СНИЖЕНИЕ ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 13Следующая ⇒

В настоящее время биологические ресурсы Земли находятся под угрозой. Биоразнообразие– это огромное количество генов, видов и экосистем. Сейчас темпы исчезновения видов в 50 – 100 раз превышают естественный показатель.

Биоразнообразие определяет устойчивость глобальной экосистемы – биосферы Земли. В связи с этим, сохранение видового разнообразия характеризует насколько хорошо справляется человеческая цивилизация с задачей достижения устойчивого развития.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Биосфера Земли подвергается постоянным изменениям под влиянием естественных (природных) и искусственных (антропогенных) воздействий. Естественные воздействия могут рассматриваться как фоновые. Искусственные антропогенные воздействия подразделяются на намеренные (разработка полезных ископаемых, развитие теплоэнергетики и др.) и ненамеренные, носящие как правило негативный характер (деградация земель, загрязнение атмосферы, отторжение лесных массивов и другие).

Для контроля за изменениями окружающей среды под воздействием естественных и антропогенных факторов осуществляется мониторинг биосферы. Термин «мониторинг» происходит от латинского слова monitor - напоминающий, надзирающий. Таким образом, экологический мониторинг – непрерывный контроль за состоянием окружающей среды и использованием основных природных ресурсов (воды, воздуха, почвы, растительного и животного мира). Экологический мониторинг возник при попытке разделить естественные и антропогенные изменения окружающей природной среды; он является информационной системой, созданной с целью наблюдения и прогнозов изменений в окружающей природной среде для выделения антропогенной составляющей на фоне естественных процессов.

Мониторинг осуществляется по следующей схеме:

С одной стороны: 1.наблюдение, 2.оценка наблюдения, 3.регулирование качества окружающей среды. С другой стороны: 1.прогноз, 2.оценка прогноза, 3.регулирование качества окружающей среды.

На основе оценки наблюдения, прогноза и способов регулирования качества окружающей среды производится корректирование методов наблюдения с целью повышения их достоверности и информативности (рис. 5.1).

Рисунок 5.1. - Схема экологического мониторинга

Задачами экологического мониторинга как правило являются:

- выбор места проведения наблюдений,

- аппаратурное обеспечение проведения наблюдений,

- систематизация полученных результатов наблюдений.

Различают следующие виды мониторинга:

- мониторинг зон (города, водоемы, лесные массивы и др.),

- мониторинг сред (атмосферный воздух, вода водоемов и др.),

- мониторинг примесей (контроль за содержанием различных веществ),

- мониторинг источников (контроль предприятий).

При проведении экологического мониторинга используется понятие ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ (ПДЭН) , под которой понимают такое воздействие, которое либо не влияет на качество окружающей среды, либо изменяет его в допустимых пределах, то есть не нарушает экосистему и не вызывает отрицательных последствий у живых организмов и в первую очередь – у человека.

Различают следующие уровни мониторинга:

- фоновый,

- промежуточный,

- импактный (от слова impact – столкновение, то есть контроль в месте выброса каких-либо загрязнений).

Экологический мониторинг предусматривает постоянный контроль за состоянием атмосферы, гидросферы, литосферы (прежде всего – почвы), биоты, радиационный мониторинг и др.

При контроле за атмосферой проводится оценка комплексного влияния различных загрязняющих веществ. Количество различных загрязняющих веществ сравнивается с ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ (ПДК), под которыми понимают такие концентрации, которые при постоянном воздействии не вызывают различных заболеваний у человека при жизни настоящего и последующего поколений и не приводят к изменениям в экосистемах.

Различают: ПДК в атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточные – при воздействии не более 30 минут и максимально-разовые – при воздействии более 30 минут), а также ПДК воздуха рабочей зоны (места работы человека). ПДК измеряются в мг/м³.

По характеру воздействия на организм человека различают следующие виды вредных (загрязняющих) веществ:

- общетоксичные , которые вызывают отравление всего организма (например, окись углерода),

- раздражающие , которые вызывают раздражение дыхательных органов, слизистых оболочек (например, сернистый газ, окислы азота),

- сенсибилизирующие, которые вызывают аллергические заболевания (например, формальдегид),

- канцерогенные, которые вызывают онкологические заболевания (например, соединения никеля, окислы хрома),

- фиброгенные, которые вызывают заболевания легких (например, окись алюминия, двуокись кремния),

- мутагенные, которые вызывают изменение наследственной информации (например, свинец, марганец).

По степени опасности воздействия вредные вещества подразделяются на четыре класса:

- 1 класс (чрезвычайно-опасные),

- 2 класс (высокоопасные),

- 3 класс (умеренно-опасные),

- 4 класс (малоопасные).

По усредненным концентрациям 5 наиболее важных для данного региона веществ и сравнении их с ПДК, можно определить индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для водной среды (гидросферы) проводится контроль за уровнем загрязнений по физическим, химическим (сравнение с ПДК загрязнителей воды в мг/л) и гидробиологическим характеристикам.

Вода является одним из важнейших компонентов биосферы и необходимым фактором существования живых организмов. В настоящее время значительно возросло антропогенное воздействие на гидросферу. Открытые водоемы и подземные водоисточники являются объектами Государственного санитарного надзора. Требования к качеству воды регламентируются соответствующими нормативными документами. Нормативные требования к воде, используемой человеком можно разбить на три группы:

- БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ;

- ПОКАЗАТЕЛИ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ воды;

- ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ воды.

Нормативные показатели бактериального состава питьевой воды относятся к общему бактериальному загрязнению и содержанию бактерий группы кишечной палочки.

Показатели безвредности химического состава воды исключают нормы для веществ, встречающихся в водах добавляемых к воде в процессе ее обработки (например, фторировании) и появляющихся в результате промышленного и сельскохозяйственного загрязнения водоисточников.

Органолептические свойства характеризуются интенсивностью допустимого изменения органолептических показателей воды: запах, привкус, цветность, мутность.

Основными источниками загрязнения водоемов являются бытовые сточные воды и стоки промышленных предприятий. Поверхностный сток (ливневые воды) является непостоянным по времени, количеству и качеству фактором загрязнения водоемов. Загрязнение водоемов происходит также отходами водного транспорта и лесосплава.

Водопользование различают двух категорий:

к первой категории относится использование водного объекта в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;

ко второй категории относится использование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения, а также использование водных объектов, находящихся в черте населенных мест.

Гигиеническими нормативами являются ПДК (предельно-допустимые концентрации) - максимально – допустимые концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния при воздействии на организм в течение всей жизни и не ухудшают гигиенические условия водопользования.

Лимитирующими показателями вредности являются:

САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ (с.-т.);

ОБЩЕСАНИТАРНЫЙ (общ.);

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ (орг.).

В соответствии с действующей классификацией химических веществ по степени опасности для водоемов они разделяются на четыре класса:

1 класс – чрезвычайно опасные;

2 класс – высоко опасные;

3 класс – опасные;

4 класс – умеренно опасные.

В основу классификации положены показатели, характеризующие степень опасности для человека веществ, загрязняющих воду, в зависимости от общей токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные побочные явления.

Для оценки антропогенного воздействия на биоту (экосистемы) пользуются понятием устойчивого биогеоценоза, для которого выделяют пять признаков:

1. Биомасса всех основных звеньев трофических цепей должна быть большой, без резкого преобладания фитомассы над зоомассой.

2. Большой биомассе должна соответствовать большая продуктивность, что создает предпосылки для быстрой компенсации возможных потерь на отдельных трофических уровнях.

3. Структура системы в целом и разнородность отдельных трофических уровней должны обеспечивать высокую стабильность биогеоценоза, находящегося в состоянии динамического равновесия.

4. Обмен веществами и энергией в биогеоценозе должны протекать с высокой скоростью, что создает условия для большой скорости самоочищения.

5. Биогеоценоз должен обладать способностью к быстрой адаптации при изменении внешней среды.

Таким образом, экологический мониторинг является важнейшим инструментом при контроле антропогенных воздействий на биосферу в целом.

ОСНОВЫ ОХРАНЫ БИОСФЕРЫ

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ

На планете Земля в связи с наличием на ней Жизни сформировалась особая оболочка, называемая БИОСФЕРОЙ. Эволюция биосферы происходила на протяжении длительного времени, в результате чего сформировались природные системы, включающие в себя растения и животных. Развитие живых организмов в процессе эволюции биосферы представлено на рис.6.1.

Рисунок 6.1. - Распространение некоторых групп живых организмов в процессе эволюции

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

Биосфера Земли в процессе своего развития достигла устойчивого состояния. Различные вещества участвуют в кругообороте, то есть они не могут где-то накапливаться и выводиться из кругооборота.

Человеческая деятельность не только включила в кругооборот множество новых веществ, включая вредные, но и изменила ландшафт посредством сведения лесов, асфальтирования поверхности городов. Строительства поселков и т.д.

Часть вещества, которая непосредственно участвует в кругообороте, называется подвижным (обменным или доступным фондом).

Часть вещества, не принимающая непосредственного участия в кругообороте, называется резервным или недоступным фондом.

Кругооборот воды

Около одной трети энергии Солнца уходит на кругооборот воды.

Рисунок 6.2. - Кругооборот воды

Циркуляция воды переносит другие вещества, как полезные, так и вредные. В результате вырубки лесов меняется кругооборот воды. Гумус в результате этого в почве окисляется и разрушается. Гумус почвы является источником углерода.(в лесном гумусе углерода в четыре раза больше, чем в атмосфере, а в биомассе лесов его в полтора раза больше).

При окислении гумуса высвобождается диоксид углерода в газообразном виде, снижается количество микроэлементов. Если вода циркулирует глубоко в почве и насыщена диоксидом углерода, то это способствует обогащению ее микроэлементами. В настоящее время вода в глубинные слои почвы поступает в значительно меньшем количестве, чем ранее, что может привести к определенным изменениям в ее кругообороте.

Кругооборот углерода

Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углерод из диоксида углерода и водород из воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат растения и животные, а продукт дыхания диоксид углерода поступает в атмосферу.

Реакцию фотосинтеза можно представить в следующем виде:

Солнечная энергия

6 СО₂ + 12 Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ + 6 Н₂О

глюкоза

Рисунок 6.3. - Кругооборот углерода

Кругооборот азота

Атмосферный азот включается в кругооборот благодаря деятельности азот фиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями.

Рисунок 6.4. - Кругооборот азота

Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов, гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака.

Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из кругооборота. Эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.

Кругооборот серы

Сера входит в состав многих аминокислот и представляет собой крайне важный элемент.

Рисунок 6.5. - Кругооборот серы

Находясь глубоко в почве и в морских осадочных породах, соединения серы - сульфиды - переводятся микроорганизмами в доступную форму - сульфаты, которые поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются реакции окисления - восстановления. Глубоко залегающие сульфиды восстанавливаются до серо - водорода, который поднимается вверх и окисляется аэробными бактериями до сульфатов. Разложение трупов животных или растений обеспечивает возврат серы в кругооборот.

В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. Примером может служить повышенный выброс диоксида серы в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях крупных предприятий из-за избытка диоксида серы в воздухе может происходить нарушение процесса фотосинтеза.

Кругооборот фосфора

Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них, попадает в экосистемы, вносится на поля в качестве удобрения. Растения используют только часть этого фосфора. Значительное его количество уносится реками в моря и снова отлагается в виде осадка. Вместе с выловленной рыбой фосфор поступает на сушу в количестве примерно 60000т, добывается ежегодно 1-2 млн. т фосфор содержащих руд. Хотя запасы фосфора велики, в будущем необходимо будет предпринять меры по его возврату в кругооборот веществ.

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 91011 12 13 Следующая ⇒