Строение биосферы и влияние человека на неё

       Сторонники  данного термина полагают, что поощрение бесконечных увеличений материального богатства может привести к чувству   бесполезности и неудовлетворенности, а не к приобретению опыта 'лучшей жизни', и что эти признаки могут метафорично сравниваться с болезнью. Они утверждают, что некоторые или даже многие из тех, кто становится богатым, поймут, что экономический успех оставит их неудовлетворенными и сделает ненасытными в борьбе за еще большие материальные богатства. Эти люди осознают, что они неспособны получать удовольствие от вещей, которые они покупают и что возрастающее количество материальных вещией  могут начать доминировать над их временем и мыслями в ущерб личным отношениям и чувству счастья и умиротворения. Такое состояние считают особенно острым среди тех, кто унаследовал материальные богатства, кто, как часто говорят, испытывает вину, недостаток в целеполагания и ведет  развратный образ жизни, скован навязчивой идеей о том, чтобы держаться за свое богатство. Сторонники также приводят в пример доказательства опроса, которое показывает, что уровень счастья не увеличился за прошлые 50 лет экономического роста на Западе.

       Самое очевидное решение проблемы сверхпотребления состоит в том, чтобы просто замедлить  уровень, при котором истощение  материалов может стать возможным. Однако, текущая капиталистическая система в США так же как общая мировая экономика зависит от потребления, чтобы питать свои  финансовые амбиции. Потреблять меньше означает подвергать эти  экономические системы ущербу и ввергать их в тяжелые условия. Вместо этого страны должны активно снижать нормы потребления, внедрять новые отрасли в промышленности, такие как возобновляемые источники энергии и перерабатывающие технологии, действовать и уменьшать часть экономического бремени. Чтобы рассчитывать на такие изменения, может потребоваться фундаментальное изменение мировой экономики. Действия, связанные с уменьшением сверхпотребления, включают в себя: пропаганда анти-потребительских общественных движений, сбор и использование товаров, выброшенных супермаркетами, но, возможно, годных ещё к употреблению, развитие экологически ориентированной экономики, и уменьшение общей массы используемых товаров.

       Направлений воздействия человека на биосферу (антропогенных  факторов) очень много. Воздействия человека на биосферу настолько значительны, что они, как считал В. И. Вернадский, создают новую оболочку Земли — ноосферу. Однако здесь мы рассмотрим лишь некоторые из этих направлений, обратив внимание на их «результативность» и на то, что человек еще не сумел изобрести механизмы, которые бы поддерживали стабильность в модифицированных им экологических системах, членом которых он является сам и которые обеспечивают его пищей и материалами, позволяющими дальнейшее развитие цивилизации.

       Среди важнейших направлений в деятельности человека в биосфере следует назвать  в первую очередь производство пищи, производство энергии, производство промышленных материалов и химический синтез, транспорт и хозяйственную деятельность. Особое значение имеет военная деятельность в виде войн и различных вооруженных конфликтов. Заслуживают особого внимания вопросы, касающиеся возможного использования ядерного оружия.

       Производство  пищи. В ходе своей истории человечество всегда сталкивалось с необходимостью обеспечения себя пищей, причем эта проблема решалась разными способами. В течение первых тысячелетий своей истории наши предки были хищниками и травоядными, а Земля в начальный период земледелия могла прокормить лишь 10 млн человек (рис. 219). Недостаток продовольствия сопровождается голодом.

       Впервые голод возник еще в древнем  Риме примерно 3,5 тыс. лет до н. э., а  его вспышки сопровождают всю  историю человечества, включая и  наше время. В соответствии с существующими  расчетами для обеспечения нормальной жизнедеятельности одного человека на протяжении 70 лет его жизни необходимо 50 т продовольствия со значительной долей белкового содержания. Сейчас население мира составляет свыше 6 млрд человек, но количества производимого белка достаточно для удовлетворения потребностей лишь половины мирового населения. Между тем по данным ООН численность населения Земли к 2020 г. превысит 7 млрд, а к 2025 г. — 8,46 млрд

       В частности, к 2025 г. население Китая  составит 1,492 млрд человек, Индии — 1,445 млрд, Нигерии — 301 млн, США — 300 млн. По этой причине необходимо будет иметь продовольствия, как минимум, в два раза больше, чем сейчас.

       Одно  из традиционных направлений в производстве пищи заключается в рубке лесов и распахивании новых земель. Уже сейчас пахотные земли занимают 1,3 млрд гектаров (10% поверхности Земли). Однако неправильное распахивание земель ведет к эрозии почвы, к зарастанию ее сорняками. Больше того, введение в севооборот новых культур изменило содержание агроценозов, в результате чего в плодах некоторых культур стали обнаруживать ядовитые вещества. Например, в арахисе, зараженном Aspergillus flavus, обнаружен афлатоксин.

       Для достижения высоких урожаев прибегают  к обильному орошению посевов, но это ведет к засолению почв. Кроме того, прибегают к химическим удобрениям, вносимых в почву в больших количествах, но не использованные растениями удобрения с дождевыми или вешними водами выносятся в водоемы и «удобряют» их, вследствие чего в них усиленно размножается планктон, что изменяет водные экосистемы, ведет к экологической сукцессии с ее неблагоприятными последствиями.

       Для защиты растений в сельском хозяйстве  широко используют различные химические соединения в качестве пестицидов, гербицидов и дефолиантов, которых в мире сейчас производится более 2 млн тонн ежегодно.

       Однако  эти химические вещества, среди которых  многие являются мутагенами, загрязняют среду (почву и воду), проникают в клетки растений и животных, а затем с пищей растительного и животного происхождения попадают в организм людей, вызывая нарушения в здоровье.

       Химические  вещества, загрязняющие почву, воду, атмосферу  называют загрязнителями среды обитания.

       Производство  энергии. Чтобы обеспечить себя энергией человек прибегает к добыче и сжиганию энергоносителей. В частности, с середины XIX в. началось бурное потребление каменного угля, а позднее и нефти. Однако при сжигании энергоносителей образуется множество веществ-загрязнителей, которые широко распределяются в биосфере, пересекая границы стран и континентов. Например, по некоторым подсчетам ежегодно в мире в результате сжигания жидкого и твердого топлива лишь на электростанциях, ТЭЦ и в домовых котельных в атмосферу выбрасывается около 200 млн тонн окислов азота.

       В то же время в атмосфере уменьшается  количество кислорода, но увеличивается  доля углекислого газа.

       Подсчитано, что за последние 100 лет концентрация углекислоты в атмосфере увеличилась  на 12%, создавая так называемый парниковый эффект.

       Если  в дождевые воды попадают двуокись серы и окислы азота, образующиеся в результате сжигания угля и нефти, то они превращаются практически в разбавленные растворы серной и азотной кислот, которые с осадками в виде кислотных дождей или снега выпадают на Землю, где они становятся ядовитыми для животных, растений и человека.

       Подсчитано, что за последние 100 лет количество кислотных осадков увеличилось более чем в 30 раз.

       В результате производства энергии в  атмосферу попадает также огромное количество частиц золы, которые содержат мутагенные и одновременно канцерогенные вещества (пирен, перилен и др.).

       Предполагается, что к 2000 г. около 50% или более энергии  будет производиться АЭС, а это  позволяет предполагать, что биосфера и дальше будет загрязняться радиоактивными отходами. Особенно опасны аварии на АЭС. Итак, производство энергии неизбежно ведет к загрязнению биосферы.

       Производство  промышленных материалов и химический синтез. Это направление в деятельности человека сопровождается не только использованием невосполнимых запасов минеральных веществ и воды, в том числе питьевой, но и образованием при производстве материалов (стали, чугуна, цемента, тканей и т. д.) в огромных количествах различных химических соединений. В почву и воду попадают соли тяжелых металлов, а через пищу — и в организм человека.

       Производство  различных металлов, как и энергии, сопровождается также запылением атмосферы, особенно минеральной пылью и сульфатными аэрозолями. Например, цементная пыль содержит окислы кальция и магния.

       \

       Большое распространение получило производство бытовых аэрозолей, чистящих и моющих средств, а также химических соединений, придающих материалам водонепроницаемость и другие свойства. Их использование также сопровождается загрязнением среды обитания. Минеральные пыли способствуют повышению температуры в верхних слоях атмосферы, а также вызывают другие неблагоприятные последствия в тропосфере.

       Опасность представляют хлорфторуглеводороды в  связи с их использованием в холодильной промышленности. Они разрушают озоновый слой, защищающий живой мир от коротковолнового ультрафиолетового излучения. Особую опасность для атмосферы представляет насыщение ее углекислым газом, который создает так называемый «парниковый эффект».

       Ежегодно  в странах, имеющих химическую лабораторную базу и химическую промышленность, синтезируется несколько десятков тысяч новых химических соединений, из которых около 500 идет на рынок для использования в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Однако использование продуктов химического синтеза не всегда является благоприятным, что подтверждается использованием в практике ДДТ и ДЭС. ДДТ был синтезирован впервые еще в 1874 г., но начиная с 1930 г. его стали использовать в качестве пестицида и препарата против малярийных комаров. Однако, уже в 60-е годы стали замечать, что использование сопровождалось уменьшением численности птиц в Европе, а в 70-е годы было установлено, что он обладает «феминизирующим» воздействием на животных.

       В частности, было установлено, что под воздействием этого соединения у аллигаторов уменьшается в размерах совокупительный орган, а воздействие метаболитов этого соединения на мужчин сопровождается снижением концентрации сперматозоидов в их эйякулятах, а также развитием крипторхизма. Детальное изучение механизмов действия ДДТ и других сходных химических соединений, загрязняющих окружающую среду, показало, что в организме эти соединения и продукты их распада, будучи по химической структуре непохожими на естественные эстрогены, все же действуют в качестве эстрогенов или блокаторов андрогенов. Кроме того, не вызывая структурных изменений в генах, они вызывают изменения в экспрессии генов.

       ДЭС (диэтилстилбестрол) был синтезирован в 1938 г. и длительное время использовался  в животноводстве для стимуляции роста крупного рогатого скота, а в медицинской практике — для предупреждения выкидышей.

       Однако  в 70-е гг. стали отмечать, что у  девочек, родившихся от матерей, принимавших этот препарат, развивается вагинальный рак.

       Было  установлено также, что ДЭС тоже обладает эстрогенной активностью, сопровождающейся неблагоприятными последствиями для людей.

       Помимо  названных химических соединений известны и другие синтетические соединения, которые опасны не только тем, что они загрязняют окружающую среду, но и своим механизмом действия на человека и животных. Будучи непохожими по химической структуре на гормоны, они, тем не менее, мимикрируют сигнализирующие действия естественных гормонов. В результате этого такие химические соединения-загрязнители получили название средовых гормонов. Образно говоря, токсичность некоторых химических загрязнителей окружающей среды является результатом «естественного» сигнала, посланного «неестественной» молекулой.

       Особого внимания заслуживает рассмотрение вопроса о химических соединениях, используемых в качестве пищевых добавок, поскольку в последние годы у многих сложилось представление о том, что применение пищевых добавок является одним из условий массового производства продуктов питания.

       Пищевые добавки классифицируют на несколько групп, а именно:

       а) Красители. Эти химические соединения используют для улучшения товарного  вида мяса, овощей и фруктов.

       б) Консерванты, антиокислители, стабилизаторы  и эмульгаторы. Эти химические соединения используют для обеспечения сохранности продуктов питания в течение длительного времени при разных условиях хранения. Ими обрабатывают продукты как животного, так и растительного происхождения.

       в) Усилители вкуса и аромата. Эти  химические соединения широко используют в производстве продуктов как  животного, так и растительного происхождения.

       г) Актифламинги. Эти добавки представляют собой химические соединения, препятствующие образованию пены при разливе соков, а также слеживанию сахара, соли, муки и других сыпучих продуктов питания. Хотя биологическая эффективность многих добавок неизвестна, тем не менее, продукты питания с пищевыми добавками нельзя считать экологически чистыми. Наконец, химический синтез сопровождается бесконтрольным выбросом в среду побочных продуктов химии в огромных количествах, часть которых обладает мутагенными (канцерогенными) свойствами. Некоторые химические соединения в обычных условиях кажутся безвредными. Однако попав в организм, гидролируются там и превращаются в мутагены.