К неблагоприятным факторам внешней среды относятся. Неблагоприятным условиям внешней среды. Экологические проблемы биосферы

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ

С.П.Маркин, А.Я.Чижов

Экологический факультет, Российский университет дружбы народов Подольское шоссе, 8/5, 113093 Москва, Россия

В статье рассматриваются вопросы изучения влияния неблагоприятных факторов внешней среды на здоровье населения. Показано, что региональную патологию, обусловленную вредными факторами среды обитания, можно выявить при динамическом наблюдении за показателями состояния здоровья населения во взаимосвязи с оценкой качества среды обитания, применяя систему комплексного медико-экологического мониторинга.

Здоровье населения является одним из важнейших интегральных показателей уровня социально-экономического развития страны и отражением потенциальных возможностей общества, что и определяет высокий приоритет его сохранения и укрепления в государственной политике. Сохранение и укрепление здоровья населения в современных условиях предполагает поиск эффективных методов и средств обеспечения его «качества жизни».

Для достижения результатов поставленной задачи необходимо руководствоваться стратегией, которая должна основываться на том, что здоровье создается и поддерживается людьми в рамках ситуаций их повседневной жизни. Так, в Декларации ООН от 1972 года одним из главных принципов определено «право человека на благоприятные условия жизни в окружающей среде, качество которой позволяет вести достойную и процветающую жизнь» (Алексеев С.В., 1996).

В последние годы в нашей стране отмечаются отрицательные тенденции в показателях здоровья населения:

Высокий уровень смертности;

Снижение продолжительности жизни;

Ухудшение демографической ситуации.

Причины негативного изменения показателей здоровья населения можно выявить лишь на основе внедрения современных технологий динамического наблюдения за факторами, формирующими его, и определения степени их «вклада». В настоящее время здоровье населения становится результатом влияния большого числа факторов, среди которых наибольшее значение приобретают;

Образ и условия жизни;

Внешняя (экологическая) среда;

Генетические и биологические факторы;

Недостатки здравоохранения (рис. 1).

Образ и условия жизни: Генетические и

Курение биологические факторы:

Употребление алкоголя - предрасположенность к

Несбалансированное питание наследственным болезням

Психоэмоциональный стресс - предрасположенность к

Вредные условия труда хроническим болезням

Гиподинамия

Низкая медицинская активность

Непрочность семейных связей,

одиночество

Внешняя (экологическая) среда: Недостатки здравоохранения:

Загрязнение воды, воздуха, почвы - неэффективность профилактических

вредными для здоровья химическими мер

веществами - низкое качество медицинской

Резкая смена атмосферных явлений помощи

Повышенные гелиокосмические, - несвоевременность медицинской

радиационные, магнитные и другие помощи и др.

излучения

Рис. 1. Факторы, формирующие здоровье населения

По данным статистики, степень негативного влияния указанных факторов на состояние здоровья населения различна (рис. 2).

60% г____________________________________________.__-.........- -- -

В образ и условия жизни Ш внешняя (экологическая) среда

Ш генетические и биологические факторы □ недостатки здравоохранения

Рис. 2. Распределение факторов риска по степени их негативного влияния на здоровье населения

Как видно на рис. 2, наиболее негативное влияние (52%) на здоровье населения оказывают неблагоприятные факторы образа и условий жизни. В

основе данных факторов лежит, прежде всего, комплекс социальных причин, обусловленных сложным экономическим положением страны и низким уровнем жизни широких масс населения.

Однако, несмотря на то, что факторы образа и условий жизни являются ведущими в развитии ряда заболеваний, пренебрежение экологическим фактором в ближайшее время может привести к необратимым изменениям в состоянии здоровья населения. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения, в среднем до 30% вклада в изменение здоровья человека вносит состояние окружающей среды. В регионах экологического неблагополучия это воздействие намного больше. Вследствие этого, здоровье населения, в первую очередь, следует рассматривать как главный индикатор взаимоотношений между человеком и окружающей средой (Вишаренко B.C., Толоконцев H.A., 1982).

В настоящее время выделяют четыре методологических подхода к изучению влияния факторов внешней среды на состояние здоровья населения:

Эпидемиологический;

Донозологический;

Системный;

Индивидуализированный.

Эпидемиологические исследования позволяют выявить экологически обусловленную («индикаторную») патологию в конкретном регионе на основе этиопатогенетического анализа взаимосвязи всех обнаруженных отклонений показателей здоровья населения с вредными факторами среды его обитания (на популяционном уровне) (Гаркави Л.Х. и др., 1990).

Так, большинство ксенобиотиков поступают в организм через органы дыхания, за которыми нет своего химического заслона. От загрязнения атмосферы страдает во много раз больше людей, чем от загрязнения воды или почвы. Если принять общее число пострадавших от загрязнения среды жизнедеятельности за 100%, то, например, в Японии в 80-х годах от воздействия поллютантов заболели 95,6%, а от загрязнения воды водоемов - 4,4%, из них погибли 2,9 и 0,5% соответственно.

Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют, что зависимость «доза-эффект» при воздействии атмосферных загрязнений может носить линейный и нелинейный характер. Весьма часто она выражается экспонентой, когда с каждым последующим удвоением концентраций неблагоприятный эффект возрастает на определенную величину. Так, анализ данных эпидемиологических исследований показал, что с каждым удвоением загрязнения атмосферного воздуха при прочих равных условиях его неспецифическое влияние проявляется приростом общей заболеваемости на 20%, заболеваемости органов сердечно-сосудистой системы на 12%. Во всех этих случаях в качестве единиц измерения загрязнения использовались ПДК веществ в атмосферном воздухе. Таким образом, используя концепцию нормирования, можно осуществлять оценку риска неблагоприятного воздействия загрязнения среды на здоровье населения (Гичев Ю.П., 1999).

К настоящему времени в России разработаны ПДК 589 веществ, загрязняющих атмосферный воздух, что существенно облегчает решение практических задач, вплоть до определения наиболее «приоритетных» компонентов загрязнения атмосферы в конкретных условиях. Однако, комитет экспертов ВОЗ (1972) в числе наиболее распространенных загрязнителей, обнаруживаемых в атмосфере практически каждого города, назвал взвешенные вещества (пыль разного состава), диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, углеводороды и оксиданты,

которые даже в незначительных концентрациях способны оказывать неблагоприятное влияние на здоровье человека (Берлянд М.Е., 1983).

Известно, что основным источником загрязнения воздуха служит автотранспорт, выбрасывающий 80,8% оксида углерода и 89% диоксида азота, поступающих в атмосферу за счет всех источников.

Некоторые исследователи считают патологию сердечно-сосудистой системы ведущей во всей картине отравления диоксидом азота и оксидом углерода. Так, по данным литературы, в 25,3% случаев среди мужчин и в 22,1% - среди женщин, работающих на автотранспорте, обнаруживаются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы.

Путем гистохимических исследований удалось доказать, что даже небольшие концентрации оксида углерода во вдыхаемом воздухе способны изменять звенья нормально протекающих обменных процессов в организме. Это касается, в первую очередь, основных видов обмена веществ - белкового, жирового и углеводного. Наиболее ранние изменения при интоксикации оксидом углерода обнаруживаются в содержании жировых веществ в мозговой ткани, что играет доминирующую роль в патогенезе атеросклероза. Так, по данным ряда исследователей, гиперлипидемия обнаруживается на самых ранних стадиях отравления при действии незначительных концентраций оксида углерода. Диоксид азота, в свою очередь, отрицательно влияет на реологические свойства крови. Под его воздействием повышается вязкость крови, усиливается ее свертываемость. Кроме того, по данным некоторых исследователей, диоксид азота способствует изменению биопотенциалов головного мозга, что приводит к напряжению физиологических систем адаптации, снижению неспецифической резистентности организма, а при длительном его воздействии

Появлению патологических изменений в наиболее уязвимой системе органов (или, как принято называть, наиболее слабом морфофункциональном звене организма), в частности, головном мозге.

Однако, несмотря на многочисленные исследования, количественная характеристика комбинированного влияния загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота и оксидом углерода на здоровье населения до сих пор отсутствует. Это объясняется сложной в методическом отношении задачей, трудоемкостью сбора и обработки материала. Тем не менее, именно количественные характеристики влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения позволяют не только оценить существующее положение, но и совершенствовать методологию гигиенического нормирования факторов окружающей среды, прогнозировать возможные изменения в состоянии здоровья людей в зависимости от изменений санитарной ситуации на перспективу (Голубев И.Р., 2001).

Степень загрязнения атмосферного воздуха имеет свои особенности в зависимости от профиля промышленных предприятий, рельефа местности, характера городской систематизации и метеорологических условий. Особое внимание в нашей стране уделено изучению влияния метеорологических факторов на заболевания сердечно-сосудистой системы. Это связано с тем, что более 50 % больных с данной патологией реагируют на изменения погоды, чего нет ни при каких других заболеваниях. Так, например, установлена достоверная связь между частотой мозговых инсультов и такими составляющими метеосреды, как скорость ветра, относительная влажность воздуха и атмосферное давление. Между скоростью ветра и частотой ОНМК существует прямая линейная корреляционная связь. С увеличением скорости ветра на 1 м/с частота инсультов увеличивается примерно на 4 %. Между частотой ОНМК и относительной влажностью воздуха наблюдается обратная линейная

связь. С уменьшением относительной влажности воздуха на 1 % частота инсультов увеличивается на 0,67 %. Между атмосферным давлением и частотой ОНМК отмечается обратная корреляционная связь. Снижение атмосферного давления на 100 Па сопровождается увеличением частоты инсультов на 1 %.

Под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды развивается напряжение функционального состояния организма, которое, являясь одной из характеристик здоровья, сигнализирует о донозологических изменениях (состояния на грани нормы и патологии). Эти состояния являются доклинической манифестацией того или иного заболевания (доклинический, бессимптомный период болезни) (Губарева Л.Н., 2001).

На основе комплекса клинико-физиологических реакций организма различают четыре варианта донозологических диагнозов:

Удовлетворительная адаптация организма к условиям среды;

Напряжение механизмов адаптации;

Недостаточная (неудовлетворительная) адаптация;

Срыв адаптации.

Исходя из учения П.А. Анохина (1962), можно сделать вывод, что основной принцип адаптации в неравенстве механизмов защиты (М3) и механизмов отклонения (МО), а первые всегда больше вторых (МЗ>МО). Срыв адаптации наступает тогда, когда механизмы отклонения «берут верх» над механизмами защиты (МО>МЗ). Известно, что иммунная система, являясь одной из важнейших гомеостатических систем организма, во многом определяет степень здоровья человека и его адаптивные возможности. В реакциях адаптации, обеспечивающих гомеостаз, участвуют и различные звенья сердечно-сосудистой системы (Алексеева Т.Н., 1986).

В России, по данным статистики, более 50 млн. человек испытывают воздействие вредных веществ в концентрациях, превышающих ПДК в 10 раз, 60 млн. - в 6 раз. В результате такого массового воздействия вредных веществ на организм человека у 59-80 % населения страны отмечено напряжение механизмов адаптации и различные формы дезадаптации (Дылдин В.В., 1999).

Определение изменений в состоянии здоровья населения под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды возможно лишь на основе разработки концептуальной модели и применения соответствующих методических приемов с использованием методологии системного анализа и построения адекватных математических моделей.

Применение системного анализа тех или иных явлений с целью выяснения взаимодействия различных подсистем может дать значительно больше информации, чем одни аналитические методы изучения частных процессов. Изучение таких сложных многозвеньевых систем, например, как системы кровообращения, требует исследования не только отдельных элементов, но и их взаимоотношений, т.е. морфологической и функциональной организации систем в целом. Системный подход должен состоять в определении роли элементов системы, их взаимоотношения и взаимного влияния друг на друга, в оценке конечного результата и его влияния на последующий цикл.

В то же время необходимо учитывать, что организм отвечает на воздействие сложным адаптационным процессом, который в свою очередь зависит не только от интенсивности и времени действия вредного фактора, но и от его состояния (принцип обратной связи). Однако следует отметить, что в силу универсальности механизма реакций людей на различные воздействия наибольшие трудности возникают при попытке выяснить причины такой экологической патологии у отдельно взятого индивидуума. При этом важно вы-

саторными), саногенетическими, а в какой патологическими, свидетельствующими о срыве механизмов компенсации. Вследствие этого особое значение имеет разработка индивидуализированного подхода на основе учета закономерностей реакций, реактивности и адаптивности каждого организма (Израэль Ю.А., 1984).

Таким образом, решение важнейшей государственной задачи сохранения и укрепления здоровья населения России в условиях изменения всей системы жизнедеятельности населения страны требует разработки конкретных науч-но-обоснованных мер, обеспечения их реализации в достаточно широких масштабах.

В связи с актуальностью проблемы в 1999 году принят Закон Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», предусматривающий систематическое изучение здоровья населения страны и его оценку вместе со средой обитания.

В большинстве развитых стран мира при изучении связи здоровья населения со средой обитания, прежде всего, ориентируются на специфические национальные проблемы конкретного региона. Региональную патологию, обусловленную вредными факторами среды обитания (природного или антропогенного происхождения), можно выявить лишь при динамическом наблюдении за показателями состояния здоровья населения региона во взаимосвязи с оценкой качества среды обитания, применяя систему комплексного медико-экологического мониторинга (МЭМ) (Бородин В.И. и др., 2001).

В основу мониторинга положены данные лабораторного контроля за состоянием окружающей среды и формы государственной статистической отчетности, отражающие показатели состояния здоровья населения.

Наиболее обобщенно особенности состояния здоровья населения характеризуют медико-демографические процессы, а комплекс медико-демографических показателей может быть использован в качестве критериев - измерителей достижения основной цели здравоохранения - повышения уровня здоровья населения (Маркин С.П., 2000).

МЭМ предусматривает:

Непрерывное слежение за показателями, характеризующими здоровье населения и среду его обитания;

Оценку и прогноз их изменений;

Выявление причин возникновения неблагоприятных эффектов, требующих принятия неотложных решений по оптимизации эколого-гигиенических и социальных условий;

Проведение профилактических мероприятий.

Структурная схема МЭМ включает три информационно-аналитические подсистемы (рис. 3).

1-я подсистема «Здоровье» - состоит из четырех блоков:

Медико-демографические показатели;

Заболеваемость;

Смертность;

Инвалидность.

2-я информационно-аналитическая подсистема «Окружающая среда» состоит из трех (возможно больше) блоков:

Водоснабжение;

Загрязнение почвы;

Загрязнение воздуха и др.

3-я подсистема «Причинно-следственные связи» состоит из двух блоков: автоматизированного блока выявления связей и блока прогнозирования и коррекции критических отклонений от контрольного уровня состояния здоровья и окружающей среды.

Первые две подсистемы предусматривают экспертное исследование показателей изменения здоровья населения и каждого гигиенически значимого параметра среды обитания человека. При этом учитываются соответствующие нормативы, стандарты, проводится ранговая оценка степени опасности вредных факторов и изменения здоровья людей. Опасность доз (концентраций) вредных химических веществ оценивается с учетом класса опасности вещества. В настоящее время есть основания утверждать, что характер комбинированного действия атмосферных загрязнений в реальных условиях проявляется по типу частичной суммации.

Рис. 3 Структурная схема медико-экологического мониторинга

Третья подсистема включает, прежде всего, этиопатогенетический анализ причинно-следственных связей изменений здоровья населения с конкретными вредными экологически обусловленными причинными факторами. Установление такого рода связей и общее заключение о причинно-следственных отношениях дают основание выявить «индикаторную» патологию и ведущий фактор риска в конкретном регионе. При этом могут быть использованы параметрические и непараметрические программно-математические методы оценки полученного фактического материала: географические информационные системы, методы установления корреляционных связей и т.д. Надежный ответ на вопрос о ведущем вредном (причинном) факторе «индикаторной» патологии может быть получен при использовании метода наблюдения за популяцией (или группой) после устранения вредного причинного фактора (Войтенко А.В., Попова О.Б., 1992).

Система оценок напряженности медико-экологической ситуации с учетом степени техногенной нагрузки вредных факторов на среду обитания и изменений здоровья населения позволяет объективно классифицировать ситуацию по пяти категориям (рангам):

Удовлетворительная;

Относительно напряженная;

Существенно напряженная;

Критическая, или чрезвычайная, экологическая ситуация;

Катастрофическая, или ситуация экологического бедствия.

Таким образом, применение медико-экологического мониторинга открывает путь к детальной разработке вопроса о роли главных причинных факторов в создавшейся медико-экологической ситуации, установлению их источников, возможности дифференцировки факторов риска по их значению в формировании медико-экологического неблагополучия и определенного уровня напряженности ситуации (Маркин С.П., 2001). В результате становится возможным разрабатывать адресную медицинскую помощь и рекомендации по оздоровлению окружающей среды для каждого отдельно экологически неблагоприятного региона.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеев С.В. Экология человека: проблемы и перспективы образования и воспи-тания в медицинских вузах России //Здоровье человека и действие факторов внешней среды. Сб. матер, науч. практ. конф. Липецк, 1996. С. 14-18.

Алексеева Т.И. Адаптивные процессы в популяциях человека. М., 1986. 176 с. Берлянд М.Е. Состояние и пути совершенствования нормирования, контроля и прогноза загрязнения атмосферы. М., 1983. 122 с.

Бородин В.И., Бочоришвили М.Л., Гриднева С.Б. Медико-экологический мониторинг и оценка комфортности проживания населения региона //Вестник новых медицинских технологий №1, 2001, С. 86-87.

Вишаренко B.C., Толоконцев НА. Экологические проблемы городов и здоровье человека Л., 1982. 32 с.

Войтенко AB., Попова О.Б. Информационное обеспечение процесса управления медицинской ситуацией в регионе на основе медико-экологического мониторинга //Высокие технологии в технике, медицине и образовании. Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 1992. Ч. 2. С. 74-78.

Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма. Ростов-н/Д, 1990. 156 с.

Гичев Ю.П. Основные проблемы экологической медицины в промышленных регионах Сибири //Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний. Тез. докл. Всерос. конф. Москва, 1999. С. 97.

Голубев И.Р. О мониторинге «здоровье-окружающая среда» //Гигиена и санитария №4, 2001. С. 66-68.

Губарева Л.Н. Экологический стресс. Ставрополь, 2001. 448 с.

Дылдин В.В. Гигиеническая оценка аэротехногенного химического загрязнения и его влияния на здоровье населения. Автореф. дис. канд. мед. наук. Оренбург, 1999.-29 с. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л., 1984. 124 с. Маркин С.П. Влияние факторов внешней среды на заболеваемость мозговым инсультом населения Воронежского региона // Вестник Российского университета Дружбы народов. Серия экология и безопасность жизнедеятельности №5, - 2001. -С. 122-128.

Маркин С.П. Оценка состояния здоровья населения Воронежской области по данным медико-экологического мониторинга // Экология Центрально-черноземной области РФ - №2, - Липецк, 2000. - С. 53-56.

ESTIMATION THE INFLUENCE FACTORS EXTERNAL ENVIRONMENT ON HEALTH OF THE POPULATION

S.P. Markin, A.Ya. Chizhov

Ecological Faculty, Peoples ’ Friendship Russian University,

Podolskoye shosse, 8/5, 113093, Moscow, Russia

The article represents estimations of the influence of adverse environmental factors on health of the population. Regional pathology due to deteriorate factors of the biotope (of the natural or man-made origin) can be revealed applying a system of complex medical-ecological monitoring.

/. Повышенная и пониженная температура воз­духа и ограждений.

Производственные помещения делят на: холод­ные, имеющие нормальную температуру и горячие цехи. К цехам с незначительным тепловыделениям от­носят такие, в которых тепловыделения от оборудо­вания, материалов, людей и ингаляции не превыша­ют 20 ккал на 1 м 3 помещения в час.

Если тепловыделение превышает указанную вели­чину, то цехи относят к горячим.

Особенно большие тепловыделения встречаются в металлургии (доменные, мартеновские и прокатные цехи), машиностроении (литейные, кузнечные, терми­ческие цехи), текстильной промышленности (красиль­ные и сушильные цехи), швейной промышленности (утюжные), на хлебозаводах, стекольном производ­стве и т.д. Для горячих цехов особо важное значение имеет отдача тепла излучением. Температура нагре­тых, раскаленных и расплавленных тел, с которыми приходится встречаться в горячих цехах, достигает сотен и даже тысяч градусов (температура плавления стали 1800°). Тепло, получаемое от перечисленных источников за счет инфракрасной реакции, может быть столь значительным, что температура воздуха рабочих помещений может достигать 30-40° и даже более.

В ряде производств работа проводится при пониженной температуре воздуха.

На пивоваренных заводах в подвальных отделе­ниях при температуре +4-7°, в холодильниках - от О до -20°.

Многие работы производятся в неотапливаемых помещениях (склады, элеваторы) или на открытом воздухе (строители, лесозаготовки, сплав леса, карье­ры, открытые разработки угля и руды и т.д.).

2. Повышенная или пониженная влажность.

Встречается в прачечных, красильных цехах текс­тильных фабрик, на химических предприятиях и т.д. Особенно неблагоприятные условия создаются, если испаряющиеся жидкости нагреваются и кипят.

В этих случаях абсолютная влажность воздуха помещения может достигать максимальной влажнос­ти при t° поверхности кожи, т.е. физиологический дефицит насыщения будет равен нулю и испарение пота станет невозможным. Однако это ни в коей сте­пени не задерживает процесса выделения пота (не эффективного) и вызываемого им обезвоживания организма. Так, в воздухе, насыщенном влагой, при t=35° выделение пота может достигать 3,5 л/час.

3. Повышенное или пониженное атмосферное давление.

Связано с работой водолазов, кессонными рабо­тами, работой в авиации и горными работами.

4. Чрезмерные шум и вибрация.

Шум является одним из наиболее распространен­ных факторов внешней среды. Некоторые техноло­гические процессы (например, испытание автомото­ров, работа на ткацких станках, клепка, вырубка и обрубка литья, очистка литья в барабанах, штампов­ка и т.д.) сопровождаются резким шумом, оказываю­щим неблагоприятное действие не только на орган слуха, но и на нервную систему рабочего. Сотрясе­ние (или вибрация) представляет колебания упругих тел с частотой меньше 16 Гц/с (инфразвуки) и свыше 20 тыс. Гц/с (ультразвуки).

Как вибрация ощущаются и колебательные дви­жения с частотами более 16 Гц. В этом случае коле­бания воспринимаются и как звук низкой частоты, и как вибрация. Воздействие вибрации наблюдается в основном вследствие широкого применения пневма­тического инструмента: отбойных молотков и перфо-раторов, пневматических зубил, виброуплотнителей и т.д.

5. Запыленность воздуха - промышленная пыль: "-

В условиях производства выделение пыли в подав­ляющем большинстве случаев связано с процессами механического измельчения: бурения, дробления, помола, истирания. Пыль может быть:

а) органической: растительно-древесной (хлопко­вой, льняной, мучной и т.п.), а также животной (шерс­тяной, волосяной, костяной и т.п.);

б)неорганической: металлическая пыль (медная, железная и т.п.), а также минеральная (наждачная, песчаная, кварцевая, асбестовая, цементная, извест­ковая и т.п.).

Часто встречается смешанная пыль (например, минеральная и угольная при добывании каменного угля и т.п.).

Наиболее распространенным профессиональным заболеванием, развивающемся при длительном вды­хании различной пыли, является пневмокониоз, ко­торый характеризуется разрастанием соединительной ткани в дыхательных путях, но главным образом - в легких. Наиболее опасен силикоз.

6. Промышленные яды.

Химические методы все больше внедряются в раз­личные отрасли промышленности - металлургичес­кую, машиностроительную, горнорудную и т.д. Бур­но развивается химическая промышленность. Все более широко применяются инсектофунгациды в сельском хозяйстве.

Количество профессиональных отравлений, осо­бенно острых, на территории нашей страны с каждым годом снижается. Совершенно исчезли случаи массо­вых отравлений окисью углерода и бензина, наблю­давшиеся в 1924-1925 гг. В виде исключения наблю­даются случаи отравления анилином, фосфатом, оки­сью цинка (литейная лихорадка), метиловым спиртом, взрывными газами. Однако хронические профессио­нальные отравления отдельными веществами (свинец, ртуть, марганец, бензин, тетроэтилсвинец и т.д.) еще не изжиты и борьба с ними остается одной из важ­нейших задач гигиены труда.

7. Бактериальное загрязнение среды.

Вызывает профессиональные инфекции, распро­страняющиеся среди работающих в контакте с тем или иным инфекционным началом. В одних случаях бо­лезнь возникает в результате контакта людей с боль­ными животными (зоотехники, ветеринары и т.д.), в других - с инфекционным материалом: кожей, шерс­тью животных, тряпьем, бактериальными культурами (рабочие кожевенных заводов, рабочие утильзаводов, работники микробиологических лабораторий и др.), в третьих - с больными людьми (медицинский пер­сонал, ухаживающий за инфекционными больными).

8. Радиоактивное заражение внешней среды. помещений, инструмента, материалов.

Этому вопросу будут посвящены самостоятельные лекции.

Загрязнение окружающей среды во многом связанное с микроэлементами из групп тяжелых металлов, может иметь негативные последствия для детей. В непосредственной близости от промышленных предприятий образуются зоны с повышенным содержанием свинца, мышьяка, ртути, кадмия, никеля и других микроэлементов.

В России наиболее распространенным токсикантом из групп тяжелых металлов стал свинец, высокая концентрация которого в природной среде обусловлена промышленными выбросами и увеличение количества автомобилей, работающих на низкокачественном бензине. Выхлопные газы автотранспорта служат одним из основных источников загрязнения окружающей среды свинцом. Поэтому проживание вблизи автомагистралей считается фактором, предрасполагающим к накоплению свинца в организ-ме.

Предполагается, что поступление свинца в организм детей даже в незначительном количестве может вызвать когнитивные и поведенческие нарушения. При этом наибольшую восприимчивость к его токсическому действию имеют дети в возрасте 1-2 лет. Исследования показали, что увеличение уровня свинца в крови до 5-10 мг вызывает у детей проблемы со стороны нервно-психического развития и поведения, нарушения внимания, двигательной расторможенности, а также тенденции к снижению коэффициента интеллекта.

Негативные внешнесредовые воздействия способны усугубить нарушения функций иммунной системы, что увеличивает предрасположенность организма, центральной нервной системы к различным инфекциям. Инфекционные агенты, действующие во время беременности на мать, могут поражать развивающийся мозг плода, не оказывая при этом какого-либо действия на зрелую центральную нервную систему матери. А дети рождаются со склонностями к инфекционным заболеваниям дыхательных путей и среднего уха, аллергическими реакциям, дерматиту.

Роль пищевых факторов.

Фактором риска для формирования синдрома дефицита внимания с гиперактивностью является воздействие пищевых токсинов и аллергенов. Существует мнение, согласно которому гиперактивность обусловливается церебральным раздражением, вызванным искусственными красителями и естественными пищевыми салицилатами. Удаление этих веществ из продуктов питания приводит к значительному улучшению поведения и исчезновению трудностей обучения у большинства гиперактивных детей.

Прием большого количества углеводистой пищи, сладкого (после углеводов) вызывает сонливость, невнимательность.

То есть, это говорит о важном значении сбалансированности питания детей дошкольного возраста (особенно в утренние часы), которое должно включать необходимое количество белков.

Внимание является одной из важнейших функций, обеспечивающих успешность процесса школьного обучения. Дети с нарушением внимания выключаются из работы на уроках, не в состоянии сосредоточиться на обдумывании и выполнении заданий, что закономерно приводит к слабой успеваемости. Особенности поведения школьников с синдромом дефицита внимания и гиперактивностью сближает их с детьми более младшего возраста. Их поведение часто характеризуется как инфантильное.

Ванны при повышенной нервной возбудимости, бессоннице

1) Траву багульника болотного, траву пустырника (по 100 гр) залить 2 л кипятка, настоять 2 часа, процедить и вылить в ванну с водой t 36-38˚C. Процедуры принимать через день по 15-20 мин. Курс 10 ванн.

2) Траву донника лекарственного, траву чабреца (по 100 гр) залить 2 л кипятка.

Способ приготовления и применения как в рецепте №1.

3) Корень валерианы (200 гр) залить 5 л кипятка, настоять 3-4 часа, процедить, вылить в ванну с водой t 36-38˚C. Процедуры принимать через день по 15-20 мин. Курс 10 ванн.

4) Лист мяты перечной, шишки хмеля, траву полыни обыкновенной (по 100 гр) залить 5 л кипятка. Настоять 3-4 часа, процедить и вылить в ванну с водой t 36-38˚C. Ванну принимать по 15-20 мин. через день. Курс 10 ванн.

5) Цветки ромашки аптечной, траву синюхи голубой, плоды укропа огородного (по 100 гр) залить 5 л кипятка. Способ приготовления и применения как в рецепте №4.

6) Сухое сено (1-1,5 кг) залить 7-8 л кипятка, кипятить 1 час, процедить, вылить в ванну с водой t 34-36˚C. Процедуры принимать ежедневно или через день по 10-15 мин. Курс лечения 10-15 ванн. Если у ребенка аллергия на травы эту ванну лучше не проводить.

Медикаментозная коррекция

При СДВГ применение матаболических стимуляторов (пирацетам, пантогам, пиридитол и др.) составляют основу медикаментозного лечения. Будучи различными по химической структуре, точкам приложения и механизму действия препараты обладают общей способностью влиять на процессы тканевого метаболизма, в том числе повышать эффективность церебрального энергетического метаболизма (метаболическое действие). Учитывая, что данная форма гиперкинетических расстройств чаще других сочетается с задержкой психического развития, нейротрофическое действие ноотропов способствует ускорению психического развития детей не только за счет улучшения интеллектуальных предпосылок (внимание, память, работоспособность), но и стимуляции собственно аналитико-синтетической психомоторной деятельности.

В отечественной психиатрии прошлых лет широко использовался сиднокарб. Препарат оказался эффективным при некоторых формах гиперкинетических расстройств, преимущественно при легких вариантах без выраженных эмоционально-волевых нарушений. По данным В.А. Карасова, у детей с СДВГ отчетливый терапевтический эффект наблюдается в 50%, а ухудшение состояния, сопровождавшееся усилением двигательной расторможенности, импульсивности, нарушением сна в 25% наблюдений. При лечении детей с гиперкинетическим расстройством поведения, заметного улучшения не отмечалось. В большинстве случаев наблюдалось усиление аффективной возбудимости, конфликтности, агрессивности, что требовало отмены препарата и перехода на лечение нейролептиками.

Результаты биохимических исследований в значительной степени совпадают с клиническими наблюдениями. По данным М.Г. Узбекова, эффективность лечения сиднокарбом зависит от различного уровня и характера метаболизма моноаминов при отдельных формах гиперкинетических расстройств. Исчезновение сиднокарба с фармацевтического рынка сделало более узким выбор терапевтических препаратов, использующихся для лечения СДВГ. В настоящее время появляются данные о положительном эффекте от применения синтетического аналога адренокортикотропного гормона, выпускаемого под названием семакс. Препарат принимается интраназально, по 1-2 капли в каждый носовой ход, до 2-х раз в сутки (утром и днем). И хотя семакс полностью лишен гормональной активности, лечение все же рекомендуется проводить курсами от 5 до 14 дней. Данные о возможности более длительной терапии, а также частоте, с которой курсы можно повторять, отсутствуют.

Медикаментозная терапия требует совместных усилий невролога, психолога и психиатра. Использование транквилизаторов, таких как атаракс, элениум, лоразепам – серьезный метод коррекции, воспринимаемый родителями без энтузиазма.

Существует ряд мягких лекарственных средств для детей:

Валериана (лекарственная)

Препараты на ее основе уменьшают возбудимость ЦНС, вследствие чего их принято использовать в качестве седативных средств при нервном возбуждении нарушениях сна. Они снижают рефлекторную возбудимость в центральных отделах нервной системы. При лечении детей раннего возраста чаще используют настой корня валерианы.

Пустырник.

В педиатрии используется настой, настойка и реже экстракт пустырника. Седативный эффект настойки пустырника в 2-3 раза сильнее настойки валерианы. Поэтому препараты пустырника используют при повышенной возбудимости, неврастении и неврозах не только у детей, подростков, но и у взрослых.

Ромашка аптечная.

Применяется в виде отвара, настоя или чая, является мягким седативным средство, эффективным при нарушениях сна. Помимо приема внутрь, отвары ромашки можно использовать для ванн. Курсовое лечение ваннами 10-12 раз, оказывает положительный эффект у детей с СДВГ.

Ново-пассит и Персен.

В основе обоих препаратов лежит комбинация лечебных трав. В состав ново-пассита входят: экстракты боярышника, хмеля, валерианы, зверобоя, мелиссы, черной бузины и др.

Персен состоит из экстрактов валерианы, перечной и лимонной мяты.

Ново-пассит выпускается в виде раствора и таблеток. Персен в виде таблеток.

Действие составляющих компонентов этих препаратов следующее: мята перечная обладает успокаивающими и спазмолитическими свойствами, оказывает рефлекторное действие. Сходным эффектом обладает мелисса.

Боярышник.

Используют в терапии сердечно-сосудистых заболеваний. Также боярышник улучшает снабжение кислородом нейронов головного мозга. Седативная эффективность препаратов доказана. Вследствие этого, а также низкой токсичности, боярышник широко используют в качестве успокоительного средства.

Хмель обыкновенный.

Нейротропное действие препаратов из шишек хмеля связывают с наличием в них лупулина, оказывающего действие на ЦНС. Масло хмеля входит в состав валокордина, который в педиатрии принимают по 3-15 капель 3 раза в день до еды с небольшим количеством воды, в зависимости от возраста и симптомов.

Зверобой продырявленный.

Трава зверобоя обладает многосторонними фармацевтическими свойствами, среди которых особого внимания заслуживает спазмолитический эффект, а также капиляроукрепляющее действие.

Среди гомеопатических средств, интересен Нервохель – сублингвальные таблетки (под язык), принимаемые по 1-3 раза в день. Противопоказаний к нему нет, а побочные эффекты не выявлены.

Ноотропы

1. Пирацетам и его аналоги: апагон, брейнтон, диепирам, луцетам, ноотропил, нормабрейн, айкамид, ороцетам, пирабене, пирамем, фезам, церебропан, церебраль, эументал. Доза 30-50 мг/кг в сутки, курс 1-6 месяцев.

2. Пантогам. Доза 0,75 мг/кг в сутки, курс 1-6 месяцев.

3. γ-аминомасляная кислота. Доза 0,5-3 грамма в день, курс от 2-3 недель до 2-6 месяцев.

4. Пиритинол. Доза 20-30 мг в день, курс 1-2 месяца.

5. Глицин. Доза 0,1-2 гр. в день, курс 7-30 дней.

К группе ноотропов также относятся экстракты Гинкго билоба, церебролизин, глютаминовая кислота, пикамилон, глиатилин.

Аминокислоты:

Глютаминовая кислота, метионин, глицин, карнитина хлорид, α-триптофан, пирацетам.

Нейропептиды и гормональные препараты:

Семакс, церебролизин, α-тироксин.

Из-за комплексного действия некоторые препараты повторяются в разных группах.

Группа – сосудистые лекарственные средства, улучшающие гемоликвородинамику, микроциркуляцию, с антигипоксическим действием, инстенон, пикамилон и др.

Витамины, минералы, биостимуляторы, алоэ, пантогам, калия оротат, АТФ, и другие.

Приспособляемостью микроорганизмов к неблагоприятным факторам внешней среды является изменчивость - приобретение микроорганизмами признаков, позволяющих им выжить и отли­чающих их от предыдущих поколений.

По диапазону изменчивость микроорганизмов подразделяется:

Внутривидовая;

Видообразующая.

Внутривидовая изменчивость микроорганизмов встречается наиболее часто. При этом, основные видовые признаки бактерий сохраняются (например, приобретение бактериями устойчивости к антибиотикам).

Видообразующая изменчивость микроорганизмов встречается

чрезвычайно редко, при этом происходят глубокие изменения на­следственной структуры (генотипа) микроорганизмов (например, изменение обмена веществ).

Формы проявления изменчивости :

1. Фенотипическая изменчивость или модификация микроорга­низмов (ненаследственная, без изменения генотипа) возникает как ответ клетки на неблагоприятные условия ее существования. Эта адаптивная реакция на внешние раздражители не сопровождается изменением генотипа и поэтому не передается по наследству. Мо­гут измениться морфология (округление, удлинение клетки), куль­туральные свойства (стафилококки не образуют пигмент при не­достатке кислорода), биохимические или ферментативные свой­ства (выработка адаптивных ферментов у эшерихий - фермент лактаза на среде с лактозой). При фенотипической изменчивости кАк правило, через определенное время происходит возврат к ис­ходному состоянию («новый фенотип» утрачивается).

2. Генотипическая изменчивость (наследуемая) - возникает в результате мутаций и генетических рекомбинаций. При этом смена фенотипа связана с изменением генотипа и передается по на­следству. Нет возврата к исходному фенотипу.

Мутации (от лат. mutatio - изменять) - это стойко передаваемые по наследству структурные изменения генов, связанные с реорга­низацией нуклеотидов в молекуле ДНК. При мутациях изменяются участки геномов (т.е. наследственного аппарата).

Бактериальные мутации могут быть спонтанными (самопроиз­вольными) и индуцированными (направленными), т.е. появляются в результате обработки микроорганизмов специальными мутаге­нами (химическими веществами, температурой, излучением и т.д.).

В результате бактериальных мутаций могут отмечаться:

§ изменение морфологических свойств микроорганизмов;

§ изменение культуральных свойств;

§ возникновение у микроорганизмов устойчивости к лекарствен­ным препаратам;

§ ослабление патогенных свойств и др.

К генетическим рекомбинациям относятся рекомбинации ге­нов, которые происходят вследствие трансформации, трансдукции и конъюгации.

Трансформация -передача генетического материала от бак­терии-донора бактерии-реципиенту при помощи изолированной ДНК другой клетки.

Бактерии, способные воспринимать ДНК другой клетки, назы­ваются компетентными.

Состояние компетентности часто совпадает с логарифмиче­ской фазой роста.

Для трансформации необходимо создавать особые условия, например, при добавлении в питательную среду неорганических фосфатов частота трансформации повышается.

Трансдукция - это перенос наследственного материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту бактериофагом.

Например, с помощью бактериофага можно воспроизвести трансдукцию жгутиков, ферментативные свойства, резистентность к антибиотикам, токсигенность и другие признаки.

Конъюгация - передача генетического материала от одной бактерии другой путем непосредственного контакта. Причем про­исходит односторонний перенос генетического материала - от до­нора реципиенту. Необходимым условием для конъюгации явля­ется наличие у донора цитоплазматической кольцевой молекулы ДНК - плазмиды и специфического фактора плодовитости F. У грамотрицательных бактерий обнаружены половые F-волоски, че­рез которые происходит перенос генетического материала. Клетки, играющие роль донора, обозначают F+, а реципиенты – F –- .

3. Промежуточная изменчивость - диссоциация. В однородной популяции бактерий появляются различные по биологическим свойствам клетки, образующие две формы колоний – R (шерохо­ватые, с рваными краями, часто связанные с приобретением бак­териями патогенных свойств) и S (круглые, гладкие, блестящие).

Заключение

На микроорганизмы во внешней среде воздействует огромное количество разнообразных неблагоприятных факторов, что за­ставляет их постоянно совершенствоваться, приспосабливаться и эволюционировать.

Именно неблагоприятные факторы внешней среды являются для микроорганизмов движущей силой видообразования.

Вопросы для самоконтроля

1. Результаты действия факторов внешней среды на микроорганизмы.

2. Какие физические факторы оказывают наибольшее влияние на микроорганизмы?

3. Каков температурный диапазон выращивания разных видов микроорганизмов?

4. В чем сущность лиофильного высушивания микроорганизмов?

5. Опишите опыт Бухнера.

6. Значение осмотического давления для бактерий.

7. На какие группы классифицируют микроорганизмы по отношению к концентрации водородных ионов в среде?

8. Что такое дезинфекция и дезинфектанты?

9. Классификация химических веществ помеханизму противомикробного действия.

10. Какие средства называют антисептиками?

11. Перечислите биологические факторы, негативно воздействующие на микроорганизмы.

12. Какие взаимоотношения между бактериями обуславливает антагонистический симбиоз?

13. Каков механизм действия антибиотиков на бактерии?

14. Назовите возможные механизмы действия пробиотиков.

15. На какие группы подразделяют бактериофаги?

16. Что такое фильтрующая стерилизация?

17. Назовите отличия между фенотипической и генотипической изменчивостью бактерий.

Похожая информация.

?Введение………………………………………………………… …стр.2
I. Экологические факторы………………………………………..стр.4
II. Антропогенное воздействие на биосферу…………………….стр.6
1. Современное состояние природной среды………………….стр.6
2. Атмосфера- внешняя оболочка биосферы.
Загрязнение атмосферы………………………………………стр.9
3. Почва- важная составляющая часть биосферы.
Загрязнение почвы……………………………………………стр.12
4. Вода- основа жизненных процессов в биосфере.
Загрязнение природных вод………………………………….стр.14
5. Радиация в биосфере………………………………………….стр.1 7
6. Экологические проблемы биосферы………………………...стр.18
III. Влияния окружающей среды на здоровье человека………...стр.22
1. Антропогенное влияние на среду обитания и здоровье
человека………………………………………………………. стр.22
2. Хроническая экологически обусловленная интоксикация
нарушает нашу психику……………………………………....стр.2 3
3. Химические загрязнения среды и здоровье человека………стр.23
4. Биологические загрязнения и болезни человека……………стр.24
5. Особенности реакции детского организма на воздействие
неблагоприятных факторов внешней среды………………...стр.26
IV. Влияние городской среды на здоровье населения…………стр.29
Заключение…………………………………………………… ……стр.36
Список используемой литературы …………………………….....стр.37

ВВЕДЕНИЕ

Проблема неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на здоровье человека с каждым годом приобретает все большую актуальность. Во многих регионах России сложилась неблагоприятная экологическая обстановка.
Как известно, в последние десятилетия происходит интенсивное изменение окружающей среды за счет резкого расширения промышленного производства роста количества отходов, загрязняющих окружающую среду. Все это непосредственно влияет на здоровье населения, наносит огромный ущерб экономике, резко уменьшает трудовые ресурсы, а также потенциально создает канцерогенную и мутагенную опасность не только для здоровья настоящих, но и будущих поколений.
Охрана окружающей природной среды - одна из наиболее актуальных проблем современности. Научно-технический прогресс и усиление антропогенного влияния на природную среду неизбежно приводят к обострению экологической ситуации: истощаются запасы природных ресурсов, загрязняется природная среда, утрачивается естественная связь между человеком и природой, теряются эстетические ценности, ухудшается физическое и нравственное здоровье людей.
Что касается Российской Федерации, то она относится к странам мира с наихудшей экологической ситуацией. Загрязнение природной среды достигло невиданных за последние годы масштабов. Более 24 тыс. предприятий на сегодня являются мощными загрязнителями окружающей среды - воздуха, недр и сточных вод. Острейшая экологическая проблема в современной Российской Федерации - загрязнение окружающей среды. Существенно ухудшается здоровье россиян, страдают все жизненно-важные функции организма, включая репродуктивную. Средний возраст мужчин в Россиийской Федерации за последние годы составил 58 лет. Для сравнения в США - 69 лет, Японии -71 лет. Каждый десятый ребенок в Российской Федерации рождается умственно или физически неполноценным вследствие генетических изменений и хромосомных абераций. По отдельным промышленно-развитым российским регионам этот показатель выше в 3-6 раз. В большинстве промышленных районов страны одна треть жителей имеет различные формы иммунологической недостаточности. По стандартам Всемирной организации здравоохранения при ООН, российский народ приближается к грани вырождения. При этом примерно 15% территории страны занимают зоны экологического бедствия и чрезвычайных экологических ситуаций. И лишь 15-20% жителей городов и поселков дышат воздухом, отвечающим установленным нормативам качества. Около 50% потребляемой российским населением питьевой воды не отвечает гигиеническим и санитарно-эпидемеологическим нормам. Приведенные данные свидетельствуют, что всем гражданам необъятной и богатой ресурсами России пора осознать, что время нерегулируемого безлимитного пользования окружающей средой безвозвратно ушло. За все нужно платить: деньгами, введением жестких ограничений, установлением уголовной ответственности. В противном случае человек расплачивается не только своим здоровьем, но и здоровьем всей нации, благополучием будущих поколений, поскольку неконтролируемое негативное воздействие на природную среду есть самоуничтожение человека как вида.
Можно предположить, что разработка экологической политики государства, российского законодательства, научных аспектов экологического права - есть одна из форм обеспечения экологической безопасности населения, охраны природной среды и рационального использования ее ресурсов. Другая сторона экологического права- возмещение причиненного природе или здоровью человека вреда. Она должна осуществляться в комплексе с экономическими, политическими, нравственно-воспитательными, образовательными мерами и др.
Таким образом, данная тема, акцентирующая внимание на комплексных подходах к влиянию факторов окружающей среды на здоровье человека, является несомненно, очень актуальной и нуждается в исследовании.

I. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Экологический фактор - условие среды обитания, оказывающее воздействие на организм. Среда включает в себя все тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных растений, а в жизни гетеротрофных организмов (грибов и водных животных) свет не оказывает заметного влияния на их жизнедеятельность.

Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Они могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические и анатомические изменения организмов.

Классификация экологических факторов:

Принято выделять биотические, антропогенные и абиотические экологические факторы.
Биотические факторы - всё множество факторов среды, связанных с деятельностью живых организмов. К ним относятся фитогенные (растения), зоогенные (животные), микробиогенные (микроорганизмы) факторы.
Абиотические факторы - всё множество факторов, связанных с процессами в неживой природе. К ним относятся климатические (температурный режим, влажность, давление), эдафогенные (механический состав, воздухопроницаемость, плотность почвы), орографические (рельеф, высота над уровнем моря), химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность), физические (шум, магнитные поля, теплопроводность, радиоактивность, космическое излучение).
Антропогенные факторы - всё множество факторов, связанных с деятельностью человека. К ним относятся физические (использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.), химические (использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; биологические (продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания), социальные (связанные с отношениями людей и жизнью в обществе) факторы.
Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную
среду. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными: целенаправленными и стихийными, прямыми и косвенными, длительными и кратковременными, точечными и площадными и т. д.
Антропогенные воздействия на биосферу по их экологическим последствиям разделяют на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.
К отрицательным (негативным) воздействиям на биосферу относят все виды воздействий, создаваемых человеком и угнетающих природу. Небывалые по мощности и разнообразию негативные антропогенные воздействия особенно резко стали проявляться во второй половине XX в. Под их влиянием естественная биота экосистем перестала служить гарантом устойчивости биосферы, как это наблюдалось ранее в течение миллиардов лет.
Отрицательное (негативное) воздействие проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: исчерпании природных ресурсов, вырубке леса на больших площадях, засолении и опустынивании земель, сокращении численности и видов животных и растений и т.д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся (Экологическая доктрина Российской Федерации, 2002):
рост потребления природных ресурсов при их сокращении;
рост населения планеты при сокращении пригодных для обитания территорий;
деградация основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдерживанию;
- возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;
- сокращение биологического разнообразия;
- возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;
- недостаточный уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.
Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире так или иначе связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т.д.)

II. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Рассмотрим некоторые черты современного состояния биосферы и процессы,
происходящие в ней.
Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере
связаны и сопровождаются круговоротом огромных масс вещества и энергии.
В отличие от чисто геологических процессов биогеохимические циклы с
участием живого вещества имеют значительно более высокие интенсивность,
скорость и количество вовлеченного в оборот вещества.
Как уже говорилось, с появлением и развитием человечества процесс
эволюции заметно видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и
выжигание лесов для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких
животных, войны опустошали целые регионы, приводили к разрушению
растительных сообществ, истреблению отдельных видов животных. По мере
развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции
конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все
большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих
растущих потребностей огромные массы вещества - как органического,
живого, так и минерального, косного.
Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства,
промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение
лесов в Европе, Северной Америке, Выпас скота в больших масштабах
приводил к гибели лесов и травяного покрова, к эрозии (разрушению)
почвенного слоя (Средняя Азия, Северная Африка, юг Европы и США).
Истреблены десятки видов животных в Европе, Америке, Африке.
Ученые предполагают, что истощение почв на территории древнего
центральноамериканского государства майя в результате подсечно-огневого
земледелия явилось одной из причин гибели этой высокоразвитой
цивилизации. Аналогично в Древней Греции исчезли обширные леса в
результате вырубки и неумеренного выпаса скота. Это усилило эрозию почвы
и привело к уничтожению почвенного покрова на многих горных склонах,
повысило засушливость климата и ухудшило условия ведения сельского
хозяйства.
Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных
ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов,
загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.
Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX в. в результате
очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики,
машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая
деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими
и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность
потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет
пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.
Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека
в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек
становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это
предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной
(производимой человеком) деятельности проявляются в истощении природных
ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении
природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении
климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех
природных биогеохимических циклов.
В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно
выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа и поглощается
соответствующее количество кислорода. Природный запас СО2 в атмосфере
составляет величину порядка 50 000 млрд т. Эта величина колеблется и
зависит, в частности, от вулканической активности. Однако антропогенные
выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее
время большую долю его общего количества. Увеличение концентрации
углекислого газа в атмосфере, сопровождающееся ростом количества
аэрозоля (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов некоторых
химических соединений), может привести к заметным изменениям климата и
соответственно к нарушению складывавшихся в течение миллионов лет
равновесных связей в биосфере.
Итогом нарушения прозрачности атмосферы, а следовательно, и теплового
баланса может явиться возникновение « парников ого эффекта», то есть
увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это
способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня
Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные
нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие
неблагоприятные последствия.
Выброс в атмосферу промышленных газов, включающих такие соединения, как
окись углерода СО (угарный газ), окислы азота, серы, аммиака и других
загрязнителей, приводит к угнетению жизнедеятельности растений и
животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых
организмов.
Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением
сельского хозяйства способны привести к значительному снижению
плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур. По данным
экспертов ООН, в последние годы колебания продукции сельского хозяйства
превышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1%
может привести к гибели от голода десятков миллионов человек.
Катастрофически сокращаются леса на нашей планете, Нерациональные
вырубки лесов и пожары привели к тому, что во многих местах, некогда
сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились лишь на
10-30% территории. Площадь тропических лесов Африки уменьшилась на 70%,
Южной Америки - на 60%, в Китае лишь 8% территории покрыто лесом.
Загрязнение природной среды. Появление в природной среде новых
компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо
грандиозными природными явлениями (например, вулканической
деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде
загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ,
нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных
элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека
или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются
все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в
то время и не в том количестве, какое естественно для природы,
появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния
равновесия.
Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться
по-разному; оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться
на организменном уровне, либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже
биосферу в целом.
На организменном уровне может происходить нарушение отдельных
физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение
темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных
неблагоприятных факторов внешней среды.
На уровне популяций загрязнение может вызывать изменение их численности
и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов
миграций и ряда других функциональных свойств.
На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и
функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют
на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные
соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и
появления других. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи
разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание -
над продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем,
ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в
формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.
Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение
возникает в результате естественных причин - извержения вулканов,
землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Антропогенное
загрязнение - результат деятельности человека.
В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения
во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные
источники окиси азота выбрасывают 30 млн т азота в год, а антропогенные
- 35-50 млн т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн т и более 150
млн т. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферу
почти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.
Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности
человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся:
соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные
органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные
элементы и многое другое.
Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн т
нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену
между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные
отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных
животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в
океан бытовых и промышленных сточных вод, содержащих, в частности, такие
опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным
токсическим действием. Фоновые концентрации таких веществ во многих
местах уже превышены в десятки раз.
Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на
природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго
контролироваться. Законодательство устанавливает "для каждого
загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно
допустимую концентрацию (ПД К) его в природной среде.
Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества,
выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение
которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или
опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК)
понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое
не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его
потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время
при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей
на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы,
микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.
Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающей среды
осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК
вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно
важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных
электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют
право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки
производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей
среды.
Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в
истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования
природных ресурсов привели к значительному изменению ландшафтов в
некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре
цивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химических
элементов, в начале XX втекало 60, то сейчас более 100 - почти всю
таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около
100 млрд т руды, топлива, минеральных удобрений.
Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном сырье и их
добыче привели к истощению этих ресурсов. Так, по оценкам специалистов,
при сохранении современных темпов добычи и потребления разведанные
запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля
- через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими
ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через
5О0-6ОО лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и
минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.
Вот далеко не полная картина экологической ситуации на нашей планете в
настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной деятельности не
могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния
цивилизации на состояние биосферы.

2. АТМОСФЕРА - ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная
массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна.
Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяет общий тепловой режим
поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и
ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на
местные климатические условия, а через них - на режим рек,
почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.
Современный газовый состав атмосферы - результат длительного
исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном
газовую смесь двух компонентов - азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В
норме в нем присутствуют также аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%) и
незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон),
аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в
атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли
(например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы)
и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты
растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того,
важную роль в атмосфере играет водяной пар.
Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в
состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в
основных биогеохимических циклах.
Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов
нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил
в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности
фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он
превращался в озон. По мере накопления озона произошло образование
озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран,
надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации,
гибельной для живых организмов.
Современная.атмосфера содежит едва ли двадцатую часть кислорода,
имеющегося на нашей планете. Главные.запасы кислорода сосредоточены в
карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода
растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное
равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его
потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась
опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в
атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение
озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых
связывают это с деятельностью человека.
Круговорот кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним
вступает в реакцию большое количество органических и неорганических
веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.
Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза
для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу
замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод
входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных
механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа в
воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах
планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание
этого газа в воздухе бывает выше нормы.
Некоторые колебания содержания углекислого газа в воздухе местности
зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же
время исследования показывают, что с начала века среднее содержание
углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно
увеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с
деятельностью человека.
Азот - незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав
белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера - неисчерпаемый резервуар азота,
однако основная часть живых организмов не может непосредственно
использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде
химических соединений.
Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота,
образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако
основная часть азота поступает в воду и почву в результате его
биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий и
сине-зеленых водорослей (к счастью, весьма многочисленных), которые
способны фиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а
также благодаря разложению органических остатков в почве
растения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.
Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то
что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило,
происходит быстрее.
Другие составные части воздуха не участвуют в биохимических циклах, но
наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может привести к
серьезным нарушениям этих циклов.
Загрязнение атмосферы. Различные негативные изменения атмосферы Земли
связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных
компонентов атмосферного воздуха.
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и
антропогенный. Естественный источник - это вулканы, пыльные бури,
выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.
К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся
предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные
машиностроительные предприятия.
По данным ученых (1990 е.), ежегодно в мире в результате деятельности
человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т
оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов
(фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе
канцерогенные (вызывающие заболевание раком).
Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое
количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность
таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий,
ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практически постоянными
компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема
загрязнения воздуха свинцом.
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии
природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей планеты. Одним из
самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса их
самочувствие.
Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами
азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные
породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем
широколиственные.
Только на территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных
промышленными выбросами, достигла 1 млн га. Значительным фактором
деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды
радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено
2,1 млн га лесных массивов.
Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах,
атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.
Воздушная экологическая проблема истощения озонового слоя, в том числе
появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным
применением фреонов в производстве и быту.

3. ПОЧВА - ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ

БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ.

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений,
животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на
которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно
связанный с другими ее частями.

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

Минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

Детрит - отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности
растений и животных;

Множество живых организмов - от детритофагов до редуцентов,
разлагающих детрит до гумуса.
Таким образом, почва - биокосная система, основанная на динамическом
взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами
и почвенными организмами.
В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов. Молодые
почвы являются обычно результатом выветривания материнских горных пород
или переноса отложения осадков (например, аллювия). На этих субстратах
поселяются микроорганизмы, пионерные растения - лишайники, мхи, травы,
мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных,
состав биоценоза усложняется, между минеральным субстратом и живыми
организмами возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется
зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и
климата.
Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие,
соответствие почвы с растительным покровом и климатом, то есть возникает
состояние климакса. Таким образом, изменения почвы, происходящие в
процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения экосистем.
Каждому типу почв соответствуют определенные типы растительных
сообществ. Так, сосновые боры, как правило, растут на легких песчаных
почвах, а еловые леса предпочитают более тяжелые и богатые питательными
веществами суглинистые почвы.
Почва является как бы живым организмом, внутри которого протекают
различные сложные процессы. Для того чтобы поддерживать почву в хорошем
состоянии, необходимо знать природу обменных процессов всех ее
составляющих.
Поверхностные слои почвы обычно содержат много остатков растительных и
животных организмов, разложение которых приводит к образованию гумуса.
Количество гумуса определяет плодородие почвы.
В почве обитает великое множество различных живых организмов -
эдафобионтов, формирующих сложную пищевую детритную сеть: бактерии,
микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки,
дождевые черви и многие другие. Все эти организмы играют огромную роль в
формировании почвы и изменении ее физико-химических характеристик.
Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после
смерти растительных организмов изъятые элементы возвращаются в почву.
Почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки.
Таким образом, в естественных условиях происходит постоянный круговорот
веществ в почве.
В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек
изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее
для своих нужд. Из-за неучастия этой части продукции в круговороте почва
становится бесплодной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы
в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные
удобрения.
Загрязнение почв. В нормальных естественных условиях все процессы,
происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении
равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития
хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение
состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя
нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти
незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой
хозяйственной деятельности человека.
Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных
работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и
естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без
соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы -
разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в
настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за
последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете
потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного
пользования.
Одним из последствий усиления производственной деятельности человека
является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных
загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные
элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском
хозяйстве.
К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения.
Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами
промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее
соединения.
Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом.
Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с
отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в
качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным
источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль
крупных автострад.
Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены
железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими
металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.
Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в
результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких
и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или
научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и
использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают
в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.
Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное
сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические
вещества для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. В
настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе
сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе
промышленного производства. При этом с каждым годом производство и
применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает.
Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению
круговорота веществ в биосфере.
Особую опасность представляют стойкие органические соединения,
применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде,
донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются в
экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем
в животных, а в конечном итоге попадают с пищей в организм человека.

4.ВОДА - ОСНОВА ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

В БИОСФЕРЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД.

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей
планете. Вода- основа всех жизненных процессов, единственный источник
кислорода.в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода
присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в
почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в
своей биомассе. Потери 10- 20% воды живыми организмами приводят к их
гибели.
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней
растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички.
В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей.
Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды
приходится всего 2% . Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во
льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в
результате круговорота воды.
С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным,
так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в
пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью
живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития
становится все более значительной в этом круговороте.
Круговорот воды в биосфере происходит следующим образом. Вода выпадает
на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара
атмосферы. Определенная часть выпавших осадков испаряется прямо с
поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другая часть
проникает в почву, всасывается корнями растений и затем, пройдя через
растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается
в глубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные
воды. Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока
стекает в водоемы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть
используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся
испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь
выпадает в качестве осадков.
Таким образом, один из основных путей круговорота воды - транспирация,
то есть биологическое испарение, осуществляется растениями, поддерживая
их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в результате
транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их
биомассы, климатических факторов, времени года и других условий.
Интенсивность транспирации и масса испаряющейся при этом воды могут
достигать весьма значительных величин. У таких сообществ, как леса (с
большой фитомассой и листовой поверхностью) или болота (с водонасыщенной
моховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравнима с испарением
открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднем для
растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от
2000 до 6000 м воды в год.
Величина суммарного испарения (с почвы, с поверхности растений и через
транспирацию) зависит от физиологических особенностей растений и их
биомассы, поэтому служит косвенным показателем жизнедеятельности и
продуктивности сообществ. Растительность в целом выполняет роль
грандиозного испарителя, существенно влияя при этом на климат
территории. Растительный покров ландшафтов, особенно леса и болота,
имеет также огромное водо-охранное и водорегулирующее значение, смягчая
перепады стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препятствуя
иссушению и эрозии почв.
Загрязнение природных вод. Под загрязнением водоемов понимается снижение
их биосферных функций и экономического значения в результате поступления
в них вредных веществ.
Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты.
Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в
районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с
человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой
и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.
Среди продуктов промышленного производства особое место по своему
отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают
токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое
применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом
хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило,
составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать
в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах,
шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при
концентрации 1-2 мг/л.
Из других загрязнителей необходимо назвать металлы(например, ртуть,
свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы,
ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки
животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов
представляют ртуть, свинец и их соединения.
Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение
ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными
соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого
внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями,
поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных
сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-
производителей, а также в результате потерь при транспортировке,
хранении и частично с атмосферными осадками.
Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное
количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля.
Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора
попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными
стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к
нарушению биологического равновесия в водоеме.
Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических
водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество
ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание
огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех
запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода.
Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным
для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает» .
Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение.
Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую
воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С
повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода,
увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается
биологическое равновесие.
В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться
болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут
вызвать вспышки различных заболеваний.
В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды.
Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате
хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды
также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько
велико, что вода из них стала непригодной для питья.
Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды.
Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство.
Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая,
сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и
пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности.
Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды
уходит 60-80% всей пресной воды.
В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде
на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей
зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного
человека, В Москве, например, на каждого жителя приходится около 650 л,
что является одним из самых высоких показателей в мире.
Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что
ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором
использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%.
Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов
потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100
г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.
Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только
территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие
регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В
настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20%
городского и 75% сельского населения планеты.
Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки
(такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы
переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве
вода по большей части расходуется на испарение и образование
растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже
сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у
таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба
Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного
забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.
Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их
загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные,
сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть
использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

5. РАДИАЦИЯ В БИОСФЕРЕ.

Радиационные загрязнения имеют существенное отличие от других.
Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов,
испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные
излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в организм человеку
разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в
том числе и лучевая.
В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и
человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному
облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического
происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде.
Внутреннее облучение создается радиоактивными элементами, попадающими в
организм человека с воздухом, водой и пищей.
Для количественной характеристики воздействия излучения на человека
используют единицы - биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт
(Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать
серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые
его дозы.
В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в
среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю свою жизнь около
7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однако есть
такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди,
живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут
получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы излучения могут быть
в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников
велико. Так, например, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть
возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр. Эта местность
необитаема.
Наибольшую опасность представляет радиоактивное загрязнение биосферы в
результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные
элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное
отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к
серьезным радиоактивным загрязнениям. Радиоактивное заражение биосферы
связано, например, с испытаниями атомного оружия.
Во второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию атомные
электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При
нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности
загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет
ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается
при авариях на атомных объектах.
Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было
выброшено лишь около 5% ядерного топливам Но это привело к облучению
многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали
опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из
зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения
радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от
места аварии.
В настоящее время все острее встает проблема складирования и хранения
радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С
каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей
среды. Таким образом, использование ядерной энергии поставило перед
человечеством новые серьезные проблемы.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ

Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный
характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы,
происходящие в биосфере. Вы уже узнали о некоторых результатах
деятельности человека и их влиянии на биосферу. К счастью, до
определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет
свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но
существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать
равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим
катастрофам. С ними человечество уже столкнулось в ряде регионов
планеты.
Человечество существенно изменило ход течения целого ряда процессов в
биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда
элементов. В настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и
количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд
сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить
в ближайшее время.
«Парниковый эффект» . По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя
температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с
концом XIX в. на 0,5-0,6 "С. По прогнозам, к началу 2000 г. средняя
температура на планете может повыситься на 1,2 "С по сравнению с
доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температуры в
первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида
углерода) и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению
воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в
создании так называемого «парникового эффекта» играет и тепло,
выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.
Потепление климата может привести.к интенсивному таянию ледников и
повышению уровня Мирового океана. Изменения, которые могут произойти
вследствие этого, просто трудно предсказать.
Решить данную проблему было бы можно, сократив выбросы углекислого газа
в атмосферу и установив равновесие в цикле круговорота углерода.
Истощение озонового слоя. В последние годы ученые все с большей тревогой
отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который является защитным
экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро этот процесс
происходит над полюсами планеты, где появились так называемые озоновые
дыры. Опасность заключается в том, что ультрафиолетовое излучение
губительно для живых организмов.
Основной причиной истощения озонового слоя является применение людьми
хлорфторуглеводородов (фреонов), широко используемых в производстве и
быту в качестве хла дореагентов, пенообразователей, растворителей.
аэрозолей. Фреоны интенсивно разрушают озон. Сами же они разрушаются
очень медленно, в течение 50-200 лет. В 1990 г. в мире производилось
более 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ.
Под действием ультрафиолетового излучения молекулы кислорода (О2)
распадаются на свободные атомы, которые в свою очередь могут
присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3).
Свободные атомы кислорода могут также реагировать с молекулами озона,
образуя две молекулы кислорода. Таким образом, между кислородом и озоном
устанавливается и поддерживается равновесие.
Однако загрязнители типа фреонов катализируют (ускоряют) процесс
разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторону
уменьшения концентрации озона.
Учитывая опасность, нависшую над планетой, международное сообщество
сделало первый шаг к решению этой проблемы. Подписано международное
соглашение, по которому производство фреонов в мире к 1999 г. должно
сократиться примерно на 50% .
Массовое сведение лесов - одна из наиболее важных глобальных
экологических проблем современности.
Вы уже знаете, что лесные сообщества играют важнейшую роль в нормальном
функционировании природных экосистем. Они поглощают атмосферные
загрязнения антропогенного происхождения, защищают почву от эрозии,
регулируют нормальный сток поверхностных вод, препятствуют снижению
уровня грунтовых вод и заиливанию рек, каналов и водохранилищ.
Уменьшение площади лесов нарушает процесс круговорота кислорода и
углерода в биосфере.
Несмотря на то что катастрофические последствия сведения лесов уже
широко известны, уничтожение их продолжается. В настоящее время общая
площадь лесов на планете составляет около 42 млн км2, но она ежегодно
уменьшается на 2%. Особенно интенсивно уничтожаются влажные тропические
леса в Азии, Африке, Америке и некоторых других регионах мира. Так, в
Африке леса занимали раньше около 60% ее территории, а сейчас - всего
около 17%. Значительно сократились площади лесов и в нашей стране.
Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших флоры и фауны.
Человек обедняет облик своей планеты.
Однако, кажется, человечество уже осознает, что его существование на
планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем.
Серьезные предупреждения ученых, прозвучавшие в декларациях Организации
Объединенных Наций, других международных организаций, начали находить
отклик. В последние годы во многих странах мира стали успешно
проводиться работы по искусственному лесоразведению и организации
высокопродуктивных лесных плантаций.
Отходы производства. Серьезнейшей экологической проблемой стали отходы
промышленного и сельскохозяйственного производств. Вы уже знаете, какой
вред они наносят окружающей среде. В настоящее время делаются попытки
уменьшить количество отходов, загрязняющих окружающую среду. С этой
целью разрабатываются и устанавливаются сложнейшие фильтры, строятся
дорогостоящие очистные сооружения и отстойники. Но практика показывает,
что они хоть и снижают опасность загрязнения, все-таки не решают
проблему. Известно, что даже при самой совершенной очистке, включая
биологическую, все растворенные минеральные вещества и до 10%
органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах.
Воды такого качества могут стать пригодными для потребления только после
многократного разбавления чистой водой.
По
и т.д.................