Взаимосвязь человека и среды

Та часть природы, с которой человечество непосредственно взаимодействует в своей жизни и производственной деятельности на данном этапе исторического развития, называется географической средой. Географическая среда - основной источник природных ресурсов.

Ее роль в жизни человечества начиная с XVIII в. и кончая первой половиной XX в. преувеличивалась (географический детерминизм, или по Н.Н.Баранскому, географический фатализм). Во второй половине XX в. научно-техническая революция привела к созданию антропогенных ландшафтов, и роль географической среды стала недооцениваться. Это явление Н.Н.Баранский назвал географическим нигилизмом. В Советском Союзе был даже разработан план «преобразования природы» под мичуринским лозунгом: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее - наша задача». В результате природные ландшафты превращались в антропогенные - городские, горнопромышленные, сельскохозяйственные, рекреационные Алексеева В.С. Экономическая география. - М.: Велби, 2005. - с.-3..

Окружающей средой стали называть всю среду обитания и производственной деятельности человечества, весь окружающий человека материальный мир, состоящий из природной и антропогенной среды. Поэтому следует уточнять, говоря об окружающей природной среде. Взаимодействие человечества с природой, с географической средой постоянно увеличивало изъятие природных ресурсов с одновременным возвращением значительных масс отходов своей деятельности. Этот процесс ко второй половине XX в. достиг критического уровня и обусловил появление двух взаимосвязанных проблем:

Ш рационального использования природных ресурсов;

Ш охраны окружающей среды от загрязнения.

В конце XX в. по оценкам специалистов ООН антропогенные ландшафты охватили более 80% земной суши, а по отдельным регионам - 90%. Россия выделяется наличием больших территорий, незатронутых активной хозяйственной деятельностью, составляющих 50-60%. Это регионы Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока, где сосредоточены огромные лесные массивы, так называемые легкие планеты. По общей площади «диких» земель Россия занимает первое место в мире, опережая Канаду, Бразилию, Австралию, Китай Общая экология: Учебник для вузов / Автор-составитель А.С. Степановских. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000..

В конце XX - начале XXI в. были организованы международные конференции по проблемам взаимодействия человеческого общества с природой, географической средой в глобальном масштабе. На этих конференциях были приняты очень важные решения - резолюции, протоколы, договора, рекомендованные к исполнению всеми странами мира.

Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и энергией. Взаимоотношения общества и природы -- воздействие человеческого общества (антропогенных факторов) на природу и природы (природных факторов) на здоровье и хозяйственную деятельность человека.

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.

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 Колесников С.И. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - с.-187..

Развитие хозяйственной деятельности человека и усиление его воздействия на биосферу привело к появлению понятия техногенез. Техногенез -- совокупность геохимических процессов, вызванных производственно-хозяйственной деятельностью человека. С геологической точки зрения производственно-хозяйственную деятельность человека можно разделить на три типа: горнотехническую, инженерно-строительную и сельскохозяйственную.

1. Горнотехническая деятельность -- разведка, добыча и переработка полезных ископаемых -- руд, топлива, подземных вод и т.д. Приводит к изъятию из земных недр минеральных масс, проседанию грунта, формированию отвалов, изменению уровня грунтовых вод и т.д.

2. Инженерно-строительная деятельность -- строительство водохранилищ, плотин, ГЭС, ТЭС, АЭС, ирригационных и осушительных каналов, коммуникаций, железных дорог, промышленных комплексов, городов, населенных пунктов и т.д. Заключается в дополнительной нагрузке на земные массы, изменениях в горных породах при мощных технических взрывах, влиянии на речные долины, прибрежные районы озер и морей» рельеф местности.

3. Сельскохозяйственная деятельность -- земледелие, орошение, осушение, обводнение земель, распашка целины, вырубка лесов, применение удобрений и пестицидов и т.д. Приводит к усилению водной и ветровой эрозии, загрязнению почв и т.д. Загрязнение окружающей среды происходит при неправильном ведении различных работ в сельском хозяйстве - в растениеводстве от избытка минеральных удобрений и пестицидов, попадающих в почвы и воды; от неумеренного орошения происходит вторичное засоление почв; в животноводстве - загрязнение от нечистот почвы и воды, перевыпас скота приводит к уничтожению растительности и опустыниванию. Ухудшают экологическую обстановку и частые лесные пожары на больших площадях лесных массивов России в летнее время, вызывая задымление воздуха и уничтожение всей растительности вместе с деревьями Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд. СПб: Химия, 1998..

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:

Ш сокращение природных ресурсов;

Ш загрязнение природной среды.

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.

С другой стороны, природа постоянно воздействует на человека. Человек (общество) связан с природой своим происхождением, существованием, своим будущим. Окружающая человека природная среда влияла и влияет на формирование биологического вида Ноmо sарiens, рас и этносов. Территориальное расселение людей, их материальная деятельность, размещение производственных сил зависят от количества, качества и местоположения природных ресурсов.

2. Экологическая обусловленность болезней

В Уставе Всемирной организации здравоохранения сказано, что здоровье -- одно из основных прав человека. Не нее важным правом является право человека на информацию о тех факторах, которые определяют здоровье человека или являются факторами риска, т.е. их воздействие может привести к развитию болезни.

Фактор риска -- общее название факторов, не являющихся непосредственной причиной определенной болезни, увеличивающих вероятность ее возникновения. К ним относятся условия и особенности образа жизни, а также врожденные или приобретенные свойства организма. Они повышают вероятность возникновения у индивидуума болезни и (или) способны неблагоприятно влиять на течение прогноз имеющегося заболевания. Обычно выделяют биотические, экологические и социальные факторы риска. Если к факторам риска присовокупить факторы, являющиеся непосредственной причиной болезни, то месте их называют факторами здоровья. Они имеют аналогичную классификацию.

1. К биологическим факторам риска относятся генетические и приобретенные в онтогенезе особенности организма человека. Известно, что некоторые болезни чаще встречаются в определенных национальных и этнических группах. Существует наследственная предрасположенность к заболеванию гипертонической и язвенной болезнью, сахарным диабетом и т.д.

2. Экологические факторы риска. Изменения физических и химических свойств атмосферы влияют, например, на развитие бронхолегочных заболеваний. Резкие суточные колебания температуры, атмосферного давления, напряженности магнитных полей ухудшают течение сердечнососудистых заболеваний. Ионизирующее излучение является одним из онкогенных факторов. Особенности ионного состава почвы и воды, а следовательно, и продуктов питания растительного и животного происхождения, приводят к развитию элементоз-заболеваний, связанных с избытком или недостатков в организме атомов того или иного элемента. Например, недостаток йода в питьевой воде и продуктах питания в районах с низким содержанием йода в почве может способствовать развитию эндемического зоба.

3. Социальные факторы риска. Неблагоприятные жилищные условия, многообразные стрессовые ситуации, такие особенности образа жизни человека, как гиподинамия -- фактор риска развития многих заболеваний, особенно болезней сердечнососудистой системы Никаноров А.И., Хоружая Т.А. Глобальная экология: Учебное пособие. - М.: ПРИОР, 2000. - с.-181..

К факторам внешней среды, оказывающим влияние на организм, следует отнести: характер пищи, энергетические воздействия (включая физические поля), динамический и химический характер атмосферы, водный компонент, биологические воздействия, сбалансированность и стабильность климатических и ландшафтных условий; ритмы природных явлений и др.

С момента своего появления на Земле человек постоянно сталкивается с необходимостью борьбы за жизнь, с неблагоприятными условиями природы, со стихийными факторами, с непредсказуемостью даже ближайшего будущего.

Овладев культурой изготовления орудий труда, воспроизводством пищи устройством жилищ, человек в значительной степени изолировал себя от неблагоприятных факторов среды. При этом запросы человека постоянно росли, что требовало расширения и интенсификации производства. Человек все меньше применял свою мускульную энергию, но все больше использовал природные материалы и источники энергии. Такое положение, с одной стороны, в значительной степени оградило человека от многих факторов риска, но с другой стороны породило целый ряд новых.

Окружающая среда с ее физическими, химическими, климатическими, биологическими и другими параметрами, с точки зрения эволюции биологических видов, относительно консервативна. Темпы ее изменения позволяли живым организмам успевать приспосабливаться к новой обстановке. Ситуация изменилась с появлением человека. Человек не столько приспосабливался к природе, сколько сам преобразовывал ее «под себя». Причем темпы этих преобразований с каждым годом все нарастают. Помимо положительного для человека эффекта, все сильнее становятся заметны негативные последствия его деятельности. Они проявляются в истощении природных ресурсов, загрязнении природных компонентов (воды, воздуха, почв, биоты), разрушении озонового экрана, глобальном потеплении климата и т.д.

Деятельность человека по преобразованию природы привела к возникновению относительно новых для него же условий существования. Появились, так называемые, «вторая природа» и «третья природа». «Вторая природа» - изменения природной среды, искусственно вызванные людьми и характеризующиеся отсутствием самоподдержания, то есть постепенно разрушающиеся без поддерживающего влияния человека (пашни, лесопосадки, искусственные водоемы и др.). «Третья природа» - искусственный мир, созданный человеком и не имеющий вещественно-энергетической аналогии в естественной природе (города, внутреннее пространство помещений, асфальт, бетон, синтетика и др.) Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - с.-91..

В результате окружающая человека природная и искусственная среды стали меняться столь быстро, что организм человека зачастую уже просто не успевает адаптироваться ко многим переменам. Это привело к изменению в структуре заболеваемости и массовому появлению новых болезней.

Одним из выходов из сложившейся ситуации называют коэволюцию, т.е. совместную эволюцию, человека и природы, смысл которой в снижении масштабов и темпов человеческой деятельности по изменению условий окружающей природной среды, чтобы человек (да и другие живые организмы) успевал приспосабливать к меняющимся условиям обитания.

3. Экология питания. Искусственные пищевые добавки

Большинство фармакологических препаратов и пищевых добавок отличается сильным действием и максимально активизирует организм на борьбу за выживание. Понятно, что подобная мобилизация ресурсов организма может носить лишь временный характер с обязательным последующим восстановлением резервного потенциала. Однако для длительного применения такая фармакология непригодна, так как, с одной стороны, не позволяет восстановить функциональные резервы, с другой - является токсичной, ведет к аллергизации и другим лекарственным заболеваниям. Причем в наибольшей степени это относится к искусственно синтезированным пищевым веществам, так как природные обладают более мягким действием (табл. 1).

Такое положение вещей становится понятно с эволюционных позиций. Синтетические препараты несут организму информацию чужеродную, с которой он в процессе эволюции не сталкивался.

Таблица 1 Сравнительная характеристика фармакологических препаратов синтетического и природного происхождения (по Э.Н. Вайнеру, 2001)

Природные вещества относятся к тем, которые сами способствовали эволюции, поэтому их информационное содержание соответствует механизмам жизнедеятельности организма. Поэтому длительное применение пищевых добавок, особенно синтетического происхождения, оставляет след не только в виде перенесенного заболевания, но и самого лечения. В первую очередь от этого страдают печень, желудочно-кишечный тракт, дыхательная система, железы внутренней секреции. В конечном же итоге это приводит к нарушению обмена веществ в организме в целом.

Вместе с тем оптимальное использование функциональных средств и методов позволяет значительно ускорить восстановление организма даже после острых состояний, грозивших жизни, и серьезных хирургических вмешательств. Функциональная терапия, мобилизуя резервы организма, по принципу избыточного восстановления ведет к росту функциональной способности организма Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.- с.-195..

Таким образом, существующие в настоящее время принципы лечения, как правило, основаны на грубом вмешательстве в нормальное течение физиологических процессов, и не используют собственных адаптационных возможностей организма. Это объясняет низкую эффективность такого лечения.

4. Добровольный риск. Канцерогенные вещества в окружающей среде

Канцерогены - факторы, способные вызвать злокачественные и доброкачественные новообразования (ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма лучи, бенз(а)перен, некоторые вирусы и др.).

Радиоактивность -- способность нестабильных ядер элементов (радиоактивных изотопов, радионуклидов) к самопроизвольному распаду. Следствием ядерного распада является ионизирующая радиация в виде потока альфа- и бета-частиц, гамма-квантов и нейтронов.

Действие радиации зависит от энергии частиц и силы излучения, то есть числа частиц, вылетающих в единицу времени. Сила излучения измеряется в беккерелях или кюри. Дозу излучения, поражающую организм, находят путем измерения количества поглощенной им энергии. Максимальные дозы, не причиняющие вреда организму человека, в случае их многократного действия равны 3 х 10^-3 Гр (0,3 рад) в неделю и в случае единовременного действия - 0,25 Гр (25 рад). Доза естественного облучения зависит от высоты над уровнем моря и природы подстилающих почву пород.

Радиоактивное излучение является канцерогенным (вызывает раковые заболевания) и мутагенным (увеличивает частоту мутаций) фактором Богдановский Г.А. Химическая экология: Учебное пособие. - М.: Издательство МГУ, 1994. - с.-38. .

На процесс поглощения и накопления радиоактивных изотопов живыми организмами влияют многие факторы.

1. Природа радиоактивных элементов. Наибольшее значение имеют изотопы с длинным периодом полураспада и особенно те, которые накапливаются в тканях: Sr⁹⁰ в костях и I¹³² в щитовидной железе.

2. Очень высокая специфичность коэффициента концентрации, который представляет отношение элемента в организме к его количеству в окружающей среде. Этот коэффициент изменяется в очень широких пределах, от 1 до 200, а иногда и значительно больше. Поэтому некоторые организмы благодаря извлечению радиоактивных элементов из окружающей среды сами становятся токсичными.

3. Содержание в окружающей среде элементов-антагонистов. Отмечено, что в пищевых цепях радиоизотопы способны вступать в конкурентные отношения с другими химическими элементами. Чем меньше содержание соответствующих элементов в окружающей среде, тем большее значение приобретают изотопы.

4. Вид и возраст организмов. Радио чувствительность разных организмов весьма различна. Установлено, что микроорганизмы более чувствительны к б- и в-лучам, а крупные организмы - к г-лучам. По степени устойчивости к радиации живые организмы образуют ряд: бактерии > насекомые > млекопитающие. Молодые особи обладают большей радио чувствительностью и большей интенсивностью поглощения радионуклидов, чем старые.

Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в биосфере.

Искусственная радиоактивность обусловлена поступлением в биосферу радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наводящей радиации.

Экологические последствия радиоактивного загрязнения заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.

Онкологические заболевания вызваны развитием опухолей. Опухоли -- новообразования, избыточные патологические разрастания тканей. Они могут быть доброкачественными -- уплотняющими или раздвигающими окружающие ткани, и злокачественными (раковыми) - прорастающими в окружающие ткани и разрушающими их. Разрушая сосуды, они попадают в кровь и разносятся по всему организму, образуя так называемые метастазы. Доброкачественные опухоли метастазов не образуют.

Онкологические заболевания возникают в результате воздействия на организм человека канцерогенных веществ, опухолеродных вирусов или жесткого излучения (ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения). По характеру действия канцерогены разделяются на три группы:

Ш местного действия;

Ш органотропные, т.е. поражающие определенные органы;

Ш множественного действия, вызывающие опухоли в разных органах.

К канцерогенам относятся многие циклические углеводороды, азотокрасители, алкалируюшие соединения. Они содержатся в загрязненном промышленными выбросами воздухе, в табачном дыме, каменноугольной смоле и саже. Многие канцерогенные вещества оказывают еще и мутагенное воздействие на организм. В экономически развитых странах смертность от рака стоят на втором месте после сердечнососудистых заболеваний.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет ⁹⁰Sr и 33 года ¹³⁷Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок калию и включается во многие реакции живых организмов.

Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80-90 %) в верхнем слое почвы: на целине -- в слое 0-10 см, на пашне -- в пахотном горизонте. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима Колесников С.И. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - с.-256..

В настоящее время четко проявляется тенденция увеличения роли локального антропогенного радиационного фактора по сравнению с глобальным радиационным фоном.

В 1986 г. произошла авария на Чернобыльской АЭС. По своим глобальным последствиям она является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Искусственными радионуклидами были загрязнены значительные территории Украины, Белоруссии, России, Польши, Румынии, Финляндии, Швеции, Венгрии и других европейских государств. В радиусе 30 км от реактора полностью прекращена деятельность человека. В этой зоне значительно пострадали хвойные леса. Произошло загрязнение радионуклидами бассейна Днепра, а также бассейнов Дуная, Днестра, Волги, Дона и других речных систем. В пострадавших районах резко повысилась заболеваемость анемией, сердечнососудистыми болезнями, раковыми заболеваниями, участились вспышки инфекций, резко уменьшились показатели рождаемости и пр.

Список литературы

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

2. Алексеева В.С. Экономическая география. - М.: Велби, 2005.

3. Богдановский Г.А. Химическая экология: Учебное пособие. - М.: Издательство МГУ, 1994.

4. Колесников С.И. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.

5. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.

6. Никаноров А.И., Хоружая Т.А. Глобальная экология: Учебное пособие. - М.: ПРИОР, 2000.

7. Общая экология: Учебник для вузов. / Автор-составитель А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

8. Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. - СПб: Химия, 1998.