Основы экологии. Законы биосферы

тканях растений. Это явление  можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме

всего за несколько лет такое  количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти  ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале

отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

  На здоровье человека  оказывает существенное влияние химический состав почвы. Еще академик В.И. Вернадский обратил внимание на значение для живых организмов некоторых микроэлементов в почве. Многочисленными исследованиями установлено, что в составе организмов постоянно присутствует до 47 химических элементов. К числу достаточно изученных относятся: медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, бор. Микроэлементы - это биогенные химические элементы, играющие роль катализаторов в организме. Велико значение микроэлементов для человека. В состав его крови входит 24 элемента. Некоторые микроэлементы входят в состав важных желез внутренней секреции - щитовидной и поджелудочной. Так цинк входит в состав щитовидной железы и гипофиза. Существенное влияние микроэлементы оказывают на функции эндокринных желез.

В состав многих химических комплексов эти вещества входят как соединения металла с белками, различными ферментами, дыхательными пигментами и гормонов. Микроэлементы участвуют в промежуточных  процессах обмена веществ. В организм человека они попадают с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва - растение - организм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организмов микроэлементами  зависит в первую очередь от их содержания в почве.

Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит так же к их недостатку у растений, животных и  у человека. Отсюда происходит нарушение  обмена промежуточных веществ, влечет за собой усиление или ослабление синтеза биологически активных веществ, возникновение заболеваний. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических. В ходе хозяйственно деятельности человека идет искусственное перераспределение химических элементов в земной коре. Отсюда следует, что и химический состав почвы тоже будет изменяться. Вследствие этого могут появляться болезни связанные с недостатком или избытком микроэлементов.

Например, низкий уровень йода в  почве может послужить причиной возникновения зобной болезни или  кретинизма. Низкое содержание в почве  и питьевой воде фтора приводит к  кариесу зубов. А при высоком  содержании фтора у человека и  животных зубы поражаются «пятнистой эмалью». При этом заболевании нередко  поражается косная система организма (флюороз). У детей раннего возраста может наблюдаться метгомоглобинемия, вызванная избытком азотной кислоты. Большую опасность представляю  радиоактивные вещества, попадающие в почву. Они способны накапливаться  в почвенном покрове. Источником поступления в почву радиоактивных  веществ могут быть радиоактивные  атмосферные осадки, отходы ядерных  энергетических реакторов, регенерационные  установки «горячих» лабораторий, научно-исследовательские учреждения, использующие радиоизотопы. Наибольшую опасность из радиоизотопов представляют стронций-90 и цезий-137. Эти вещества с очень длительным периодом полураспада. Радиоактивные вещества способны включаться в пищевые цепи, при этом поражая  живые организмы. Поражения организмов может быть как индивидуальными - развитие злокачественных новообразований, так и генетическими, представляющими  большую опасность для будущих  поколений. Так же загрязняющими  почву веществами являются канцерогены. Под канцерогенными веществами подразумеваются  химические и биологические вещества, играющие существенную роль в возникновении  опухолевых заболеваний как у  животных, так и у человека. Наиболее распространенными из канцерогенных  веществ - ароматические углеводороды. В эту группу веществ входит до двухсот агентов, обладающих высокой  канцерогенностью. Основные источники  загрязнения канцерогенами - выхлопные  газы автотранспорта, самолетов, выбросы  промышленных предприятий. В почву  высоко канцерогенные вещества попадают из атмосферы вместе с частичками пыли, а так же в результате утечки нефти и ее переработки. В настоящее  время самоочищение почв практически  не происходит. Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные

вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического

состава почв,  нарушению единства геохимической среды и живых  организмов.

Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы  животных, людей и

вызвать тяжелейшие болезни и смертельные  исходы.

Накопление отравляющих веществ способствует изменению химического состава плодородного слоя земли, что в свою очередь отразится не только на здоровье человека, но и на его практической деятельности. Поэтому борьба с разрушением и загрязнением почв должна включать в себя комплекс мероприятий, требующих серьезного научного обоснования. Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения почв должны обеспечивать санитарную охрану плодородного слоя.

Проблемы загрязнения почвы  возникают в результате неконтролируемого  применения пестицидов и гербицидов. Для выращивания различного рода культур широко используются самые  различные ядохимикаты, которые  приводят к накоплению ядовитых веществ  в слоях почвы. Это не может  не сказаться на здоровье человека, поскольку урожай, собранный с  растений, выращенных на отравленной  земле, также содержит частицы этих ядов. Исходя из повышения заболеваемости людей, и происходит оценка загрязнения  почв - биодиагностика. Загрязнение  почвы - вопрос больной. Огромное количество пестицидов и химически тяжелых  веществ поступают в почву  по вине человека. Взвешенные частицы  из воздуха попадают в почву во время дождей. Сточные воды, не правильно  подведенные, так же влияют на почву. Это бич, с этим надо бороться. Причем незамедлительно!

                                      Охрана водных ресурсов

Охрана вод - это система мероприятий, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения, засорения и истощения вод Охрана воды предусматривает установление видов и значений показателей водопотребления и во одовид ведения, а также качества воды Она предусматривает разработку методов и средств очистки стоков, контроль качества воды и стоковів.

В природе происходит постоянный круговорот воды, который обеспечивается испарением, транспирацией воды растениями, выпадением осадков Скорость водообмена характеризуется  следующими данными, годы: Мировое ный  океан - 2500 (перемешивания 63); подземные  воды - 400; воды озер - 17, воды болот - 5 В  реках водообмен происходит за несколько  дней, а в организме человека - за несколько годыин.

В процессе кругооборота вода транспортирует тепло, растворяет и переносит природные  элементы, разрушает и превращает литосферу, участвует в метеорологических  и гидрологических процессах, являются средой обитания водных организмов и  растений, которые обеспечивают производство значительной части кислорода Количество и качество воды восстанавливаются, если обеспечиваются необходимые для  этого условия Однако развитие промышленности, т транспор, сельского хозяйства, урбанизация привели к тому, что  естественные водоемы уже не могут  самоочищаться, поэтому нужны искусственные сооружения для очистки воды.

  Классификация основных загрязнителей водных ресурсов.

Многообразие промышленных и коммунальных стоков затрудняет их классификацию. По содержанию загрязнений водоемы разделяют на три группы: содержащие неорганические, органические, бактериальные ибиологические вещества.

В первую группу входят минеральные примеси, содержащие частицы песка, глины, минеральных солей, кислот, щелочей, сернистые соединения, ионы тяжелых металлов. К ним следует отнести воды сернокислотных, содовых и азотно-туковых заводов, шахт и рудников, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и других отраслей промышленности, сточные воды которых неблагоприятно действуют на естественную воду, значительно ухудшая ее природные свойства – вкус, запах, цвет, прозрачность, рН.

Ко второй группе загрязнений относят органические вещества, в которые входят и ядовитые. Такие сточные воды обычно поступают в водоемы с нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, предприятий синтетического каучука и органического синтеза, коксохимических, газосланцевых, ферромарганцевых и других предприятий. Эти стоки содержат опасные для растительности и живых организмов водоемов фенолы, смолы, сероводород, аммиак, кетоны, нафтеновые кислоты и отходы нефтепродуктов.

Третья группа загрязнений – сточные воды бытового хозяйства, сбросы предприятий медицины и пищевой промышленности; сюда следует отнести также стоки некоторых промышленных предприятий – бойен, кожевенных заводов, биофабрик, производств обработки шерсти, мехов и др.

По источнику загрязнений  сточные воды разделяют на промышленные, сельскохозяйственные, бытовые и  атмосферные.

 Промышленные сточные воды являются следствием производства различных отраслей народного хозяйства, среди которых наиболее крупные потребители воды – это черная и цветная металлургия, химическая, нефтехимическая, лесохимическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

Сельскохозяйственные  загрязнения водоемов обусловлены использованием ядохимикатов для подавления вредителей и болезней растений, сорняков. Эти химикаты смываются с больших территорий и неизбежно оказываются в водоемах. Кроме того, большие массы загрязнений поступают в водные объекты от животноводства.

Бытовые сточные воды связаны с жизнедеятельностью городов  и населенных пунктов. Это в основном бытовые стоки, содержащие фекалии, микроорганизмы, в том числе патогенные.

Атмосферные воды содержат загрязнители промышленного происхождения, попадающие в воздух, а затем захватываемые конденсирующейся атмосферной влагой, а также поступающие с испарением из стоков воды, смывающей городские улицы, территории промышленных предприятий.

Уже говорилось, что  загрязнение прудов, рек, озер, морей  и океанов с каждым годом резко  возрастает, поэтому необходимо подробнее  остановиться на перечисленных источниках загрязнения.

К основным источникам загрязнения природных  вод относятся сточные воды промышленных и коммунальных предприятий. Среди первых – это отходы производства при разработке рудных и других ископаемых, отходы древесины при обработке и заготовке лесных материалов, первичная обработка льна и других культур, сбросы водного и железнодорожного транспорта. Кроме того, из промышленных сточных вод особо важное значение в загрязнении водоемов поверхностно-активными веществами (ПАВ) и синтетическими моющими средствами (СМС) имеют стоки предприятий легкой промышленности, особенно текстильной, кожевенной, меховой. Здесь они применяются в качестве моющих средств для очистки шерсти, хлопковой пряжи, при крашении, отбелке и печатании тканей, или, например, для обезжиривания сырых кож при их дублении. В других отраслях ПАВ необходимы в различных "мокрых" технологиях, таких, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химического производства.

Еще одним крупным  загрязнителем водоисточников с  применением ПАВ стала нефтедобывающая промышленность, широко использующая в своих технологических процессах эти синтетические вещества. Так, ПАВ нужны для улучшения технологии бурения нефтяных и газовых скважин, для борьбы с отложениями парафина, коррозией оборудования.

Сброс в природные  водоемы СМС даже в незначительном количестве ведет к образованию  пены, а также придает воде неприятный специфический запах. Синтетические  моющие средства угнетающе действуют  на биохимические процессы, а концентрация их в воде около       1 мг/л приводит к гибели мелкого планктона, при увеличении до 3 мг/л – гибели дафний, до 5 мг/л – замору рыбы.

Промышленные  и газодобывающие предприятия обильно загрязняют сточные воды минералами, неорганическими веществами, солями и кислотами. Выбросы часто содержат соли металлов, сами металлы и их окислы, различные кислоты и цианистые соединения, которые, воздействуя на организм человека, могут вызвать интоксикацию, а при определенной токсической дозе привести к выраженному отравлению с комплексом характерных патологических сдвигов в организме. Водные организмы накапливают в себе отравляющие вещества, которые медленно выводятся и почти не обезвреживаются (ДДТ, ртуть, свинец). Многие из этих веществ обладают способностью сохраняться в воде в течение многих лет и создавать опасность отравления людей.

Международная статистика свидетельствует о том, что "токсическая  ситуация", сложившаяся в экономически развитых странах, характеризуется  постоянным ростом числа общих отравлений, среди которых на первом месте  по частоте бытовые и случайные  отравления, на втором – так называемые суицидальные, или преднамеренные, на третьем – профессиональные отравления, относящиеся к производственным заболеваниям и травмам.

   Особое место среди объектов, загрязняющих гидросферу, занимает химическая промышленность со всеми примыкающими к ней отраслями в промышленно развитых странах. Быстрое развитие химической промышленности отражает зримые, общемировые проблемы ее развития. Среди стран мира, располагающих мощной химической промышленностью, в первом ряду находятся США, Россия, Великобритания, Германия, Франция, Япония. США производят около 30% всей мировой химической продукции

Среди продуктов производства, загрязняющих водоемы токсическими веществами, опасными для многих водных организмов, широко распространены углеводороды – нефть, мазут, бензин, керосин и  др. Попадая в водоем со стоками, они придают воде неприятный запах, изменяют цвет, покрывают поверхность  воды пленкой, а смешиваясь с моющими  синтетическими средствами – толстой  пеной. Это резко нарушает естественный процесс газообмена с атмосферой и, в конце концов, приводит к значительному  понижению содержания кислорода  в воде и, как следствие, отмиранию  жизни в водоеме.