Эволюция среды обитания, переход от биосферы к техносфере

Эволюция среды обитания, переход от биосферы к техносфере.

 

В жизненном цикле  человек и окружающая его среда  обитания образуют постоянно действующую  систему «человек – среда обитания».

Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная  в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека его здоровье и потомство.

Действуя в  этой системе, человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи:

- обеспечивает  свои потребности в пище, воде  и воздухе;

- создает и  использует защиту от негативных  воздействий, как со стороны  среды обитания, так и себе  подобных.

Негативные воздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существует Мир. Источниками естественных негативных воздействий являются стихийные явления в биосфере: изменения в климате, грозы, землетрясения и т.п.

Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. К сожалению, появление жилища, применение огня и других средств защиты, совершенствование способов получения пищи – все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.

На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как  следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. – начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали:

- высокие темпы  роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

- рост потребления  и концентрация энергетических  ресурсов;

- интенсивное  развитие промышленного и сельскохозяйственного  производства;

- массовое использование  средств транспорта;

- рост затрат на военные цели и ряд других процессов.

 

Демографический взрыв.

Достижения в  медицине, повышение комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни  человека и как следствие росту населения Земли. Одновременно с ростом продолжительности жизни рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, и составляла в некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Индии и Китая.

Существуют несколько  прогнозов дальнейшего изменения  численности населения Земли.

По I варианту (неустойчивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численности до 28-30 млрд. человек. В этих условиях Земля уже не сможет (при современном состоянии технологий) обеспечивать население достаточным питанием и предметами первой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды обитания и как следствие резкое уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящее время в экологически неблагополучных регионах наблюдается связь между ухудшением состояния среды обитания и сокращением продолжительности жизни, ростом детской смертности.

По II варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд. человек, что при существующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация.

Одновременно  с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения  планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества. Но при этом урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в них природную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характерен высокий уровень загрязнения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по сравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида углерода в 50 раз, оксидов азота – в 150 раз и летучих углеводородов – в 2000 раз).

Рост энергетики, промышленного  производства, численности средств  транспорта.

Увеличение численности  населения Земли и военные  нужды стимулируют рост промышленного  производства, числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения.

Оценивая экологические последствия  развития энергетики, следует иметь  в виду, что во многих странах  это достигалось преимущественным использованием тепловых электрических  станций, сжигающих уголь, мазут  или природный газ. Во второй половине XX в. каждые 12-15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. Необходимо отметить, что развитие промышленности и технических средств сопровождалось не только увеличением выброса загрязняющих веществ, но и вовлечением в производство все большего числа химических элементов. К настоящему времени в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химических соединений, не разрушаемых деструкторами экосистем.

Развитие сельского хозяйства.

Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течении многих лет использовались искусственные удобрения и различные токсиканты, что не могло не влиять на состояние компонент биосферы. В конце XX в. среднее количество минеральных удобрений на 1 га пашни в мире составило около 90 кг, В США и РФ – более 100 кг, в Европе – 230 кг. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений – фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений почва перенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов особенно в паводковый период.

Пестициды, применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек, гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, питьевую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу.

Техногенные аварии и катастрофы. До середины XX в. человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения регионального и глобального масштаба, соизмеримые со стихийными бедствиями.

Происшествие – событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальным ресурсам.

Авария – происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа – происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей.

Стихийное бедствие – происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, гибели или потери здоровья людей.

Биосфера – область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия.

Техносфера – регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

Регион – территория, обладающая общими характеристиками состояния биосферы или техносферы.

Производственная  среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами сказалось на продолжительности жизни людей.

Однако созданная руками и разумом  человека техносфера, призванная максимально  удовлетворять его потребности  в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований.

Появление техносферы привело к  тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно замещаться техносферой, следствием чего явилось то, что на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах – в Европе, Северной Америке, Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших площадях, они представляют собой небольшие пятна биосферы, окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью человека территориями, и поэтому подвержены сильному техносферному давлению.

Взаимодействие  человека и техносферы.

Человек и окружающая его среда (природная, производственная, городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности  постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом «жизнь может  существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества энергии и информации» [1].

Человек и окружающая его среда  гармонично взаимодействуют и развиваются  лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся  в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и природную среду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются при изменении климата и стихийных явлениях.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек-среда обитания»:

- комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

- допустимое, когда потоки, воздействуя  на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния  на здоровье, но приводят к  дискомфорту, снижая эффективность  деятельности человека. Соблюдение  условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность  возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

- опасное, когда потоки превышают  допустимые уровни и оказывают  негативное воздействие на здоровье  человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и приводят к деградации природной среды;

- чрезвычайно опасное, когда  потоки высоких уровней за  короткий период времени могут  нанести травму, привести человека  к летальному исходу, вызвать  разрушения в природной среде.

Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или  негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий  и информаций.

Опасности, вредные  и травмирующие факторы.

Результат взаимодействия человека со средой обитания может изменяться в весьма широких пределах от позитивного до катастрофического, сопровождающегося гибелью людей и разрушением компонент среды обитания. Определяют негативный результат взаимодействия опасности – негативные воздействия, внезапно возникающие периодически или постоянно действующие в системе «человек-среда обитания».

Опасность – негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.

При идентификации опасностей необходимо исходить из принципа «все воздействует на все». Иными словами, источником опасности может быть все живое и неживое, и подвергаться опасности может также все живое и неживое. Опасности не обладают избирательным свойством, при своем возникновении они негативно воздействуют на всю окружающую их материальную среду. Влиянию опасностей подвергается человек, природная среда и материальные ценности. Источниками опасностей являются естественные процессы и явления, техногенная среда и действия людей. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Различают опасности естественного  и антропогенного происхождения. Естественные опасности обусловлены стихийными явлениями, климатическими условиями, рельефом местности и т.п. К сожалению, негативное воздействие на человека и среду обитания не ограничивается естественными опасностями. Человек, решая задачи своего материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности, генерируя в среде обитания антропогенные опасности. Чем выше преобразующая деятельность человека, тем выше уровень и число антропогенных опасностей – вредных и травмирующих факторов, отрицательно воздействующих на человека и окружающую его среду.