферные  воды,  несущие вымываемые  из  воздуха поллютанты

(загрязнители) промышленного происхождения.  При стекании по склонам атмосферные   и  талые  воды  дополнительно   увлекают  с  собой  органическое  и минеральное  вещество. Особенно  опасны  стоки  с  городских  улиц,  промышленных площадок, несущие нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты и др.

2.  Городские  сточные  воды,  включающие  преимущественно бытовые

стоки,  содержащие  фекалии,  детергенты (поверхностно-активные  моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3.  Промышленные  сточные  воды,  образующиеся  в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.

4. Возрастает загрязнение подземных вод, используемых для водоснабжения, в том числе нефтепродуктами, тяжёлыми металлами, пестицидами и другими вредными веществами, которые поступают в водоносные горизонты со сточными водами.

5. Сельское хозяйство. Во-первых, повышение урожайности, продуктивности  земель неизбежно связано с применением удобрений и ядохимикатов (пестицидов). Попадая на поверхность почвы, они смываются с нее и оказываются в водоемах. Во-вторых, животноводство  связано  с  образованием больших масс мертвой  органики (навоза, подстилки), мочевины, которые опять-таки могут оказываться в водных объектах. Эти отходы неядовиты, но их массы огромны (вспомним, что получение 1 кг мяса «стоит» 70-90 кг кормов) и, несмотря на их нетоксичность,  они ведут к тяжелым последствиям  для водных  экологических систем.

Последствия:

- Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека.

- нарушении устойчивости экосистем;

- прогрессирующей эвтрофикации;

- появлении “красных приливов”;

- накоплении химических токсикантов  в биоте;

- снижении биологической продуктивности;

- микробиологическом загрязнении  прибрежных районов моря.

Охрана гидросферы на государственном и индивидуальном уровне.

- профилактика - предупреждение негативных  последствий возможного истощения  и загрязнения вод;

 

- комплексность водоохранных мер  - конкретные водоохранные меры  должны быть составной частью  общей природоохранной программы;

- повсеместность и территориальная деффиринцированность;

- ориентированность на специфические  условия, источники и причины  загрязнения;

- научная обоснованность и наличие  действенного контроля за эффективностью  водоохранных мероприятий.

Важнейшими технологическими мерами охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение безотходных технологий. В настоящее время применяется и совершенствуется оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.

 

 

Литосфера.

Литосфера [σφαιρα (ρфера) - шар] - верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без определенной резкой границы в нижележащую астеносферу, прочность вещества которой относительно мала.

Источники загрязнение  почвы могут быть классифицированы следующим образом.

- Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

- Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.