Географическая оболочка как объект антропогенного воздействия
СОДЕРЖАНИЕ: Взаимодействие общества и природы на разных этапах развития человечества. Современные воздействия общества на окружающую среду и их последствия. Природопользование как фактор антропогенного преобразования природы. Окружающая среда и здоровье человека.Географическая оболочка как объект антропогенного воздействия
СОДЕРЖАНИЕ
1 Взаимодействие общества иприроды на разных этапах развития человечества
2 Современные воздействия общества на окружающую среду и их последствия
3 Природопользование как фактор антропогенного преобразования природы
4 Состояние окружающей среды и здоровье человека
5 Географические основы охраны природы
Список использованных источников
1 Взаимодействия общества и природы на разных этапах развития человечества
Взаимодействие человека и природы. Взаимодействие человека и природы насчитывает более 3,5 млн. лет. Отправным пунктом взаимоотношения человека и природы можно считать начало формирования человеческого общества. На протяжении столь длительного времени характер взаимоотношений человека и природы сильно изменялся. На первых порах определяющую роль в этих взаимоотношениях играл природный фактор, и зависимость древнейших людей от природы была наибольшей. Древнейшие люди (архантропы) были по существу одним из биологических компонентов природных экосистем. Но, постепенно развиваясь, используя свои умственные и физические способности и совершенствуя свою материальную культуру, древнейшие люди все более и более видоизменяли окружающую их природу. Между человеком и окружающей средой возникла новая система связей, осуществляемая с помощью технических приспособлений.
Именно возрастающая роль охоты в жизнедеятельности древних людей ослабила их зависимость от природы, и открыла новые возможности для обитания в новых условиях. Вследствие этого постепенно расширяются границы их проживания. Это событие является одним из важнейших в истории взаимодействия человека и природы: человек как бы выходит из привычной чисто биологической ниши.
Орудия труда и искусственно добываемый огонь расширили возможности использования природных ресурсов. Активное использование орудий труда выделило человека из остального биологического мира. В дальнейшем это способствовало формированию первобытного присваивающего хозяйства.
Не исключено, что уже более ста тысячелетий назад человек мог оказывать заметное влияние на флору и фауну. Неандерталец воздействовал преимущественно на видовой состав и численность животных. Он не вызывал больших преобразований, однако уже оценил пользу орудий труда и трудовых навыков. Он сознавал свое превосходство над всеми остальными животными, на которых успешно охотился, но вряд ли пытался осмысливать природные явления и находить им объяснения. Он оставался естественной частью среды – и в духовном и в материальном отношении.
К эпохе позднего палеолита относится первое из известных нам свидетельств отрицательных воздействий человека на природу, вызванных, по современной терминологии, хищническим отношением к природным богатствам. При раскопке находят останки убитых на охоте животных (зубров, мамонтов) в таком количестве, которое явно превосходило потребности племени.
Переход человека от присваивающего к производящему хозяйству. На смену неандертальцам, за исторически короткий промежуток времени, пришли кроманьонцы. Появление человека разумного («Homo sapiens) стала новой вехой, отмечающей наступление необычных перестроек в жизни биосферы. Взаимодействие материальных, духовных и экологических факторов привело к коренному перелому в эксплуатации природных ресурсов – переходу от присваивающего к производящему хозяйству.
Предпосылками для этого перехода были: развитие технических приспособлений, сложившаяся система знаний и верований, включающая вопросы не только использования природы, но и заботу о состоянии ее ресурсов. При высоком техническом уровне, разнообразии орудий для охоты и собирательства создалась ситуация, способствующая переходу к земледелию и скотоводству.
Переход человечества от собирательства к земледелию и скотоводству был постепенным, долгим. Поначалу доля культивируемых растений и животных в хозяйственном обиходе человека была невелика. Люди продолжали заниматься охотой и собирательством. При наличии обширных неосвоенных территорий неолитические общины имели широкое поле деятельности. Они переходили от одних освоенных участков к другим, а через десяток другой лет нередко возвращались на место первоначальной обработки. Однако демографическая обстановка со временем менялась. Появлялись все новые общины, хороших земель становилось все меньше и меньше, истребление лесов стало идти быстрее, чем самовосстановление.
О великом значении земледелия в истории человечества и биосферы прекрасно сказал В.И.Вернадский: «Открытие земледелия … решило все будущее человечества. Изменяя этим путем жизнь автотрофных живых организмов на земной поверхности, человек тем самым создал такой рычаг для своей деятельности, последствия которого в истории планеты были неисчислимыми».
Появление принципиально нового типа хозяйства, изменившего взаимоотношения человека с окружающей средой и структуру общества, по мнению ученых по времени совпадает с началом исторического периода – неолита, поэтому его, следует считать революционным переворотом – «неолитической революцией».
Для наступления «неолитической революции» человек должен был настолько истощить запасы дичи и полезных растений, чтобы в результате возникла настоятельная необходимость целенаправленных действий, направленных на увеличение количества пищи.
Общий рост населения и увеличение потребностей приводили к ускоренному распространению сельскохозяйственных ландшафтов.
Естественная экологическая обстановка на планете в целом ухудшилась, так как исчезли некоторые виды крупных млекопитающих, на значительных территориях началось опустынивание. С этого времени более совершенная искусственная система природопользования становится необходимой. Ирригационные сооружения и поливное земледелие позволили организовывать сельское хозяйство и животноводство на территориях, с неблагоприятными для этого природными условиями. Человек, создавая благоприятную для себя среду, достиг успехов не только в добывании пищи, но и в интеллектуальной сфере, в развитии личности. Складывались новые формы общественного уклада: крупные постоянные поселения, города.
В истории человечества произошел ряд событий, получивших в дальнейшем глобальное значение и не только для людей, но и для окружающей природы. Первым таким событием можно считать освоение огня. В итоге это вызвало целый ряд серьезных экологических последствий в разных географических зонах Земли. Другим событием глобальной значимости стала смена типа хозяйства. От присваивающего хозяйственного уклада люди перешли к производящему, активно содействуя увеличению биологических ресурсов, необходимых для питания.
Чем интенсивнее становилась эксплуатация естественных ресурсов, тем быстрее обеднялась природа, и требовались специальные меры по ее охране. Вначале это были запреты на уничтожение некоторых видов животных и растений, а также отдельных элементов ландшафтов (родников, озер, рек). Данные запреты основывались на фантазиях и религиозных представлениях. Не имея научного обоснования, эти меры не могли дать существенного результата и имели локальное значение. Быстрое усиление воздействия хозяйственной деятельности человека на ее природу произошло после промышленной революции, т.е. при переходе от ремесла и мануфактуры к машинной индустрии. Это был начальный период капитализма, когда хищнические формы использования ресурсов природы приобрели повсеместный характер.
2 Современные воздействия общества на окружающую среду и их последствия
географическая оболочка антропогенный окружающая среда
Во вторую половину XX века воздействие общества на природу особенно резко, скачкообразно возросло. Это объясняется, прежде всего, вступлением человечества в эпоху, с которой связано коренное качественное преобразование производительных сил общества, сфер человеческой деятельности, усиление преобразующей роли науки. При этом, с одной стороны, достижения науки и техники позволяют человечеству использовать новые силы природы, с другой стороны, возрастает «давление» общества на природу.
В отличие от предыдущих периодов воздействие общества на окружающую среду стало особенно многообразным и охватило все географические уровни – от местного до глобального. Обострился дефицит водных, энергетических, продовольственных, минеральных ресурсов. В то же время выдающиеся достижения науки и техники позволили человеку не только эффективнее использовать природные богатства, но и целенаправленно формировать саму окружающую среду.
Преобразование природы – это целенаправленное изменение природных комплексов для решения поставленных социально-экономических задач посредством применения технических и организационных мероприятий.
Хозяйственная деятельность человека до средины ХХ в. опиралась на экстенсивный тип природопользования: развитие производства осуществлялось на основе расширения использования ресурсов природы.
Экстенсивному природопользованию соответствовало и определенное мировоззрение: люди относились к природе как к безграничной кладовой ресурсов. Какие бы блага не были потеряны, человек жил с убеждением, что в целом на Земле хватит и воды, и чистого воздуха, и пригодных для обработки почв, и лесов, и животного мира. Отсюда принципиальная установка на завоевание, покорение природы, предельное использование ее богатств для нужд сегодняшнего дня.
С середины ХХ в. начала быстро возрастает интенсивность использования природных ресурсов. Вместо естественных природных комплексов на больших территориях начали формироваться аграрные, урбанизированные, промышленные и другие антропогенные и природно-антропогенные комплексы. На смену экстенсивному природопользованию пришло интенсивное. Человечество вступило в период, когда научно-технический прогресс открыл огромные возможности преобразования природы и казалось, что человечество все дальше уходит от жестких ограничений, налагаемых дефицитом природных ресурсов. Но никакая техника не сможет сделать Землю больше, чем она есть, не может изменить возможности самовосстановления природных систем.
Масштабы повсеместного воздействия хозяйственной деятельности на природную среду стали поистине гигантскими. Поступление в воды суши и океана, в атмосферу и почвы различных химических соединений (а их примерно 100 тыс.), образующихся в результате производственной деятельности человека, в десятки раз превосходит естественное поступление веществ при выветривании горных пород и вулканизме. Ежегодно из недр Земли извлекается свыше 100 млрд. тонн полезных ископаемых, выплавляется 800 млн. тонн различных металлов, производится более 60 млн. тонн неизвестных природе синтетических материалов, вносится в почвы сельскохозяйственных угодий свыше 500 млн. тонн минеральных удобрений и примерно 3 млн. тонн различных пестицидов, 1/3 которых смывается поверхностными стоками в водоемы или задерживается в атмосфере (при рассеивании с самолетов). Количество железа, поступающего антропогенным путем в природную среду, составило за последние 150 лет около 6,5 млрд. тонн, а возможные последствия «ожелезнения» земной коры пока неизвестны. На порядок увеличилось поступление в окружающую среду свинца и кадмия – элементов с высокими токсическими свойствами.
Своей деятельностью человек не только нарушает круговорот веществ, но и оказывает существенное влияние на энергетический баланс в природе. Он освобождает энергию фотосинтеза, накопленную в месторождениях горючих ископаемых, интенсивно использует гидроэнергию, а в последнее время энергию атома (атомная энергетика) и Солнца. В районах земного шара с высокой концентрацией населения и промышленного производства масштабы вырабатываемой человеком энергии стали соизмеримыми с энергией радиационного баланса и оказывают заметное влияние на изменение параметров климата.
К концу ХХ в. вырисовались проблемы, которые охватывают весь земной шар и являются глобальными. Крупнейшие из них: экологические, демографические, продовольственные и др. будут рассматриваться в конце учебного пособия.
Стремление к научному познанию антропогенного воздействия на природную среду привело к сближению основных природоведческих наук – географии и биологии, так как только совместно они в состоянии предложить пути и способы предотвращения негативных последствий. Особенно большие возможности совместного решения задач рационального природопользования и охраны природы имеются в географии и экологии. На стыке географической науки и экологии возникло новое научное направление – геоэкология (географическая экология). Геоэкология унаследовала научные достижения классического естествознания (биологии и географии) и, в первую очередь, системный подход, что позволило рассматривать природные системы в качестве основного объекта исследования.
Геоэкологию можно определить как раздел географической науки, изучающий природную среду с экологической точки зрения, в целях решения экологических проблем и человечества.
В задачи геоэкологии входят: оценка современного экологического состояния ландшафтов (естественный экологический потенциал, антропогенные воздействия и их последствия); оценка устойчивости ландшафтов к антропогенным нагрузкам; определение допустимых антропогенных нагрузок; прогноз возможных дальнейших трансформаций ландшафтов и изменения их экологического потенциала. То есть геоэкологические исследования по своей сути - географические, а по целям – экологические.
Термин «геоэкология» впервые предложен в 1972 г. К. Троллем как термин, близкий к понятию «ландшафтоведение». Геоэкология изучает необратимые процессы и явления в природной среде, возникающие в результате антропогенного воздействия, а последствия этих воздействий. Геоэкология не является чисто описательной наукой, в ее компетенцию входит выяснение источников и путей формирования экологической обстановки, выявление направления развития экологической ситуации в ближайшей и отдаленной перспективе. В практическом плане геоэкология участвует в решении экологических задач путем применения теории и методов географической науки.
При проведении геоэкологических исследований наряду с чисто географическими территориальными единицами – ландшафт, ПТК, геосистема, используется понятие «экосистема». Экосистема – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания. В зависимости от размеров природных объектов различают микроэкосистемы (ствол гниющего дерева и др.), мезоэкосистемы (болото, пруд, озеро и т.д.), макроэкосистемы (материк, море, океан и т.д.). Единой глобальной экосистемой является биосфера.
Для понимания задач, решаемых геоэкологией, необходимо знать основные понятия, используемые при их формировании.
Природно-ресурсный потенциал (экологический потенциал) - способность природных систем без ущерба для себя отдавать необходимые для человека вещества, которые могут быть вовлечены в хозяйственную деятельность при условии сохранения среды обитания человека.
Потенциал самоочищения (разложения) - способность природных комплексов разлагать природные и антропогенные вещества (отходы) без саморазрушения и устранять их вредное воздействие на жизнь. Низким потенциалом самоочищения характеризуется тундра, олиготрофные водоемы (оз. Байкал и др.). Водотоки (реки, ручьи) имеют более высокий потенциал, чем водоемы (озера, водохранилища).
Потенциал рекреационный - один из показателей природно-ресурсного потенциала, степень способности природных комплексов оказывать на человека физическое и психическое воздействие, связанное с отдыхом.
Глобальный уровень геоэкологических исследований предусматривает изучение экологической обстановки или экологического потенциала географической обстановки в целом. Оно направлено на выявление и исследование крупных очагов нарушения экологического равновесия (Чернобыль, леса Амазонки, Сахель и др.) Региональный уровень - анализ экологической обстановки отдельных природных зон, стран и т.д. Локальный уровень исследований предлагает экологическую характеристику территорий в пределах ландшафтных районов.
Экологическое равновесие - это баланс естественных и измененных человеком компонентов и природных процессов или равновесие притока и оттока вещества и энергии, поддерживающее систему в устойчивом состоянии. Нарушение экологического равновесия в составе экосистемы ведет к ее разрушению или замене другими экосистемами.
В зависимости от нарушения баланса компонентов и процессов принято выделять несколько видов качественного состояния природы: естественное – неизменное под влиянием человеческой деятельности состояние экосистем; равновесное – скорость восстановления равна или выше темпов антропогенных изменений; кризисное – скорость антропогенных нарушений превышает темпы самовосстановления природы; критическое – обратимая антропогенная замена существующих экосистем на менее продуктивные; катастрофическое – труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных экосистем; коллапс - необратимая утеря биологической продуктивности.
Устойчивость экосистемы – способность оставаться относительно неизменной в течение определенного времени вопреки внешним и внутренним воздействиям или восстанавливать исходное состояние после оказанного воздействия. Емкость природной среды – это ее способность принимать (поглощать) не свойственные в первоначальном состоянии вещества, энергию. Показатели емкости и устойчивости определяют допустимые антропогенные нагрузки на экосистему (ландшафт).
Геоэкология, как научное направление, опирается на законы, сформулированные как в географии, так и в биологии, а также разрабатывает свои принципы и законы природопользования и охраны окружающей среды.
3 Природопользование как фактор антропогенного преобразования природы
Природопользование представляет собой совокупность способов и средств использования природных ресурсов, условий воздействия человечества на географическую оболочку Земли или на ее часть и мероприятий по сохранению природно-ресурсного потенциала.
Природопользование, как неотъемлемая часть человеческого общества, отражает все этапы истории развития цивилизации от первобытного общества до наших дней. На первых этапах цивилизации, когда человек всецело зависел от природы, количество видов природопользования было небольшим (собирательство, рыболовство, охота). Влияние человека на природу здесь проявлялось в виде лесных пожаров и связанных с ними других явлений и процессов. Значительное расширение видов и интенсивности природопользования произошло в период зарождения и развития земледелия. Он привел к появлению агротехнических, агрономических и агрохимических средств и приемов. Однако преобладание экстенсивного земледелия, способствовал развитию таких кризисных явлений как опустынивание, эрозия почв, обмеление рек, сокращение лесистости и др.
Следующее существенное увеличение видов и средств природопользования произошло в XVIII - XIX вв. Причиной этого было, прежде всего, развитие горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, а также возникновение крупных городов и промышленных центров. ХХ в. расширил природопользование за счет дальнейшего развития промышленности, транспорта, градостроительства, научно-технической революции. Антропогенная нагрузка на экосистемы достигла глобальных масштабов и привела к загрязнению и нарушению природного равновесия экосистем.
В соответствии с направленностью и эффективностью воздействия на окружающую среду природопользование делиться на рациональное и нерациональное. Рациональное природопользование – сознательно регулируемая деятельность людей, направленная на экономную эксплуатацию природных условий и ресурсов и обеспечение равновесия между экономическим развитием общества и состоянием окружающей природной среды, сохранение здоровья людей, охрана и восстановление эстетических свойств ландшафтов, плодородия почв, чистоты природных вод, растительного покрова и животного мира.
Нерациональное природопользование – это деятельность людей, ведущая к истощению природных ресурсов, снижению качества, ослаблению восстановительных сил природы, загрязнению окружающей среды.
Выделяют также интенсивное и экстенсивное природопользование. Интенсивное природопользование - это использование природных ресурсов близкое или превышающее их самовосстановление. Экстенсивное природопользование – это эксплуатация природных ресурсов со скоростью, значительно меньшей их естественного восстановления.
Виды природопользования. Виды природопользования формировались на протяжении всей истории человечества. Они развивались под влиянием и в зависимости от природных, экономических, социальных и других факторов. Выраженность этих факторов и их сочетание определяют территориальные и временные образования и распространения видов природопользования.
Наблюдается общая историческая закономерность: по мере развития цивилизации происходит увеличение видов природопользования.
Наблюдается тенденция общего усложнения средств и приемов, используемых человеком для воздействия на окружающую природную среду. Особенно активизировался этот процесс в период развития земледелия и индустриализации.
В настоящее время известно большое количество видов природопользования, которые можно объединить в следующие группы: сельскохозяйственное, строительное, промышленное, водохозяйственное, лесохозяйственной, градостроительное, рекреационное и др.
Наиболее распространенным, разнообразным и продолжительным по времени является сельскохозяйственное природопользование. По характеру воздействия на ландшафты оно делится на земледельческое, пастбищно-животноводческое и мелиоративное. Земледельческое воздействие включает: механические (структура земель, распаханность, освоенность), физическое (влияние земледельческой техники), агротехническое (севообороты, технология возделывания растений), химическое (применение удобрений, пестицидов). Пастбищно-животноводческое воздействие проявляется в непосредственном влиянии животных на растительность, уплотнение и изменение вводно-воздушного режима почвы, поступление питательных веществ в почву; стойловое содержание (животноводческие комплексы) вызывает загрязнение стоками почвы, воды, воздуха. Мелиоративное воздействие на ландшафт происходит через осушительные и оросительные, противоэрозионные системы.
Промышленное природопользование вызывает загрязнение окружающей среды производственными отходами, отчуждением территории под хозяйственные объекты, насыщение ландшафта техногенными системами. Например, горно-добывающая промышленность ведет к образованию карьеров, техногенных форм рельефа (терриконов, просадок, отвалов), созданию рекультивированных (вторичных) ландшафтов.
Строительное природопользование вызывает разрушение почвенного и растительного покрова, изменение формы рельефа (срезание положительных и засыпка отрицательных форм), намыв грунтов, закрепление и изменение физических свойств грунтов (техническая мелиорация). Градостроительство ведет к формированию городского ландшафта, отчуждению земель, изменению рельефа, почв, уровня и состава вод, интенсивному техногенному насыщению, формированию микроклимата и состава атмосферного воздуха.
Водохозяйственное природопользование проявляется в создании водохранилищ, прудов, каналов, спрямления русел рек, изменение количественных и качественных параметров водотоков, техногенном насыщении гидрографической сети (шлюзы, дамбы, мосты), подтоплении прилегающих земель, создании специфического микроклимата.
Лесохозяйственное природопользование проявляется через эксплуатационные мероприятия (сплошная или выборная рубка. Прокладка дорог, вывоз лесоматериала, подсочка смолы), изменение видового состава растительности и животных.
Рекреационное природопользование вызывает уплотненнее почв отдыхающими, дигрессия растительности, изменение состава вод, строительство рекреационных объектов и инфраструктуры; необходимость мероприятий по усилению пейзажной выразительности, микроклимата, видового состава растительности.
Одновременно с развитием природопользования изменилась и роль в нем географии.
В.С.Преображенский условно разделил историю взаимоотношений географии и проблемы природопользования на три этапа.
Первый назван этапом обслуживания. В это время перед географией и другими естественными науками ставились задачи помочь практикам минимизировать затраты при освоении новых территорий. Максимально использовать возможности природы, получить максимальную экономическую эффективность, предупредить о возможности появления опасных процессов. Необходимо было дать информацию о природных ресурсах, условиях, где будет работать техника. Несмотря на наличие для географии на этом этапе негативных моментов, были и положительные. Это прежде всего то, что в пределах естественных наук начали формироваться прикладные или инженерные направления (инженерная гидрография, мелиоративное почвоведение, прикладная метеорология, прикладная география и др.)
Второй этап – противодействие технике, начал формироваться в связи с появлением множества фактов отрицательных последствий воздействия технических средств на природу и возросшее общественное внимание к проблеме. Здесь на передний план выходят вопросы ограничения воздействия на природу и оценки таких параметров ПТК как емкость, устойчивость. Мера допустимости изъятия вещества и др. Повысился интерес к экспертизе, прогнозированию, мониторингу.
Третий этап – этап совместных действий, формируется на основании представлений о взаимодействующих природных и технических системах как едином целом (природно-технические системы). Понимание территориального объекта как системы, состоящей из двух частей – технической и природной, делает системный подход обязательным условием работы, а географы становятся непосредственными участниками проектов. При таком подходе в проекте решаются не только технические и технологические задачи, но и задачи создания среды, оптимальной для жизни человека. На этапе совместных действий определяются пути оптимизации условий жизни и деятельности человека при разных видах природопользования.
4 Состояние окружающей среды и здоровье человека
Здоровье человека в значительной степени зависит от состояния окружающей среды, в которой он проживает. Химический состав и качество пищи, воды, воздуха, определяют не только самочувствие, но характер заболеваний человека. Расширение воздействия общества на природу предопределяет резкое обострение проблемы загрязнения окружающей человека среды. При ее анализе мы должны различать две главные формы загрязнения.
Под первой из них – назовем ее количественной – следует понимать производственные и бытовые выбросы в природу тех веществ и химических соединений, которые хотя и встречаются в природе в естественном состоянии, но в гораздо меньших объемах. Возьмем, к примеру, загрязнение воздуха. Он и в естественном состоянии содержит множество мелких частиц в виде пыли и газообразных соединений. Однако согласно справочным данным в мире ежегодно сжигается 9-10 млрд. т условного топлива, в результате чего в атмосферу дополнительно попадает 20 млрд. т углекислого газа, что в 1,5 раза больше, чем в результате дыхания всего человечества. Кроме того, заводы, электростанции, средства транспорта выбрасывают десятки и сотни миллионов тон других загрязняющих природу веществ. Но, пожалуй, еще большую угрозу представляет вторая форма загрязнения – назовем ее качественной – связанная с поступление в природу совершенно новых веществ и соединений, создаваемых современной промышленностью. Техногенные продукты такого рода, распространяясь в атмосфере и гидросфере, приводят к серьезным нарушениям естественной экологической обстановки. Человек зачастую оказывается физиологически к ним неподготовленным. С этим связано возрастание числа онкологических заболеваний, эндокринных, аллергических и других заболеваний.
Среди факторов окружающей среды, воздействующих на здоровье человека, в первую очередь следует отметить загрязнение атмосферного воздуха, воды и продуктов питания.
Источники загрязнения атмосферы условно можно разделить на две большие группы - естественные и искусственные. Естественные, или природные, загрязнения не столь сильно влияют на качественные изменения воздуха, как искусственные или антропогенные загрязнители. К первым можно отнести извержения вулканов, лесные и степные пожары, насыщенные солями морские брызги и туманы, растительную пыльцу, пылевые бури, выделения животных, космическую пыль.
Искусственные загрязнители условно можно разделить на несколько групп:
1)физические (механические) загрязнители - различные выбросы промышленных предприятий, дым и сажа от сгорания нефти и угля, стирающаяся резина автопокрышек и др.;
2) химические загрязнители – пылеводяные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;
3) биологические загрязнители – бактерии, вирусы, некоторые виды растений и животных;
4) радиоактивные загрязнители – выбросы радионуклидов в результате аварий на атомных объектах, радиоактивное загрязнения от оружия массового поражения и отходов ядерного производства.
Основным источником механического и химического загрязнения атмосферы является промышленность и прежде всего тепловые электростанции и промышленные предприятия.
Например, ТЭС мощностью 700 МВт, работающая на угле, потребляющая в года около 1 млн. т угля с содержанием серы 1%, за час работы на полной мощности выбрасывает в воздух 500 т диоксида углерода, 0,15 т оксида углерода, 7 т диоксида серы. 1, 7 т оксида азота, 0,05 т углеводорода и 0,7 т пыли.
Большие проблемы в области сохранения чистоты воздуха возникли с развитием металлургии. В процессе переработки руды в качестве побочного продукта в воздух попадает содержащая металлические частицы пыль, которая вызывает стойкое ухудшение здоровья.
Например, в цветной металлургии наибольшую опасность представляет пыль, образующаяся на медеплавильных заводах (См. Таблицу).
Содержание веществ в пыли медеплавильных заводов
| Вещество | Количество (в %) |
| Медь | 15 |
| Оксиды железа | 49-69 |
| Сера | 9,7-12,5 |
| Кварц | 4-6,2 |
| Мышьяк, сурьма, висмут, цинк, свинец | 4 |
Из этих компонентов под воздействием влаги в воздухе могут образовываться чрезвычайно ядовитые летучие вещества.
Значительная часть сернистого газа (SO2) образуется в атмосфере за счет сгорания различных видов топлива, содержащего большое количество серы. В бурых углях содержание достигает 14% серы. У человека SO2 вызывает сначала спазмы стенок бронхов; затем возникает воспаление слизистой оболочки бронхов, развивается хронический бронхит и может содействовать возникновению ракового заболевания.
При сжигании твердого топлива на ТЭС образуются вредные для окружающей среды оксиды серы, а при использовании мазута – оксиды ванадия, свинца, никеля. Для уменьшения количества вредных веществ разработаны разомкнутые пылеулавливающие системы, что существенно сокращает количество вредных выбросов в атмосферу. Кроме того, ученые изобрели – электрофильтр, способный осаждать 98-99% пыли, содержащейся в дымовых выбросах. Такие аппараты все шире применяются в химической промышленности.
Проблема чистой воды заключается в том, что человеку для жизни необходима не любая, а пресная вода определенного качества. Не следует забывать, что из каждых 100 литров воды, которая есть на земле, 97 литров – соленые. Иначе говоря, общие запасы всех пресных вод суши – рек, озер, подземных и снежно-ледниковых ресурсов составляют менее 3% от общего количества воды на земле. Запасы вод в реках и озерах оцениваются в 95 тыс. км3, т.е. всего 0,26% от суммарных ресурсов пресных вод, или 0,007% от общих запасов воды на Земле.
Насколько велики потребности в воде промышленности и сельского хозяйства, можно судить по следующим цифрам. Для производства сахара из 1 т сахарной свеклы требуется 0,5-0,6 м3 воды, для дубления 1 т сырой кожи – 20-50 м3 и т.п.
В загрязнении подземных и поверхностных вод преобладают химические загрязнители. Загрязнение вод тяжелыми металлами, кислотами, щелочами, цианидами и другими минеральными и органическими веществами происходит под действием преимущественно промышленных и сельскохозяйственных стоков. Загрязнители этого вида воздействую непосредственно на те или иные компоненты живой природы.
Другие химические загрязнители действуют медленно и относительно скрытно. Это нефтяные углеводороды, продукты производства фенолов, галогенпроизводные инсектициды, гербициды, синтетические детергенты (применяющиеся в промышленности и в быту моющие средства). Например, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире около полумиллиона человек заболевают, а свыше 5 тыс. умирают от отравления пестицидами - препаратами, применяемыми для защиты растений от вредителей и болезней, для борьбы с сорняками.
Другой тип загрязнителей вод - биологические загрязнители. Сюда относятся органические вещества, способные к ферментации. Такое загрязнение может возникнуть в результате канализационного стока в реки, недостаточной очистки и сброса отходов целлюлозно-бумажных, текстильных и других предприятий.
Отдельную группу составляют механические загрязнители, опасность которых также до недавнего времени преуменьшали. Это твердые инертные вещества: глина, песок, шлак, отходы соледобывающей и угольной промышленности, сброс промышленных и сточных вод непосредственно в море или с речным стоком, смыв различных токсических веществ, используемых в сельском и лесном хозяйстве и при других видах хозяйственной деятельности, преднамеренное захоронение на дне морей и океанов различных токсических, в том числе и радиоактивных, отходов. Большую опасность представляет тепловое загрязнение, в основном сбросы подогретых вод тепловых или атомных электростанций. Это загрязнение в сочетании с другими типами загрязнителей представляет серьезную проблему для будущего.
Кроме рек и озер планеты, сильному загрязнению подвергаются моря и океаны. Пути их загрязнения могут быть самыми различными: утечка загрязняющих веществ в результате судовых операций, аварийных выбросов с судов и из подводных трубопроводов, утечка при разработке полезных ископаемых на морском дне, перенос загрязняющих веществ через атмосферу, естественная утечка нефти через трещины земной коры и т. д.
Однако наиболее опасным загрязнением окружающей среды следует признать радиоактивное заражение. В настоящее время ядерные электростанции действуют во многих странах мира. В каждом 1000-мегаваттном реакторе содержится столько же радиоактивного материала, сколько бы выпало после взрыва тысячи бомб, подобных той, что была сброшена на Хиросиму. Каждый реактор ежегодно производит тонны радиоактивных отходов, и некоторые из них остаются опасными в течение более чем 500 тыс. лет. До сих нор не найдено безопасных методов ликвидации и хранения таких веществ.
До 1986 г. (авария на Чернобыльской АЭС) радиоактивное загрязнение рассматривалось как загрязнение косвенное, затрагивающее в основном биологию человека. Чернобыльская авария заставила пересмотреть эту точку зрения и признать огромную опасность, исходящую от радиоактивных загрязнителей, не только для человека, но и для всей биосферы в целом.
Все вышеперечисленные виды загрязнения являются причинами самых различных заболеваний человека.
Таблица
Воздействие загрязнителей на здоровье человека
| Загрязнитель | Виды заболеваний |
| Мышьяк | Рак легких, различные кожные болезни, гематологические эффекты, включая анемию |
| Бериллий | Дерматиты, язвы, воспаления слизистых оболочек |
| Кадмий | Злокачественные новообразования, острые и хронические респираторные заболевания; почечная дисфункция |
| Ртуть | Воздействие на нервную систему. Включая краткосрочную потерю памяти, нарушение сенсорных функций и координации, почечная недостаточность |
| Свинец | Нарушение процессов кроветворения, повреждение печени и почек, нейрологические эффекты |
| Хром | Рак легких, злокачественные образования в желудочно-кишечном тракте. Дерматиты |
| Никель | Респираторные заболевания (астма, нарушение дыхательной системы), пороки рождения и уродства, рак носа и легких |
По данным ВОЗ, в мире примерно около 80 % случаев заболеваний и смертей связано с загрязнением воды и продуктами питания. На начало XXI в. в некоторых европейских странах такие болезни, как холера, брюшной тиф, гепатит вновь становятся реальной угрозой для здоровья населения. Вспышки этих заболеваний фиксировались в Албании, Великобритании, Италии, Румынии, Швеции, что было связано не только с микробами и вирусами, но и с загрязнением питьевой воды свинцом, мышьяком, нитратами, фтористыми соединениями (см. табл.).
К наиболее известным и распространенным в мире экологическим болезням следует отнести так называемые болезни «минамата», «итай—итай» и «чернобыльскую болезнь».
Болезнь «минамата» — заболевание человека, вызываемое соединениями ртути. Впервые эта болезнь была описана в 50-х гг. XX в. в Японии у рыбаков в бухте Минамата, воды которой были загрязнены промышленными стоками местного химического завода, содержащими ртуть. Так, рыба, выловленная в данном заливе, содержала до 50 мг/кг ртути. Болезнь проявляется в виде нервно-паралитического расстройства.
Болезнь «итай—итай» возникла в результате употребления в пищу риса, содержащего соединения кадмия. Болезнь известна с 50-х гг. XX в., когда сбросовые воды концерна «Мицуй» (Япония), содержащие кадмий, попали в оросительную систему рисовых полей. Это отравление вызывает у людей апатию, повреждение почек, размягчение костей.
«Чернобыльская болезнь» вызывается воздействием радионуклидов, особенно радиоактивного йода-131. Суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу в результате взрыва на Чернобыльской АЭС составил 77 кг. Для сравнения — при взрыве атомной бомбы над Хиросимой в 1945 г. было выброшено 740 г радионуклидов. Симптомами «чернобыльской болезни» являются головная боль, сухость во рту, увеличение лимфоузлов, онкологические опухоли гортани. Признаки «чернобыльской болезни» у людей также отмечаются вблизи полигонов по переработке радиоактивных отходов. Так, например, в районе ПО «Маяк» (Челябинская обл.) в последние годы почти в 2 раза возрос уровень онкологических заболеваний.
5 Географические основы охраны природы
Увеличение негативных последствий, вызываемых воздействием человека на природу, определило необходимость разработки нового направления во взаимодействии общества и природы, которое получило название природоохранная деятельность или охрана природы. Оно включает научные и практические мероприятия, направленные на сохранение природы в целом и отдельных природных комплексов и компонентов.
Природоохранных мероприятия и средств большое множество, однако, их можно группировать по разным признакам. Выделяют охрану почв, охрану вод, охрану воздуха, охрану растительности, охрану животных, охрану ландшафтов.
Актуальность мероприятий по охране почвы заключается, прежде всего, в том, что при средней скорости ее образования равной 1 мм/год, хозяйственное использование ведет к более интенсивному ее разрушению и ухудшению качества. Главными факторами разрушения и ухудшения почв являются: водная и ветровая эрозия, засоление, подкисление и обеднение питательными веществами, загрязнение и разрушение. Соответственно и почвоохранные мероприятия направлены на ликвидацию этих негативных явлений. Большое значение имеют мероприятия, направленные на восстановление разрушенных (нарушенных) почв, которые называются рекультивацией. Для оценки состояния почв, предупреждения и устранения негативных процессов ведется система наблюдений и контроля, которая называется мониторингом земель. Для увеличения площадей земельного фонда используются: орошение земель в засушливых зонах, осушение заболоченных земель, рекультивация. Мероприятия по улучшению поверхностного состояния земель называются культурнотехнической мелиорацией (уборка камней, выравнивание поверхности почв, удаление кустарников и мелколесья и др.)
Мероприятия по охране вод направлены на сохранение их объема и качественного состояния. О степени загрязнении вод и необходимости их охраны, свидетельствуют следующие данные. Величина годового стока рек (основной источник пресных вод) земного шара – 30-40 тыс. км3, годовой водозабор – 6-7 тыс. км3, из которых 50% теряется безвозвратно. Загрязняется более 9 тыс. км3 стока (25%), для разбавления вод которого требуется чистой воды в 10-15 раз больше. Поэтому считается, что основная проблема охраны вод связана не с физическим недостатком воды вообще, а с нехваткой чистой воды. Соответственно в комплексе мер по охране вод главное место занимает экономия чистой воды. С этой целью сокращаются нормы потребления воды на технологические процессы, внедряют оборотное водоснабжение, ведут борьбу с утечкой, сокращают водоемкость предприятий и т.д.
Большое значение имеет очистка сточных вод от загрязнения. Основными методами очистки являются механические, физико-химические и биологические. Механическая очистка вод состоит в удалении примесей путем отстаивания и фильтрации. Этим методом можно удалить нерастворимых примесей из сточных бытовых вод до 2/3, а из промышленных – до 9/10. Физико-химические методы включают: электролиз (разрушение органических веществ и извлечение металлов, кислот и др.), флотация (насыщение сточных вод кислородом, к пузырькам которого прилипают и всплывают на поверхность твердые вещества), адсорбция (применение активированного угля и других сорбентов), окисление (использование окислителей органического вещества: озона, хлора, перманганат калия и др.), биологическая очистка сточных вод включает биофильтры (слой крупнозернистого материала покрытого бактериологическим веществом) и др. В городских и промышленных очистных сооружениях применяют комплексные методы.
Загрязнение атмосферного воздуха – одно из основных последствий индустриализации. Загрязнение воздуха делятся на естественные (природные) и искусственные, связанные с деятельностью человека. Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения воздуха и снижение вредных примесей, можно объединить в три группы:
1. Улучшение технологических процессов.
2. Улучшение состава топлива, конструкции механизмов и очистных сооружений.
3. Оптимальная организация размещения источников выбросов и зеленых насаждений.
Охрана растительности и животного мира включает охрану отдельных их видов и целых экосистем. Сохранение видов растений имеет большое значение в связи с тем, что видовое разнообразие растений является основой устойчивого функционирования экосистем. С этой целью организуются особо охраняемые территории: заповедники, национальные парки, заказники.
Принципы создания заповедных территорий. Научный подход к выбору территорий, предназначенных для взятия под специальную охрану, должен опираться на ряд основных положений.
Выбранная территория может быть репрезентативная как в отношении определенных типологических, так и региональных признаков. Поэтому выбор или создание системы исходных контуров должны предшествовать работе по отбору типичных участков.
Следует стремиться, чтобы в системе охраняемых территорий было представлено все многообразие природы, т.е. отражены природные комплексы и экосистемы, отличающиеся друг от друга. Главный вопрос, нуждающийся в решении, – выявить уровень, при котором эти единицы территорий характеризуются определенной однородностью.
Сохранение типичных ландшафтов в их естественном состоянии и их природных компонентов обеспечивается системой заповедников, представляющих все существующие на данной территории природные разности определенного ранга. Вопрос, таким образом, заключается в выборе системы районирования (геотектоническое, климатическое, биогеографическое) и ранга регионов (страны, провинции, округа).
По сложившимся традициям, до сих пор выбор территорий для создания сети государственных заповедников в значительной мере (степени) осуществлялся эмпирически: старались заповедать наиболее сохранившиеся в естественном состоянии природные комплексы. Это имело свой смысл, однако такой подход не решает проблемы организации рационального природно-заповедного фонда в целом по той или иной обширной территории. Без решения фундаментальных вопросов, в первую очередь связанных с принципами и методами поиска территорий для заповедования, нельзя создать наиболее рациональную сеть природоохранных территорий и тем самым сохранить генофонд. Отсутствие общетеоретических разработок отрицательно влияет на развитие всего заповедного дела, приводит к неизбежным просчетам в формировании сети заповедных территорий.
Концепция построения сети заповедников по зональному отбору: в каждой физико-географической провинции должен быть один заповедник.
Учитывая огромное разнообразие форм и методов природоохранной деятельности, разработаны общие принципы, которых необходимо придерживаться. Принцип повсеместности заключается в проведении природоохранных мероприятий повсеместно, а не на отдельных территориях. Принцип охраны природы в процессе природопользования реализуется посредством включения вопросов охраны природы в программы и проекты природопользования. Принцип профилактичности основывается на предупреждении возможных нарушений. Принцип территориальной дифференциации природоохранных мероприятий предполагает, что меры по охране природы должны учитывать локальные и региональные особенности природы и хозяйства.
Экологические проблемы, как и сама природа не знают государственных границ, поэтому решение задач охраны природы носит как внутригосударственный, так и международный характер. На общегосударственном уровне решаются проблемы общего размещения и развития производств с учетом экологических требований. При этом создаются заповедники, национальные парки, заказники и другие охраняемые территории и объекты национального значения. Второй - внутригосударственный уровень, где вопросы охраны природы решаются путем сочетания производств, создания для них общих коммуникаций, систем очистки отходов, совмещения вспомогательных предприятий и т.д. На локальном внутригосударственным уровне вопросы охраны природы решаются путем экологически правильного размещения предприятий. При этом учитываются географические особенности территории (рельеф, роза ветров, гидрография и т.д.).
Один из наиболее эффективных методов изучения проблем, связанных с окружающей средой – картографический. Карты не только аккумулируют огромную научную информацию, но и служат средством активного исследования окружающей среды, познания ее законов, прогнозирование дальнейшего развития и, что особенно важно, инструментом для планирования ее хозяйственного освоения.
Специфика исследований окружающей среды и происходящих в ней изменений не позволяет теперь ограничиться использованием только существующих тематических и топографических карт. Требуются карты нового типа и нового содержания, специально предназначенные для изучения окружающей среды. Они составили уже особую и разнообразную группу по набору карт охраны окружающей среды, т.е. карт, показывающих охраняемые территории и систему научно-технических и административно-правовых мер, направленных на сохранение, рациональное контролируемое использование и возобновление природных ресурсов и окружающей среды. В содержание карт этой группы включают оценку современного состояния окружающей среды и ее компонентов: рельефа, вод, почвенно-растительного покрова и др.
На них показывают совокупность положительных и отрицательных последствий хозяйственной деятельности человека, дают прогноз развития природной среды в будущем под влиянием антропогенных (техногенных) воздействий. Требования, соблюдение которых обеспечивает условия сохранения видов растений, животных и особо ценных экосистем, следующие:
Какие же эти основные принципы?
- инвентаризация видов и экосистем;
- сохранение не только видов, но и его местообитания, для этого нужно хорошо знать ареал вида;
- определение режима, гарантирующего сохранение вида, на основе знаний его эколого-биологические особенности;
- включение в природоохранные мероприятия не только отдельных уникальных и редких видов, но и типичные экосистемы, которые называются «природными эталонами», где практически отсутствует влияние хозяйственной деятельности;
- охрана видов, их местообитаний и экосистем в целом требует создания широкой сети охраняемых территорий с разной степенью заповедности.
Сохранение природных эталонов важно по следующим причинам:
- во-первых, они могут быть использованы как объекты научных наблюдений, дающих ценную информацию о ходе природных процессов в естественных условиях. Изучение этих процессов важно для прогнозирования их будущего состояния.
- во-вторых, сохранение природных эталонов может быть фоновой основой для экологического мониторинга в целях получения информации, с которой будут сопоставляться данные, полученные в аналогичных экосистемах, находящихся в условиях антропогенного воздействия. Как известно, центральное место в организации экологического мониторинга отводится биосферным заповедникам. Но общее число таких заповедников невелико, и в них представлены далеко не все типы экосистем. Поэтому создание системы заказников дополняет систему биосферных заповедников и обеспечивает информацией, которая необходима для экологического мониторинга.
- в-третьих, выделение и сохранение природных эталонов имеет самое непосредственное отношение к охране генофонда видов растений или животных, поскольку в природных резерватах запрещено хозяйственное лесопользование и разрешаются только санитарные рубки, выполняемые с особой осторожностью.
Решение проблемы охраны видов, а также сохранение уникальных, редких и типичных экосистем требует экологического обоснования каждого конкретного предложения, а также четкой координации действий работ на всех уровнях.
Исчезновение любого вида растений, животных, микроорганизмов необратимо обедняет генофонд Земли. Доказано, что гибель 75% видов млекопитающих и 86% видов птиц, из числа исчезнувших, обусловлена антропогенными факторами. Если в прошлом полное исчезновение отдельных видов происходило из-за неумеренной охоты на них, то сейчас оно происходит чаще всего вследствие изменения среды обитания и нарушения структуры популяций.
Список использованных источников
1. Аношко В.С. Общая география: учебное пособие / Аношко В.С., Б.Н.Крайко, П.И.Рогач Мн., 2007.
2. Мешечко Е.Н. Общая география: учебное пособие / Е.Н. Мешечко. – Мн.: Нар. Асвета, 2004. – 319 с.
3. Любимов И.М. Общая политическая, экономическая и социальная география: Учебное пособие / Любимов И.М. - М.: Гелиос, 2001. - 336 с.
4. Саушкин Ю.Г. Географическая наука в прошлом, настоящем, будущем / Саушкин Ю.Г. - М.: «Просвещение», 1980 - 380 с.