Біосфера та її забруднення

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

З дисципліни

«Основи екології»

На тему:

«Біосфера та її забруднення»

Канів 2014

Зміст

Розділ 1. Будова і склад біосфери

1.1 Функції живої речовини в біосфері

1.2 Колообіг речовин

Розділ 2. Забруднення та їх класифікація

2.1 Природне забруднення біосфери

2.2 Антропогенне забруднення біосфери

2.3 Фізичні забруднення біосфери

Висновок

Список використаної літератури

Розділ 1. Будова і склад біосфери

біосфера колообіг забруднення антропогенний

Термін «біосфера» з'явився у науковій літературі у 1875 році. Його автором був Едуард Зюсс (з яким B.I. Вернадський був знайомий особисто), де вчений у межах Земної Кулі виділив декілька структурних частин - оболонок, які назвав геосферами. Одна з геосфер отримала назву біосфера.

Біосфера утворилась у результаті виникнення життя (живих організмів) як прямий результат загального розвитку планети Земля. Тривалість існування життя на Землі визначається часом від 1.5-2 до 4-5 млрд. років.

Біосфера Землі являє собою складну термодинамічно відкриту систему, яка включає в себе, згідно визначенню В.І. Вернадського, верхні шари земної кори, всю гідросферу і нижню частину атмосфери - тропосферу з організмами, що їх населяють. Природнім чином біосфера розпадається на більш менш самостійні одиниці, які характеризуються великою замкнутістю кругообігу речовин.

Пристосовуваність живих організмів вражає. Живі бактерії виявлено в гарячих гейзерних джерелах з температурою води 980С, а також в тріщинах антарктичних льодовиків, де температура рідко коли піднімається вище 0°. Бактерії живуть у глибинних водах Чорного моря, насичених сірководнем, деякі бактерії виявлено навіть в атомних реакторах. Живу спору бактерії було виявлено в одній із трубок американської космічної станції, яка три роки перебувала на поверхні Місяця - вона потрапила туди з Землі й зберегла життєздатність, незважаючи на перебування в умовах космічного вакууму, різких коливань температури й високого рівня радіації.

Межі біосфери. Межі атмосфери визначаються наявністю умов, необхідних для життя різних організмів.

Нижня межа біосфери обмежена температурою підземних вод та гірських порід, яка поступово зростає і на глибині 1.5-15 км (гейзери-материнська порода) вже перевищує 100°С. Найбільша глибина, на якій в шарах земної кори знайдені бактерії становить 4 км. У нафтових родовищах на глибині 2-2.5 км бактерії реєструються в значній кількості. У океані - життя розповсюджується до більш значних глибин і зустрічається навіть на дні океанських западин (10-11 км від поверхні), де температура близько 0 °С.

Верхня межа життя в атмосфері обмежена інтенсивною концентрацією ультрафіолетової радіації. Фізичною межею поширення життя в атмосфері є озоновий екран, який на висоті 25-30 км поглинає більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, хоча основна частина живих істот концентрується на висоті 1-1.5 км.

На висоті 20-22 км, де ще спостерігається наявність живих організмів: бактерій, спор грибів, найпростіших. Під час запусків геофізичних ракет у стратосферу на висоті 85 км у пробах повітря було виявлено спори мікроорганізмів у латентному (сплячому) стані. У горах межарозповсюдження наземного життя сягає біля 6 км над рівнем моря.

Заселеними є найнеймовірніші місця існування: термальні джерела, температура у яких сягає до 100°С, вікові сніги Гімалаїв, де на висоті 8300 м існують дев'ять видів бактерій, безводні пустелі та надсолоні озера, де вирують ціанобактерії та один із видів креветок.

На поверхні Землі у наш час повністю відсутнє життя лише в областях значних зледенінь та у кратерах діючих вулканів.

1.1 Функції живої речовини в біосфері

У колообігу речовин жива речовина біосфери виконує ряд біогенних функцій:

Газова функція здійснюється зеленими рослинами у процесі фотосин-тезу - при цьому атмосфера поповнюється киснем, а також рослинами і тваринами, які виділяють вуглекислий газ у процесі дихання. Відбувається також колообіг азоту, який тісно пов'язаний з життєдіяльністю мікроорганізмів.

Концентраційна функція проявляється у здатності живих організмів акумулювати різноманітні хімічні елементи, у тому числі мікроелементи, із зовнішнього середовища (грунт, вода, атмосфера). Так, морські водорості концентрують йод, діатомові водорості і злаки - кремній, молюски та ракоподібні - мідь тощо.

Окислювально-відновна функція виражається у хімічних перетворення речовин у процесі життєдіяльності організмів У ґрунті, водному та повітряному середовищах утворюються солі, оксиди, різноманітні нові речовини як результат окислювально-відновних реакцій. З діяльністю мікроорганізмів пов'язане формування залізних та марганцевих руд. вапняків і т.п.

Геохімічна функція здійснюється у процесі обміну речовин у живих організмах (живлення, дихання, виділення), розкладу відмерлих організмів і продуктів їх життєдіяльності до простих вихідних речовин.

1.2 Колообіг речовин

Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку життя на Землі у природі повинні постійно відбуватись безперервні процеси перетворення її живої речовини.

Біологічний колообіг - це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері.

Причина колообігу - обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів.

У біосфері відбувається постійний колообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами при гнитті, надходять у грунт і атмосферу, знову включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Весь цей процес і буде біогенною міграцією атомів. Для біогенної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення у результаті розкладу мертвих організмів. Біогенна міграція викликається трьома процесами:

обміном речовин в організмах;

ростом;

розмноженням.

Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана сила-ми життя, дав B.I. Вернадський (Закон біогенної міграції атомів). Біогенна міграція є частиною загальної міграції хімічних елементів біосфери. Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона пропускаючи через себе атоми хімічних елементів земної кори, гідросфери та атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл, організми повертають природі все, що взяли у неї протягом життя.

В.І. Вернадський підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено 3,5.1019 т біомаси, що майже в 2 рази перевищує масу всієї земної кори, яка становить 2.1019 т. Робота, що виконується живою речовиною, за Вернадським може бути оцінена за формулою

Е = PV2 / 2,

Де Р - маса організмів,

V - швидкість розтікання біомаси (розмноження організмів).

Жива речовина значно прискорила й змінила колообіги різних речовин - води, кисню, азоту, вуглекислого газу тощо. Сучасний склад атмосфери створений завдяки діяльності живої речовини. Обмін повітря між всіма широтами й півкулями Землі відбувається в середньому за 2 роки. Активно переміщується течіями океанічна вода. Вся прісна вода стікає в океан за 14 діб, у льодовиках вода оновлюється за 15 000 років.

Жива речовина активно регулює геохімічну міграцію атомів. Завдяки йому зберігається стабільність біосфери і здійснюється еволюція як живих організмів, так і всієї біосфери в цілому. Цей особливий вид стану рівноваги, що постійно змінюється, В.І Вернадський називав динамічною рівновагою. Динамічна рівновага характерна не лише для біосфери. В такому стані знаходяться атмосфера, земна кора та мантія.

Для геосфер, не охоплених життям, характерна стійка динамічна рівновага. В біосфері динамічна рівновага не стійка. Це означає, що біосфера розвивається в процесі діяльності, самовдосконалюється, все більш повно, активно і в більшому масштабі накопичує, трансформує енергію, ускладнює свою організацію, збагачується інформацією.

Розрізняють два типи біогенної міграції, перший з них здійснюється мікроорганізмами, а другий - багатоклітинними організмами. Величина міграції першого типу переважає над другим. Людство оволоділо міграцією третього типу, яка іде під впливом його діяльності.

Крім того, розрізняють великий (геологічний) та малий (біологічний) колообіги і колообіги різних природних ресурсів (ресурсні цикли).

Великий (геологічний) колообіг. Вивержені глибинні породи мантійного походження (базальти) тектонічними процесами виводяться з надр Землі в біосферу. Під впливом сонячної енергії й живої речовини вони вивітрюються, переносяться, відкладаються, перетворюючись різноманітні осадові породи, де запасається сонячна енергія (з вивержених мінералів утворюються глини, а вулканічні гази -СО, NH3 переходять у вугілля та нафту).

Потім за рахунок тектонічних рухів осадові породи потрапляють у зони високих тисків та температур (а також радіоактивного розпаду й гравітаційної диференціації) і перетворюються в гранітні породи з більш високим рівнем енергії, ніж у осадових порід. Кристалізовані вивержені породи знову за рахунок висхідних тектонічних рухів потрапляють у біосферу. Таким чином цикл завершується, але вже на новому рівні, бо з вихідних базальтів утворилися вивержені породи гранітного складу.

Малий біологічний колообіг (трансформація) речовин в біосфері. В кожній екосистемі колообіг речовин відбувається в результаті взаємодії автотрофів та гетеротрофів.

Вуглець, водень, кисень, азот, сірка і фосфор та біля 30 простих речовин, що необхідні для утворення живої речовини, безперервно перетворюються в органічні речовини або поглинаються в вигляді неорганічних компонентів автотрофами, а автотрофи використовуються гетеротрофами (спочатку консументами, а потім деструкторами). Таким чином, біогенні елементи безперервно циркулюють: розчиняються в континентальних водах, виносяться в моря або потрапляють в атмосферу, а між цими середовищами відбувається постійний газообмін, тобто відбувається біологічний колообіг атомів.

Суть колообігу в тому, що утворення живої речовини і розклад органічної речовини - два боки єдиного процесу. В процесі біологічного колообігу атоми поглинаються живою речовиною і заряджаються енергією, а потім залишають живу речовину, віддаючи енергію в оточуюче середовище. За рахунок біогенної енергії відбувається більшість хімічних реакцій. Біологічні колообіги можуть бути різних масштабів і різної тривалості - від швидкого колообігу в ґрунті, річці, озері до тривалого, який обіймає всю біосферу.

Біологічний колообіг зворотний не повністю, частина речовин постійно виходить з колообігу і осідає в товщині осадових порід у вигляді органогенних вапняків, гумусу, торфу і т.п. В результаті колообігу біосфера (чи інша екосистема) не повертається в початковий стан: для біосфери характерний поступальний рух, тому символом біологічного циклу є не коло, а циклоїд (спіраль).

Отже, колообіг речовин у природі спрямовується спільною дією як біологічних, так і геохімічних та геофізичних сил.

Розділ 2. Забруднення та їх класифікація

До недавнього часу (приблизно до XIII ст., коли чисельність населення становила 300--350 мли чоловік) природа активно переробляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення. Продукти життєдіяльності всіх організмів, включаючи й людину, були переважно органічного походження. Після перетворення їх редуцентами (організмами, переважно бактеріями, грибами) на неорганічні сполуки вони включалися в природний колообіг речовин. Знаряддя праці чи предмети вжитку, хоча й мали неорганічну природу, використовувались у відносно невеликій кількості, і це не становило загрози для навколишнього природного середовища. Проте в подальшому, із зростанням чисельності населення, значно збільшувалися його потреби, для задоволення яких людство почало залучати багато нових речовин (порох, кислоти, солі, пізніше -- різні хімічні препарати для боротьби з шкідниками сільського господарства тощо), які були не властиві природі і за відносно невеликий проміжок часу вона не встигала до них адаптуватися, тобто вони не включалися в природний процес колообігу речовин. Це призвело до їх накопичення і в подальшому стало завдавати значної шкоди екосистемам загалом і людині зокрема.

Отже, забруднення-- це внесення у навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми й людину і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Речовини, які спричинюють забруднення навколишнього природного середовища, називають забрудниками. Забруднення біосфери означає не просто внесення в ґрунт, воду чи повітря тих або інших чужорідних компонентів. У будь-якому випадку об'єктом забруднення є біогеоценоз - сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, які пов'язані між собою обміном речовин та енергії. Надлишок одних речовин у природному середовищі або наявність інших призводить до зміни екологічних факторів (змінюються склад атмосфери, води, ґрунту тощо). При цьому завдається велика шкода всім процесам життєдіяльності, яка в кінцевому підсумку призводить до екологічної кризи та екологічної катастрофи.

Існують різні принципи класифікації забруднень навколишнього середовища. Проте нас цікавить антропогенний тиск на біосферу, насамперед наслідки впливу на біосферу техногенної діяльності людини. Тому ми розглянемо класифікацію забруднень, які є наслідком техногенної діяльності людини. Забруднення поділяють на природні, спричинені будь-якими природними, зазвичай катастрофічними чинниками (повені, виверження вулканів, селевий потік тощо), і антропогенні, що виникають внаслідок діяльності людей. Антропогенні забруднення за типом походження поділяють на механічні, хімічні, фізичні та біологічні.

До механічних забруднень відносять різні предмети у воді й ґрунті, а також тверді часточки різного розміру. ^ Хімічні забруднення-- це різноманітні сторонні штучні хімічні речовини (рідкі, тверді та газоподібні), які утворилися внаслідок хімічної реакції в хімічній, металургійній чи інших галузях господарства. Вони потрапляють у біосферу і порушують встановлені природою процеси колообігу речовин та енергії. Фізичні забруднення поділяють на теплові, електричні, радіаційні та світлові, а також шуми, вібрації та гравітаційні сили.

Теплові (термальні) забруднення виникають внаслідок підвищення температури середовища, головним чином у зв'язку з промисловими викидами нагрітих відхідних газів і води. Світлові забруднення пов'язані з порушенням природного освітлення місцевості в результаті дії штучних джерел світла, що призводить до появи аномалій у житті тварин і розвитку рослин.

Шумове забруднення є наслідком збільшення інтенсивності шуму понад природний рівень.

Електромагнітне забрудненні створюється в результаті зміни електромагнітних властивостей середовища (від ліній електропередач, радіо і телебачення тощо), що призводить до геофізичних аномалій і змін у біологічних структурах.

Радіоактивне забруднення пов'язане з підвищенням природного радіаційного фону і концентрації в середовищі радіоактивних речовин.

Мікробіологічне (мікробне) забруднення спричинюється появою незвично великої кількості мікроорганізмів внаслідок масового їх розмноження, на антропогенних субстратах або середовищах, які змінилися внаслідок господарської діяльності людини.

Згідно з іншою класифікацією, техногенні забруднення поділяють на дві основні групи --матеріальні та енергетичні.

До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нетоксичні й токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібрація, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, йонізуюче та електронне випромінювання.

За ознакою взаємодії з навколишнім середовищем забруднення поділяють на стійкі, які не руйнуються впродовж тривалого часу (наприклад, пластмаси), і нестійкі, які швидко руйнуються під дією природних фізико-хімічних або біохімічних процесів.

Під навмисними забрудненнями розуміють цілеспрямоване знищення лісів, використання родючих земель і пасовиськ під забудову, утворення внаслідок техногенної діяльності людей кар'єрів, шламонакопичувачів, териконів, мулових майданчиків, неправильне використання поверхневих і підземних вод, мінеральних та інших природних ресурсів.

Супутнє забруднення-- це поступові зміни біосфери під впливом антропогенної діяльності (спустелювання, потепління в результаті «парникового ефекту», руйнування озонового шару, висихання боліт, озер, морів, випадання кислотних дощів тощо).

Антропогенні відходи виникають як у результаті промислової діяльності, так і споживання. Відповідно до цього їх поділяють на відходи виробництва і відходи споживання.

Відходами виробництва вважають невикористані залишки сировини, матеріалів або напівфабрикатів, що утворилися при виготовленні продукції і повністю або частково втратили свої споживчі властивості. До них належать також продукти фізико-хімічної чи механічної переробки сировини, отримання яких не було метою виробничого процесу і які в подальшому можуть бути використані в господарстві як готова продукція після відповідної обробки або як сировина для подальшого перероблення.

До відходів споживання відносять різні вироби, комплектувальні деталі тощо, які з тих чи інших причин не придатні для подальшого використання. Ці відходи поділяють на промислові та побутові. До промислових належать металобрухт, обладнання, що вийшло з ладу, вироби технічного призначення з гуми, пластмаси, скла тощо. До побутових належать харчові відходи, зношені вироби побутового призначення (одяг, взуття та ін.), різноманітні використані вироби (пакувальні матеріали, скляна та інші види тари), побутові стічні води тощо.

Класифікацію відходів можна здійснювати за такими ознаками: за місцем утворення, можливістю переробки, агрегатним станом, токсичністю. За місцем утворення відходи поділяють на промислові, агропромислові та побутові. За можливістю переробки всі відходи можна поділити на вторинні матеріальні ресурси, які вже переробляються або переробка яких планується, і на відходи, переробка яких на даному етапі розвитку економіки недоцільна і які становлять безповоротні втрати. За агрегатним станом відходи поділяються на тверді (гравій, пісок тощо), рідкі (розчини, емульсії, суспензії тощо) та газоподібні (гази та їх суміші, водяна пара, парогазова суміш). За токсичністю відходи класифікують залежно від небезпечності отруєння на чотири класи: надзвичайно небезпечні, високо небезпечні, виважено небезпечні, мало небезпечні. 

2.1 Природне забруднення біосфери

На біосферу Землі значний вплив має насамперед сонячна активність Про цей вплив уперше зазначив російський вчений 0.Л.Чижевський.Численні неспростовні дані свідчать про те, що багато явищ на Землі і в біосфері тісно пов'язані з активністю Сонця. Так, різке збільшення чисельності окремих видів і популяцій ("хвилі життя") - це результат зміни сонячної активності. Існує думка, що сонячна активність впливає й на деякі геологічні процеси (катастрофи, катаклізми), а також на соціальну активність людського суспільства. Зокрема, серію аномальних явищ, які мали місце в 1989 р. , пов'язують з високою сонячною активністю. Упродовж 1,5-2 міс. спостерігалися землетруси на острові Ітуруп, сталися велика аварія на продуктопроводі в район ні Челябінська, події в Тбілісі, затонув атомний підводний човен «Комсомолець» тощо.

На розвиток життя значний вплив має магнітне поле Землі. Магнітне поле захищає життя на планеті від іонізуючого сонячного та космічного випромінювання, яке згубно впливає на тканини та генетичний апарат організмів. Під впливом зменшення напруженості магнітного поля, як показав канадський вчений Я. Крейн, у тканинах організмів виникають необоротні зміни і розвивається безпліддя. Як засвідчують геофізики, в геологічній історії Землі неодноразово зменшувалась напруженість магнітного поля і навіть мінялися місцями північний і південний полюси. Такі інверсії відбувалися неодноразово. Більш того, нинішній магнітний стан, який називають епохою прямої полярності, триває близько 700 тис. років і напруженість магнітного поля планети поступово знижується. Якщо цей процес триватиме й надалі в такому самому темпі, то приблизно через 2 тис. років напруженість магнітного поля зменшиться до нуля і потім почне зростати в протилежному напрямку. Для живих організмів це може мати катастрофічні наслідки, пов'язані зі зміною їх властивостей та вимиранням. Різко зросте кількість мутацій.

Російські вчені В. Красовський та Й. Шкловський пояснюють причини земних катастроф спалахами наднових зірок. Суть цього явища полягає в тому, що деякі зірки раптом спалахують і починають випромінювати в мільйони разів більше світла, ніж до спалаху. Такі вибухи наднових зірок супроводжуються дуже високими дозами ультра-фіолетового, рентгенівського і космічного випромінювання енергії. Якщо такі спалахи відбудуться поблизу Землі, а це ймовірно, то вони матимуть катастрофічні наслідки для живих організмів. У цьому разі різко підвищиться радіаційний фон, збільшиться число мутацій, що призведе до загибелі багатьох організмів.

Катастрофічними наслідками супроводжуються падіння на поверхню Землі метеоритів, комет, астероїдів. Свідченням таких падінь є величезні кратери (десятки й сотні кілометрів), виявлені на поверхні Землі. На території України поблизу с. Болтишка Кіровоградської області утворився кратер діаметром 25 км, а в Сибіру, в басейні річки Хатанги - ще більший (близько 100 км). Енергію вибуху, що відбувся під час зіткнення з метеоритом, оцінюють у 10 Дж, що в сотні тисяч разів перевищує енергію найпотужніших землетрусів, або приблизно 120 млн. атомних бомб такої потужності, які було скинуто на Хіросиму. В результаті таких зіткнень утворюються величезні маси пилу, які спричинюють значні кліматичні зміни, зокрема похолодання. При зіткненні з водами океану виникають катастрофічні зливи на величезній поверхні Землі.

Останнім часом з'явилися свідчення на користь того, що масова загибель динозаврів могла спричинитися падінням на Землю одного або кількох космічних тіл. Зокрема, про це свідчить ірідієва аномалія на межі крейдового та палеогенового періодів, тобто геологи виявили тонкий прошарок глини, збагаченої іридієм, кобальтом, нікелем та іншими металами, які характерні для метеоритів. Динозаври зникли внаслідок кліматичної катастрофи, спричиненої забрудненням атмосфери пилом і сажею під час пожежі і внаслідок цього різким похолоданням. На території Землі виявлено сліди багатьох падінь космічних тіл, що утворили величезні кратери. Зокрема, такими були Каменський (22км) і Гусевський (4км) кратери на Донбасі. Останнє зіткнення Землі з великим метеоритом відбулося приблизно 50 тис. років тому на території США. В результаті цього зіткнення утворився Аризонський кратер діаметром 1,2 км і завглибшки 180 м.

Величезну пожежу і вивал лісу на значній площі (кілька сотень квадратних км), що відбулися в Сибіру в 1908 р., пов'язують з вибухом невеликої комети (Тунгуський вибух). У 1968 р. побоювалися зіткнення астероїда Ікар із Землею. Та, на щастя, астероїд пройшов на відстані близько 6 млн. км. від нашої планети. Подібних астероїдів розміром 1 км, які можуть зіткнутися з Землею, астрономи нарахували близько 1300. Ймовірність зіткнення оцінюється як один випадок на 100000 років. Нині астрономи ведуть активні спостереження за рухом астероїдів, щоб запобігти катастрофічним наслідкам їх зіткнення з нашою планетою.

Інші катастрофічні події - землетруси, тайфуни, повені, буревії, виверження вулканів мають локальний екологічний вплив і загалом не впливають на еволюцію біосфери. Вони завдають значної матеріальної шкоди навколишньому природному середовищу, призводять до загибелі багатьох представників рослинного і тваринного світу та до людських жертв. За оцінками К. Ситника, О. Брайона і А. Городецького, збитки від стихійних лих в усьому світі щороку становлять близько 30 млрд. дол., а кількість людських жертв становить близько 250 тис. людей. Найбільших збитків завдають повені, а найбільше людей гине від буревіїв. Зокрема, великих збитків від повені кожного року зазнає Україна в Закарпатті, коли річка Тиса виходить з берегів і затоплює величезні площі, спостерігаються гірські селі та значні зсуви ґрунту. Взимку в гірських районах внаслідок снігопадів спостерігаються зсуви снігових лавин, які руйнують селища та призводять до загибелі людей і тварин, що має місце в горах Франції, Австрії, Швейцарії та інших країн Європи.

2.2 Антропогенне забруднення біосфери

З початку ХУІІІ ст. було зроблено ряд наукових відкриттів, які сприяли розвитку сучасного промислового розвиненого суспільства. Одночасно були введені в культуру нові види рослин, що підвищило ефективність землеробства та тваринництва в сільському господарстві. В другій половині XIX ст. з появою сучасної індустрії зміни стали особливо відчутними. Все в більшій кількості почали використовувати викопні мінеральні ресурси (вугілля, нафту, залізну руду та ін.). Сучасний розвиток людського суспільства Землі характеризується надзвичайно інтенсивним зростанням чисельності населення. Так, починаючи з 1900 до 1999 р. кількість населення зросла від 1,6 до 6 млрд. чоловік, тобто за сторіччя збільшилася в 3,75 рази. Таким самим темпом зростали й потреби населення, а, отже, і споживання природних ресурсів, і нагромадження відходів господарської діяльності людей, розвиток деградаційних процесів на Землі.

Основними джерелами антропогенного забруднення навколишнього природного середовища є промисловість, сільське та комунальне господарство. Серед забруднювальних промислових об'єктів найбільший внесок роблять підприємства енергетичної галузі (ТЕС, ГРЕС, АЕС, котельні), промислові об'єкти металургійної, нафтопереробної, хімічної та целюлозо-паперової промисловості, а також цементні та інші заводи будівельної індустрії. Великими забрудниками довкілля є військово-промисловий комплекс, гірничозбагачувальна промисловість та автомобільний, повітряний, морський, річковий і залізничний види транспорту.

Енергетика, металургійна промисловість та автотранспорт створюють близько 85% усього обсягу забруднень. Металургійна промисловість України зумовлює близько 35% усіх забруднень атмосфери і природних вод. У результаті спалювання викопного палива, зокрема вугілля, утворюються різні шкідливі для здоров'я речовини - діоксин, хлорвуглеводні та різні похідні вуглеводнів, що мають канцерогенні та мутагенні властивості. Величезні площі родючих земель займають шламосховища, звалища, терикони та відвали породи.

Близько 85% забрудників повітря викидають над промисловими районами, 10-15% - над містами, 1-2% - над сільською місцевістю і 0,1%, - над Світовим океаном. У великих містах на кожному квадратному кілометрі за добу осідає 1, 5 т пилу. Найбільш забрудненими містами України є Київ Дніпропетровськ, Донецьк, Дніпродзержинськ, Одеса, Харків та інші промислово розвинені міста. Найбільшим забрудником міського повітря є автомобільний транспорт, на частку якого припадає 40% усіх забруднень. За рік автомобіль споживає понад 1 млн т кисню, якого вистачило 6 для дихання 30 млн. чоловік. В атмосферне повітря міста потрапляє велика кількість шкідливих речовин: важкі метали, хлор, аміак, формальдегід, фенол, бензпірен, діоксини, сірковуглець оксиди карбону, оксиди нітрогену, пил та ін.

За кількістю промислових забруднень на душу населення Україна посідає одне з перших місць у Європі. Щорічний обсяг шкідливих речовин, які потрапляють на один квадратний кілометр площі України, у 6,5 рази вищий, ніж у США, і в 3,2 рази - ніж у країнах Європи. Це є наслідком нераціональної структури господарювання і недосконалих технологій. У країні переважають енерго- та матеріалоємні технології, що характеризуються значними обсягами забруднень. Зонами екологічного лиха оголошено понад 15% території країни. В ній функціонує 1700 шкідливих виробництв, у тому числі 5 АЕС. Близько 1000 хімічних підприємств є особливо небезпечними. Виявлено багато районів, де повітря, води і ґрунти дуже забруднені нафтопродуктами (нафтобази, аеродроми, нафтосховища, нафтопереробні заводи, автопарки, автозаправки, нафтові свердловини тощо). Значну кількість забруднювальних речовин викидає транспорт, особливо автомобільний. При спалюванні одного кілограму етильованого бензину, в атмосферу викидається близько 1 г свинцю (ГДК його в атмосфері - 0,0007мг/м°).

Кожний автомобіль за рік споживає з атмосфери 4350 кг кисню і викидає в неї 3250 кг оксиду карбону (ІУ), 530 кг високотоксичного оксиду карбону (II) СО, 93 кг вуглеводнів, 27 кг оксидів нітрогену і близько 1 кг свинцю. Нині в світі налічується більше 500 млн. автомобілів.

Найпоширенішими газовими забрудниками є сірчистий газ, оксиди нітрогену, бензпірен, аміак та інші речовини. У вигляді твердих часточок у димах міститься вугілля, попіл, сульфати та сульфіди металів (заліза, міді, цинку, свинцю), кремнезем, хлориди, сполуки кальцію, натрію, фосфору, а також пара у вигляді туману сульфатної та нітратної кислот, ртуті, фенолу тощо. До забрудників довкілля належать також різні шуми від виробництв і транспорту та іонізуюче випромінювання, вібрації, електромагнітне випромінювання, світло-теплові впливи тощо.

До значних забрудників довкілля належить комунально-житлове господарство. Щорічний обсяг побутового сміття в Україні становить близько 40 млн. м і, яке знищується на 656 міських звалищах площею 2650 га та на 4 сміттєспалювальних заводах. На початку третього тисячоліття накопичення сміття наблизилося до 2 м на душу населення за рік. Майже 80% звалищ експлуатуються без допоміжних засобів проти забруднення води та атмосфери. Внаслідок значної забрудненості довкілля України виникають різні епідемії хвороб (туберкульоз, гепатит та ін.), зменшилася середня тривалість життя населення до 62 років, тоді як у США, Японії та Швейцарії вона становить 75-79 років. У країні значно збільшилась смертність населення, яка, починаючи з 1992 р., перевищила народжуваність. Упродовж останніх 7 років чисельність населення зменшилася на 3 млн. і поступово зменшується далі. Забруднення навколишнього середовища спричинює загибель лісів, парків, рослинного й тваринного світу. Забруднення повітря згубно впливає на будівлі, пам'ятки культури, водойми і ґрунти, спричинює корозію металів.

Нині біосфера на порозі глобальної кризи, катастрофи та колапсу (повного і незворотного розпаду системи).

2.3 Фізичні забруднення біосфери

Біосфера зазнає різноманітних фізичних забруднень: теплових, шумових, світлових, вібраційних, інфразвукових, електромагнітних та іонізуючих.

Шумове забруднення. Під шумом розуміють усі неприємні та небажані звуки або їх сукупність, які заважають нормально працювати, сприймати потрібні звукові сигнали, відпочивати і призводять до різних порушень екосистеми. Шуми негативно впливають на здоров'я людей, знижують їх працездатність, призводять до захворювань серцево-судинної (гіпертонія), нервової та ендокринної систем та органів слуху. Вони можуть також істотно впливати на життєдіяльність біоценозів (біоценоз від біо- та грец. koinуs - спільний) - сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, що населяють певну ділянку суші або водоймища і характеризуються певними відносинами як між собою, так і з абіотичними факторами середовища) різних екосистем.

Рівень звукового тиску шумів вимірюють белами (Б) і децибелами (дБ). Це умовні одиниці характеристики сили звуку, які показують, наскільки звук (шум) у логарифмічних відносних величинах вищий за поріг слухового сприйняття людини. Звичайна розмова ведеться в межах інтенсивності звуку 30-60 дБ. Допустимі межі сили звуку становлять 45-85 дБ, больовий поріг - 140 дБ. У разі постійного шуму силою 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової системи, 90 дБ - порушується слух, 120 дБ - з'являється нестерпний фізичний біль. В середині приміщень різного призначення рекомендують діапазони шумів: для сну, відпочинку - 30-45 дБ; для виробничих приміщень - 56-70 дБ.

Гранично допустимі норми шуму залежать від частоти звуку. Низькочастотні шуми за рівня до 100 дБ не завдають особливої шкоди слуху. Проте високочастотні є небезпечними при рівнях понад 75-80 дБ. Джерелами шумів є транспорт, промислові об'єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, музичні інструменти тощо. Потужними джерелами шумів, які негативно впливають на здоров'я людей, є потужна електроакустична апаратура та рок-ансамблі. В концертних залах, де вони виступають, інтенсивність звуку досягає 120 дБ. Для порівняння наведемо кілька прикладів інтенсивності шумів: цокання годинника - близько З0, шелест листя і тихий шепіт на відстані 1м-10-15 дБ, рух вагона метро і вантажної машини - 90-95, поїзда - 95-100, робота телевізора - 80-95, літака в повітрі - 105 дБ. Європейська економічна комісія 00Н визначила максимально допустимі рівні шуму: для легкових автомобілів - 80 дБ, автобусів і вантажних машин - 81-88 дБ. З метою запобігання шкідливому впливу шуму на здоров'я людей створюють шумовловлювальні екрани, поглинальні фільтри та різні пристрої. Радикально дії шумів можна запобігти шляхом використання безшумних механізмів.

Теплове забруднення є наслідком теплових викидів переважної більшості промислових підприємств устаткування і машин, що використовують процеси горіння, нагрівання, вибуху, теплові агрегати тощо. Багато теплоти надходить у довкілля від опалювальних систем, теплотрас, транспортних засобів, систем охолодження та інших джерел.

Нині поки що вся розсіювана теплота значно менша, ніж та, що надходить з природних джерел, і не чинить істотного впливу на тепловий баланс планети. Проте вона може мати суттєвий вплив на окремі екосистеми у разі значних промислових викидів теплоти. Верхня межа витривалості організмів стосовно температурного фактора не перевищує 40-45°С. Оптимум становить 15-30° С. Окремі види бактерій і водоростей можуть жити і розмножуватися за температури 80-99°С. Підвищення температури води у ставках-охолодниках потужних теплових електростанцій до 36°С істотно зменшує біопродуктивність і може завдати значної шкоди існуючим біоценозам.

Вібрації - це тремтіння або струс усього тіла людини чи окремих його частин під час виконання різних робіт (роботи в шахтах з відбійними молотками, розпилювання матеріалів, бетоноукладання, пневмоподрібнення тощо).Тривалі вібрації призводять до сильної втоми і значних порушень багатьох функцій організму: струсу мозку, деформації м'язів, розриву тканин, порушення діяльності нервової, серцево-судинної систем, кровообігу, чутливості шкіри тощо.

Для зменшення негативного впливу вібрації використовують віброізоляцію, прокладки, килимки, вібродемпфірування, пружинні основи й опори та інші пристрої.

Деякі види техніки створюють електромагнітні поля, які в окремих районах у сотні разів перевищують середній природний фон. Головними джерелами електромагнітного випромінювання є радіотелевізійні та радіолокаційні станції, засоби радіозв'язку, високовольтні лінії електропередач (ЛЕП), електростанції й трансформаторні підстанції, а також лінії електротранспорту. Електромагнітні поля негативно впливають на нервову систему, спричинюють головний біль і сильну втому, можуть викликати неврози, безсоння, імпотенцію.

Особливо небезпечним забрудником природного середовища є іонізуюче випромінювання, зокрема, радіація. Радіонукліди, потрапляючи з їжею, водою або повітрям в організм, руйнують його клітини і тканини, органи і гени.

Розрізняють природну і штучну радіацію. Природними є випромінювання Сонця, космічне випромінювання, а також випромінювання внаслідок радіоактивного розпаду мінералів у надрах Землі. Інтенсивність цього випромінювання залежить від висоти над рівнем моря та географічного положення.

Джерелами штучної радіації є медичні рентгенівські установки, ядерна медицина, атомні електростанції, відеотермінали, деякі будівельні матеріали, випробування ядерної зброї. Постійний викид радіоактивних часток відбувається з димами ТЕС, які спалюють вугілля, під час видобутку радіоактивної сировини, і обробки й транспортування, захоронення радіоактивних відходів, проведення досліджень в інститутах атомно-енергетичного профілю. В стратосфері радіоактивні речовини можуть знаходитися протягом 3-4 років, у тропосфері - кілька місяців, випадаючи на поверхню Землі з атмосферними опадами.

Біологічний ефект радіації зумовлений взаємодією енергії з речовиною, наслідком чого є канцерогенез, або розвиток раку. В процесі радіоактивного розпаду утворюються також вільні радикали, які руйнують живі клітини і тканини організму людини. Зміна структури може бути настільки значною, що її відновлення стає неможливим. Зміна генетичного коду клітини організму, яку називають мутацією, може привести до розвитку раку.

Дуже небезпечною для організму є наявність вільних радикалів, які мають високу хімічну активність. Утворення вільних радикалів відбувається під дією іонізуючого випромінювання. Цей процес особливо прискорюється під дією хімічних забрудників. В організмі вільні радикали можуть руйнувати клітини і порушувати їх генетичний код. Таким чином, біологічні ефекти радіації скорочують тривалість життя, спричинюючи захворювання на рак, лейкемію, призводять до серцево-судинних захворювань, а також до зменшення опірності організму різним інфекціям. Особливо чутливі до радіації діти та люди зі слабким здоров'ям.

Висновок

Одне з найважливіших нинішніх завдань людства - охорона природи, проблема, що стала соціальною. Знову і знову ми чуємо про небезпеку, загрожуюче довкілля, але і досі багато хто з нас вважає їх неприємним, але неминучим породженням цивілізації і вважають, що ми ще встигнемо впоратися з усіма утрудненнями, що виявилися.

Проте дія людини на довкілля прийняла загрозливі масштаби. Щоб в корені поліпшити положення, знадобляться цілеспрямовані і продумані дії. Відповідальна і дієва політика по відношенню до довкілля буде можлива лише у тому випадку, якщо ми накопимо надійні дані про сучасний стан середовища, обґрунтовані знання про взаємодію важливих екологічних чинників, якщо розробить нові методи зменшення і запобігання шкоді, що наноситься Природі Людиною.

Список використаної літератури

1. Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй Р. С. Основи загальної екології. -- К.: Либідь. 1995 -- 368 с.

2. Білявський Г. О., Фурдуй Р. С. Практикум із загальної екології. // Навч. посібн.--К.:Либідь, 1997.--160с.

3. Волошин І. М. Методика дослідження проблем природокористування. -- Львів: ЛДУ, 1994. -- 160 с.

4. Екологічний словник: Навч. посібник /В.В.Прежко та ін. - Харків: ХДАМГ, 1999. - 416 с.

5. Екологія і закон: Екологічне законодавство України. У 2-х кн./ Відповідальний редактор док. юрид. наук, професор, акад. Андрейцев В. А. -- К.: Юрінком їнтер, 1997. -- 704 с.

6. Злобін Ю.А. Основи екології.- К.: Лібра, 1998. - 249

7. . Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології, - К.: МАУП, 2000. - 238

8. Кучерявий В.П. Екологія, - Львів: Світ, - 500 с.

9. . Одум Ю. - Экология. - М.: Мир, 1986. - Т. 2.

10. Основи екології та соціоеколотії. // Навч. посібн. під. ред. Назарука М.М. -- Львів: "За вільну Україну", 1997, -- 210 с

11. . Орлов Д.С. Екологія та охорона біосфери при хімічному забрудненні: Учеб. посібник для хім., хім.-технол. і біол. Спец. вузів / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, І. М. Лозановская. - М.: Вищ. шк., - 2002. - 334с.:

Размещено на Allbest.ru