Влияние антропогенной деятельности на окружающую среду

Введение 

Всё взаимосвязано  со всем - гласит первый экологический  закон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив  чего-либо из окружающей среды.

До появления  человека и его деятельного отношения  к природе в живом мире господствовали взаимная гармоничная зависимость  и связанность, можно сказать, что  существовала экологическая гармония. С появлением человека начинается процесс  нарушения экологической гармонии, гармонического равновесия. Этот процесс  начался 40 тысяч лет назад, когда  предок человека приобрел способность  мыслить, начал делать орудие труда, пользоваться знаниями, рисовать и  в своей деятельности производить  средства для жизни.

Но, осваивая природу в процессе трудовой деятельности, человек не учитывал необходимости  уважения закономерностей, господствующих в биосфере и своей деятельностью  нарушал уравновешенность условий  и влияний в природной среде.

Из-за малочисленности  человеческих популяций в ранние исторические эпохи негативное отношение  к природе еще не приводило  к многочисленным нарушениям в природной  среде. Люди покидали места, где они  испортили природную среду, заселяли новые, а на старых местах происходило  быстрое восстановление природы. Между  тем, с развитием производственных сил, которые позволяют осваивать  природу с большим размахом и  увеличением числа жителей на Земле деградация природной среды  достигает небывалого опасного для  самого существования людей размера, так, что вполне оправдано говорится  об экологическом кризисе, который  может перерасти в экологическую  катастрофу.

Экологические проблемы, которые выражаются в нарушении  уравновешенности условий и влияний  в экологической среде человека, возникли как следствие эксплуататорского  отношения человека к природе, стремительного роста технологии, размаха индустриализации и роста населения.

Сегодня нарушение экологического равновесия выражается во многих формах. Можно  сказать, что существует единое мнение о том, что основными формами  являются: нерациональная эксплуатация невозобновляемых природных ресурсов (источников сырья и энергии), сопровождаемая опасностью быстро исчерпаться; загрязнение биосферы вредными отходами; большая концентрация хозяйственных объектов и урбанизация, оскудение природных пейзажей и сокращение свободных территорий для отдыха и лечения. Основными причинами этих форм выражения экологического кризиса являются быстрый экономический рост и форсированная индустриализация, приводящая к урбанизации.

Нарушение экологического равновесия в современном  мире приняло такие размеры, что  произошло нарушение равновесия между природными системами, необходимыми для жизни и промышленных, технологических  и демографических потребностей человечества. Признаками экологических  проблем являются проблема пищи, демографический  взрыв, исчерпывание природных ресурсов (источников сырья и энергии) и  загрязнение воздуха и воды.

1.1 Экологические проблемы атмосферы

  Из всех компонентов географической оболочки атмосфера обладает наибольшей способностью переносить возникающие в ней возмущения на большие расстояния. По этой причине происходящие в ней процессы являются основным механизмом превращения локальных воздействий человека на окружающую среду в глобальные изменения природных условий.

В результате хозяйственной деятельности человека ежегодно в атмосферу поступает  огромное количество загрязняющих веществ. Например, в 1990 году на нашей планете  в атмосферу было выброшено 400 млн. тонн соединений серы, азота, углерода и твердых частиц. Ведущие загрязнители атмосферы предприятия металлургического  комплекса и энергетики, а также  нефтехимические заводы (около 70% загрязнения  атмосферы), на втором месте находится  автотранспорт.

  Парниковый эффект был установлен в конце прошлого века шведским ученым Аррениусом, который определил, что углекислый газ способен поглощать уходящую радиацию, поддерживая тем самым высокие приземные температуры воздуха и создавая «парниковые условия». Тогда же предположили, что сжигание угля может приводить к повышению содержания СО₂ и усилению парникового эффекта. Все это приводит к постепенному потеплению климата на нашей планете. Сейчас установлено, что концентрация СО₂ в атмосфере ежегодно увеличивается на 4%. За счет этого средняя глобальная температура воздуха уже повысилась на 0,5-0,6°С. К 2025 году это повышение может достичь 2,5°С.

  Вторым глобальным негативным последствием загрязнения атмосферы являетсяразрушений озонового слоя под влиянием выбросов фреонов и оксидов азота, то есть продуктов неполного сгорания топлива в двигателях реактивных самолетов. В восьмидесятые годы нашего столетия появились сообщения об уменьшении содержания озона и образовании «озоновой дыры» над Антарктидой. В 1987 году эта дыра достигла максимальной величины и составила 7 млн. км², то есть покрыла 2/3 этого материка.

  Как установлено, фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон. Выбросы фреона в атмосферу сейчас достигли на нашей планете 1,4 млн. т/год. Также озон разрушается двигателями реактивных самолетов и космических кораблей. Истощение озонового слоя приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность, что опасно для всего живого на планете. У человека при этом могут возникнуть заболевания раком кожи, отмечается ослабление иммунной системы организма и т. д.

Существуют пассивные и активные методы сохранения озонового слоя. К первым относится уменьшение выбросов фреона, а ко вторым – воздействие  на стратосферу этаном и пропаном, которые связывают разрушающий  атомарный хлор, превращая его  в пассивный хлористый водород.

Третья глобальная проблема, возникающая  при загрязнении атмосферы –  это кислотные дожди, то есть атмосферные осадки, имеющие pH меньше 5,6. Впервые такие дожди наблюдались в 1852 году в Великобритании, в городе Манчестере. Выпадение кислотных дождей связано с выбросами в атмосферу диоксида серы и оксида азота, общий объем которых в настоящее время составляет 225 млн. т/год. Многообразны негативные последствия кислотных дождей: подкисление почв, повреждение лесов, ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, вред здоровью людей и т. д.

  Увеличение производства энергии на Земле приводит к тепловому загрязнению окружающей среды. Так, в районе крупных городов возникают «острова тепла», где температура на 1-4°С выше естественной. Существенно влияет на климат орошение и осушение земель, лесопосадки, строительство водохранилищ и т.д. Так, в засушливых районах при орошении больших площадей земель за счет затрат тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры воздуха и повышению его относительной влажности. Водохранилища оказывают заметное влияние на микроклимат прилегающих территорий: уменьшается континентальность климата, увеличивается влажность воздуха и количество осадков.

1.2 Экологические проблемы гидросферы

  Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Это и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок.

 
Известны такие  загрязнения воды: 
1) физическое загрязнения - песок, ил, глина - последствия эрозии, пыль, радиоактивные примеси, частью золы от ТЕС; 
2) тепловое - спуск в водоемы воды из тепловых и атомных электростанций; 
3) биологическое - микроорганизмы, вирусы, бактерии, грибки, простейшие, черви, 
промышленными биологическими загрязнителями являются мясокомбинаты, сахарные и маслозаводы; 
4) химическое - кислоты, соли, щелочи; 
5) органическое - нефть и ее соединения, отходы животноводства; 
6) поверхностное - активные вещества - моющие средства, пестициды. 
 Сброс отработанных загрязненных вод в водоемы приводит к ухудшению качества воды. В реки и другие водоемы сбрасывается около 450 км3 сточных вод, при этом почти половина из них без предварительной очистки. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде. 
 Для того, чтобы воды сохранили свою способность самоочищаться, необходимо не менее десятикратное разведение стоков чистой водой. Загрязненная вода не только не пригодна для использования, но и наносит непоправимый ущерб природной среде. 
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных солей до 1 г на литр. 
 Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. 
 Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в положении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. км3 пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды портит 10 км3 речной воды, а не очищенной в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. 
 Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод. 
 Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. 
 Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15-17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению. 
 Суммарный сток рек СНГ за год составляет 4720 км. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где проживает до 80% промышленной продукции и 90% пригодных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока. 
 Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Влияние человека на природные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как, Дон, Днестр и Урал, на 11-20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю - на 23%, к Аральскому - на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м. 
Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно сокращаются из-за загрязнения. 
 Обычно загрязняющие вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения. 
 Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико, то аэробные бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки. В противном случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание кислорода резко падает, развиваются процессы гниения. При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в районах нереста ниже 7 мг многие виды рыб погибают. 
 Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо обработанных или совсем не обработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм. Попадая в питьевую воду, патогенные микробы и вирусы вызывают различные эпидемии, такие, как вспышки сальмонелиозу, гастроентериту, гепатита и др. В развитых странах в настоящее время распространение эпидемий через общественное водоснабжение происходит редко. Могут быть заражены пищевые продукты, например овощи, выращиваемые на полях, удобряют шлаками после очистки бытовых сточных вод. Водные беспозвоночные, например устрицы или другие моллюски, из зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа. 
 

1.3 Почва и недра земли

Почва - самостоятельное  природное тело и в то же время  средство производства в сельском и  лесном хозяйстве. Почвы – результат  длительного почвообразовательного  процесса, и поэтому требуют к  себе бережного отношения. Минеральные  ресурсы, в отличие от ряда других ресурсов, относятся к исчерпаемым, невозобновимым природным ресурсам. Их рациональное использование и охрана в настоящее время стали одной из важнейших задач. Эта глава посвящена, прежде всего, охране почв и, в меньшей степени, охране недр.

Почва - природный  ресурс, причем ресурс заменимый, ресурс ограниченный и ресурс смешанный (содержит в себе минеральные и органические компоненты). В нашей зоне чаще всего  встречаются обыкновенные черноземы, редко мощные, или, как говорят, типичные. Оптимисты подчас говорят, что в  Украине лучшие в мире черноземы. Это не так, эталоном являются воронежские  черноземы. Один кубический метр воронежского мощного чернозема хранится в  международной палате мер и весов  в Париже как эталон самой плодородной  почвы. Да и весь пояс в США, который  называют соевым поясом, имеет почвы  не хуже. Если говорить о Донбассе, то у нас черноземы обыкновенные, но много черноземов смытых, много  в значительной степени эродированных  из-за пересеченной местности. Поэтому  особого оптимизма наши почвы  не вызывают.

Почва как  естественноисторическое тело представляет собой поверхностную, плодородную  часть земной коры. Ее толщина в  среднем составляет 18-20 см, хотя в  различных районах суши может  быть от нескольких миллиметров до 1.5-2 м. Факторами почвообразования, под влиянием которых в течение  продолжительного времени создается  почва, являются: материнская порода, живые организмы (растения и животные, микроорганизмы), климат, рельеф и хозяйственная  деятельность человека.

Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, то есть ее способность обеспечивать растения необходимым количеством питательных  элементов, воды и воздуха. Почва - основное средство сельскохозяйственного производства. Общая тенденция развития современного сельского хозяйства способствует росту его продуктивности, повышению  плодородия земель.

Почва - первоисточник  всех материальных благ: она дает продукты питания, корм для скота, волокно  для одежды, лесоматериалы и др. На данном этапе развития человечества почва представляет собой незаменимый  природный ресурс. Как бы ни были совершенны способы выращивания  растений без почвы (гидропонный, пластопонный, аэропонный), они не могут заменить ее.

Почва –  основа биосферы, поэтому бережное отношение к ней следует рассматривать  как важнейшее звено в комплексной (интегрированной) охране природы. Охрана этого бесценного природного ресурса  имеет целью сохранить ее вечно, постоянно поддерживать и повышать плодородие.

Эрозия  – это процесс разрушения и  сноса почвенного покрова (иногда и  почвообразующих пород) потоками воды или ветром. Эрозия может протекать  как быстрый процесс. Разрушение слоя почвы в 18 см может произойти  за 20-30 лет, а иногда за один ливень или  пыльную бурю. Создание же такого слоя почвы - гораздо более медленный  процесс. Черноземные почвы обладают высоким плодородием. По этому поводу В.В. Докучаев писал, что русский  чернозем дороже каменного угля, дороже нефти, дороже золота.

Эрозия  – наша главная беда. В целом  в СНГ требует защиты от эрозии 2/3 пашни. Такая же обстановка и в  Украине. Несмотря на предпринимаемые  меры доля эродированных земель в  сельскохозяйственных угодьях все  возрастает. На Луганщине 68 % эродированных земель, в Донецкой области несколько меньше – 64 %, так как там несколько ровнее ландшафт, не такой расчлененный рельеф. В абсолютных цифрах площадь эродированных земель в Луганской области составляет 900 000 га, за последние 15 лет доля эродированных пахотных земель возросла на 17 %, то есть в год немногим больше 1 %.

Обычно  различают нормальную (геологическую) и ускоренную разрушительную эрозию. Нормальная эрозия наблюдается в районах, поверхность которых покрыта естественной растительностью, ускоренная эрозия - в районах с расчлененным рельефом или с песчаными почвами, где использование земли без применения противоэрозионных мероприятий способствует развитию ускоренных эрозионных процессов. В последнее время ряд авторов выделяют так называемую техническую эрозию (под воздействием сельскохозяйственных машин).

Главный источник широкого распространения  эрозии - сельское хозяйство, которое  неизбежно уничтожает растительный покров на значительных пространствах  в процессе обработки почв. В ХХ веке эрозия стала бичом всех почв земного шара.

Эрозию  подразделяют на водную и ветровую. У нас наибольшее зло приносит водная эрозия. Каждый раз при сильных  ливнях, при бурном весеннем снеготаянии  происходит сильная эрозия. Но и  ветровая эрозия характерна для нашего региона. Обычно пыльные бури случаются, по статистике, в среднем каждые 10 лет. Сильные ветры восточного или юго-восточного направления  поднимают в воздух мелкозем и  переносят на большие расстояния. Известны черные бури и в США - в 30-х  годах они заносили целые поселки, фермеры бросали насиженные места  и уходили в города в связи  с невозможностью проживания на этих территориях. В ХХ веке была самая  страшная зимняя черная буря в 1969 году. Обычно черные бури посещают нас весной или летом, но эта случилась зимой. Причем зима начиналась так, что не было никаких признаков появления  черной бури. Осенью были дожди, потом  морозы и почва ушла в зиму в  замерзшем состоянии. Кроме того, выпал глубокий снег в 40-50 см. Но в  январе подул сильный восточный  ветер, смел весь снег в овраги, балки  и забил им лесопосадки настолько, что деревья почти полностью  были покрыты снегом. Когда весь снег был унесен с полей, ветер  начал срывать мелкозем и переносить его на большие расстояния. Солнца не было видно, днем была полутьма, аэропорты  юга Украины и юга России не принимали никаких самолетов. Ветер  был порывистый и очень сильный. Продолжалась черная буря 10 дней. Ущерб  хозяйствам был нанесен огромный, линии электропередач были порваны, многие хозяйства оказались без  связи.