Глобальная экология шпоры
.docx
17. Экологические аспекты здоровья человека. Генетика человека и генетический груз. Экологические аспекты патологии многообразны. Они могут быть разделены на аутогенные, т.е. на последствия неправильного поведения самих людей, и природные. К аутогенным относят патологии «образа жизни». К ним относится большое количество заболеваний прямо или опосредованно вызванных различными отклонениями и нарушениями двигательной активности, питания, режима работы и отдыха, физическими и психоэмоциональными перегрузками, чрезмерными социальными контактами. Этими причинами обусловлены большинство психических, нервных и гормональных расстройств, многие сердечнососудистые заболевания, нарушения обмена веществ, болезни крови, органов пищеварения, костно-мышечной системы, мочеполовой системы, осложнения беременности и родов и другие расстройства. Патологии человека, связанные с загрязнением окружающей человека среды. Загрязнение окружающей среды всегда было опасным источником различных заболеваний. Развитие гигиены и антисанитарии, применение сильных дезинфицирующих средств, а затем и специализированных ядов – биоцидов и пестицидов постепенно привело к качественному изменению загрязнения окружающей человека среды. К большому числу современных загрязнителей организм человека не располагает эффективной иммунной защитой, а механизмы детоксикации и выведения ядов часто уже не справляются с задачей самоочищения. К тому же некоторые синтетические ксенобиотики являются сильными мутагенами и могут вызывать опасные модификации патогенных микробов, вирусов и других агентов. Природные экологические аспекты патологий человека связаны в основном с географическими факторами размещения человеческих популяций и распространения болезней. В зависимости от конкретных причин они распадаются на три категории. 1. Непосредственной причиной нарушения нормальной жизнедеятельности организма и возникновения патологического процесса могут быть абиотические факторы среды, присущие какой-либо природной зоне. Ясна, например, связь географического распределения обморожений, «полярной одышки», тепловых ударов, горной болезни, ползучей язвы роговицы и некоторых форм рака кожи с зональным климатом, высотой местности и интенсивностью ультрафиолетового излучения. Роль географических факторов выражается также в различных нарушениях, связанных с питанием, когда в пище или питьевой воде отсутствуют или находятся в дефиците незаменимые элементы. Эти недостатки питания могут быть обусловлены местным особенностями химического состава почвы, видов выращиваемых культур, традициями земледелия, переработки зерна и приготовления пищи. Происхождение и распространение многих заболеваний связаны с биотическими компонентами окружающей среды – вирусами, бактериями, простейшими, всевозможными паразитами и их переносчиками и промежуточными хозяевами – различными животными. От распространения этих агентов и география микробиальных и паразитарных инфекций. Во многих случаях экология патогенных организмов и переносчиков, среда и циклы их размножения определяют этиологию заболевания. Генетический груз – часть наследственной изменчивости популяции, определяющая появление менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в результате естественного отбора. Генетический груз - неизбежное следствие генетического полиморфизма. Существует 3 типа генетического груза. Мутационный генетический груз - побочное действие мутационного процесса. Стабилизирующий естественный отбор удаляет вредные мутации из популяции. Сегрегационный – характерен для популяций, использующих преимущество гетерозигот. Удаляются хуже приспособленные гомозиготные особи. Если обе гомозиготы летальны – половина потомков погибает. Субституционный – происходит замена старого аллеля новым. Соответствует движущей форме естественного отбора и переходному полиморфизму. Генетический полиморфизм создает все условия для протекающей эволюции. При появлении нового фактора в среде популяция способна адаптироваться к новым условиям. Пример - устойчивость
насекомых к различным видам инсектицидов.
18. Глобальные экологические проблемы. Относятся те, что касаются всего человечества в целом и негативно влияют на биосферу Земли. В зависимости от времени появления делятся на два вида: природного характера, связанные с доисторическим периодом без научных открытий и промышленного производства; искусственные, появлению которых способствовал человек. С природными экологическими проблемами биосфера справлялась самостоятельно, приспосабливаясь и адаптируясь, но ее ресурсы постепенно исчерпались. Человек успешно борется с техногенными катастрофами или ликвидирует аварии на атомных станциях. Спасатели эвакуируют людей, локализуют источник, специалисты восстанавливают разрушенные города, принимая меры по исключению повторения трагедии. Но человек не способен устранить нанесенные катастрофой негативные последствия. Они, подобно трещинкам от удара по стеклу, постепенно расползаются и угрожают целостности всей экосистемы городов. Проблемы окружающей среды приводят к перерождению природной экосистемы, самостоятельно устраняющей экологические проблемы, в искусственную, существование которой невозможно без поддержки человека. Глобальное потепление. Ученые расходятся во мнениях относительно причины повышения в последние сто лет на один градус средней температуры на земле. В качестве гипотез рассматривается увеличение объемов перерабатываемого топлива, работа электростанций, сжигание в факелах сопутствующего нефтепродуктам газа. Не исключается перенаселение планеты, уничтожение лесов, уменьшение озонового слоя. Экологическая проблема приводит к таянию ледников и, как результат, затоплению суши, частым ураганам, исчезновению многих видов растений и животных. Загрязнение мирового океана. К основным, загрязняющим мировой океан, веществам относятся следующие: · нефтепродукты после крушения танкеров; · радиоактивные вещества, захороненные в контейнерах на дне океана; · радиоактивные вещества, полученные в результате подводных и надводных ядерных взрывов; · отходы сельскохозяйственной деятельности и пищевой промышленности; · не разлагаемые синтетические материалы химической промышленности; · отходы промышленного производства и сточные воды. Разрушение озонового слоя. Озоновый слой — тонкая полоска стратосферы. Свое название получил из-за высокого содержания озона. Его польза связана со способностью поглощать ультрафиолет. Озоновый слой защищает все живое от ультрафиолетовых солнечных лучей. Истощение озонового слоя связывают с использованием хлорфторуглеродов, которые входят в состав охлаждающих жидкостей для холодильников и кондиционеров, используются в аэрозолях, огнетушителях. Нарушение озоновой защиты приводит к беспрепятственному проникновению ультрафиолетового излучения на поверхность земли, это снижает иммунную защиту человека, приводит к повреждениям глаз и ряду заболеваний кожи, вплоть до рака. Загрязнение почвы. Источников для загрязнения почвы предостаточно: · твердые и жидкие отходы промышленных предприятий и бытовые отходы; · тяжелые металлы — отходы промышленного производства; · сельскохозяйственные удобрения; · попадание вредных веществ из атмосферы. Загрязнение атмосферы. К искусственным экологическим проблемам добавляется загрязнение атмосферы во время лесных пожаров и извержений вулканов, естественный радиационный фон, органические испарения, рассеивание пыльцы. В результате загрязнения атмосферы увеличилось количество людей с болезнями легких и бронхов, постепенно снижается численность растений и отмирают особи животного мира. Современный город поглощает огромное количество энергии и ресурсов взамен выбрасывая стоки и отходы, оставляя дикой природе все меньше места. Экосистема не имеет ресурсов для восстановления. Глобальная экологическая проблема состоит из совокупности проблем, все они связаны с человеком и направлены на его жизнеобеспечение.
19. Экологический мониторинг. Биомониторинг. В конце 60-х гг. двадцатого века многие страны осознали, что необходима координация усилий по сбору, хранению и переработке данных о состоянии окружающей среды. В 1972 г. в Стокгольме прошла конференция по охране окружающей среды, где впервые возникла необходимость договориться об определении понятия “мониторинг”. Решено было под мониторингом окружающей среды понимать комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Термин появился как дополнение к термину “контроль состояния окружающей среды”. В настоящее время под мониторингом понимают совокупность наблюдений за определенными компонентами биосферы, специальным образом организованными в пространстве и во времени, а также адекватный комплекс методов экологического прогнозирования. Основные задачи экологического мониторинга: наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз ее состояния, определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников воздействия. В конечном счете целью экологического мониторинга является оптимизация отношений человека с природой, экологическая ориентация хозяйственной деятельности. Экологический мониторинг возник на стыке экологии, биологии, географии, геофизики, геологии и других наук. (Выделяют различные виды мониторинга в зависимости от критериев: — биоэкологический (санитарно-гигиенический); — геоэкологический (природо-хозяйственный); — биосферный (глобальный); — геофизический; — климатический; — биологический; — здоровья населения и др). Биомониторинг является составной частью экологического мониторинга - слежения за состоянием окружающей среды по физическим, химическим и биологическим показателям. В задачи биомониторинга входит регулярно проводимая оценка качества окружающей среды с помощью специально выбранных для этой цели живых объектов. Лучше других отработана система биомониторинга водной среды. Госгидромет использует классификатор качества вод, включающий шесть классов. Оценивают показатели донных беспозвоночных, перифитона (обитатели водных растений), фито-, зоо- и бактериопланктона. Среди отслеживаемых показателей видное место заняли биологические индикаторы: эпифитные лишайники, напочвенная растительность, кустарниковая и древесная растительность, проективное покрытие деревьев, биомасса деревьев, химический состав хвойных игл, микроэлементы в хвое, почвенные ферменты, микориза, скорость разложения растительных остатков и один из прочих методов биомониторинга по выбору. Наиболее развиты системы регионального мониторинга в Германии и Нидерландах. Для примера рассмотрим одну из систем биомониторинга, принятую в Германии (земля Баден-Вюртемберг). Она предполагает оценку следующих показателей: • степени дефолиации (преждевременной потери листвы) бука, ели и пихты; • состава поллютантов в листьях и хвое; • сукцессии (закономерной смены) травянистой растительности; • жизненности травостоя и содержания в нем поллютантов; • площади покрытия эпифитных лишайников; • численности коллембол (мелких почвенных членистоногих) и наземных моллюсков; • аккумуляции поллютантов в дождевых червях. Результаты мониторинга представляют в виде таблиц и графиков. К числу удачных способов относится метод «Амебы». Рисуют круг, который делят линиями на равные секторы по числу измеряемых показателей. Линия окружности означает их нормальные значения. Показатели могут быть химическими (содержание тяжелых металлов, фосфора и т.д.), физическими (уровень фунтовых вод, мутность и пр.) и биологическими (численность, разнообразие и другие характеристики биоиндикаторов). Далее в каждом секторе закрашивают площадь, пропорциональную значениям соответствующего показателя. Линии могут выходить за пределы круга, если значения «зашкаливают», тогда у «Амебы» появляются «выросты-ложноножки». Результаты мониторинга, представленные в виде ряда таких рисунков, наглядно выявляют направление «движения Амебы» и, соответственно, направление изменений в экосистеме.
20. Экологическая экспертиза территорий и проектов. Экологическая экспертиза является одним из жизненно-важных способов выявления влияния любых аспектов человеческой деятельности на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду и предусматривает тем самым реализацию конституционного права субъектов РФ на совместное с РФ ведение вопросов охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности. Экологическая экспертиза — установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы. Законодательной основой экологической экспертизы являются такие основополагающие правовые акты, как Конституция РФ, з. «Об охране окружающей природной среды», ФЗ «Об экологической экспертизе», а также законов и иных нормативных правовых актов субъектов РФ. Эк. экс основывается на принципах: презумпции потенциальной экол. опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности; обязательности проведения государственной эколо. эксп. до принятия решений о реализации объекта экол. эксп.; комплексности оценки воздействия на окр. природ. среду хоз. и иной деятельности и его последствий; обязательности учета требований экол. безоп. при проведении экол. экс.; достоверности и полноты информации, представляемой на эксп.; независимости экспертов при осуществлении ими своих полномочий в области экол. эксп.; научной обоснованности, объективности и законности заключений экол. эксп.; гласности, участия общественных организаций (объединений), учета обществ.мнения; ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы. В РФ осуществляются государственная и общественная экол.эксп.Действующими нормативными актами определены два основных механизма, целью которых является учет воздействия намечаемой деятельности на окружающую среду при принятии решений. Это экол.эксп. и оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Эколог.эксп., государственная или общественная, проводится специальной комиссией по окончании подготовки проектной документации. Эта комиссия должна сделать вывод о возможности или невозможности осуществления намечаемой деятельности. Положительное заключение государственной экспертизы необходимо для реализации проекта. Экологическая экспертиза обязательна практически для любой намечаемой деятельности. Одним из немногих исключений являются проекты строительства зданий, осуществляемые в соответствии с ранее утвержденным генпланом. Основным источником информации о намечаемой деятельности является заказчик проектной документации. На стадии подготовки документации заказчик обязан информировать общественность путем проведения общественных слушаний или обсуждения в средствах массовой информации. Согласно Закону «Об экологической экспертизе» заказчик представляет на экологическую экспертизу «материалы оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности» для любого проекта. На стадии государственной, общественности также предоставляется право на получение информации: о результатах проведения экологической экспертизы.
21. Методы ОВОС. Прогнозирование - это процесс получения данных о возможном состоянии объекта и природно-антропогенных ландшафтах в зоне его влияния в течение заданного периода времени. Среди основных методов прогнозирования выделяют: экспертные(интуитивные) применяют, если об объекте нет достоверных сведений и неизвестны количественные зависимости между прогнозируемыми процессами и явлениями. Используют их при: анализе возможных альтернатив; уточнении граничных параметров. Под фактографическим(формализованным) понимают метод экстраполяции и прогнозирования по аналогии. Метод экстраполяции применяется при наличии пространственных статистических рядов. Прогнозирование по аналогии предусматривает экстраполяцию закономерностей, найденных на существующих объектах на проектируемый, при условии совпадения природных условий и технологий. Матричный метод позволяет установить причинно- следственные связи. Большое значение имеют картографические методы. Они эффективно сочетают содержательную географическую информацию, наглядность представления и комплексность сложных систем. Для ОВОС используется существующая картографическая основа, с последующей отработкой ее в соответствии с поставленной целью. При этом объект отработки должен иметь стабильные пространственные характеристики. При динамике объекта необходима отработка серии карт, с использованием аэрокосмических снимков. В методе экологического картографирования обычно применяются два типа карт: • карты-схемы состояния отдельных компонентов ПС; • аналитические (оценочные) карты-схемы интенсивности регионального природопользования. К преимуществам данного метода относится комплексная оценка природной среды и компонентов. Минусом картографического метода является необходимость подтверждения данных другими методами. Для выявления масштабов и зон воздействия часто используется метод совмещения анализа карт. Суть метода заключается в том, что составляются карты-схемы по каждому типу природопользования и каждому виду воздействия. Карта-схема составляется на кальке, и затем карта-схема воздействия накладывается на карту-схему природопользования. Это позволяет установить интенсивность нарушений и фактическую природу социально-экономического характера, затрудняющая осуществление проекта. Методом совмещения оценивались воздействия линий электропередач и автомобильных дорог на окружающую среду, устанавливались участки особо охраняемых природных территорий и свободное пространство для застройки. Для определения первичных изменений и цепи их следствий применяется метод потоковых диаграмм и сетевых графиков. Метод предполагает составление перечня различных вариантов природопользования и характерных для них типов воздействия. Далее определяются связанные с этим воздействием изменения в компонентах окружающей среды. Плюсом данного метода является то, что позволяет проследить отдаленные последствия. Минусы: преувеличение количества показателей, матрицы становятся громоздкими и сложными для анализа; учитывается изменение только компонентов окружающей среды. Моделирование экосистем является довольно распространенным методом. Прежде всего применяется имитационное моделирование, отражающее количественные зависимости между воздействиями и позволяющее рассматривать экосистемы в динамике. Метод Бателле основан на анализе четырех основных систем: экологической, физико-химической, сферы чувственного восприятия и социологической. Для каждого фактора разработаны индексы качества окружающей среды, ранжируемые от нуля до единицы. Каждый фактор задается как разность между существующим на момент оценки состоянием окружающей среды и ее состоянием после реализации воздействия. Каждому фактору присваивается относительный вес. Воздействие проекта оценивается как разность изменения в природной среде при реализации альтернативных вариантов. Метод отмечается достоверностью при условии: наличия большого объема достоверно-статистической информации; постоянно проводимых исследований состояния ОС; стандартного представления заказчиком заявления ОВОС. Минусом метода является достаточная степень субъективности при установлении весов. ГИС — это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно координированных данных. Возможности, которые представляют ГИС-технологии при проведении ОВОС, дают основу для более оперативного, обоснованного и рационального планирования размещения объектов ОВОС. При использовании ГИС значительно возрастают возможности обработки больших массивов информации, что необходимо при комплексном системном подходе к реализации ОВОС. Важной составляющей ГИС является возможность статистического анализа и моделирования различных процессов, что необходимо при проведении ОВОС.
22. Демографическая проблема и сценарии динамики народонаселения. Суть в чрезвычайно быстром и неравномерном росте населения Земли со второй половины XX в. Население земли 7,6 млрд человек. Демографический взрыв был вызван подъемом экономики, улучшением медицинского обслуживания после Второй мировой войны, неграмотностью населения, в первую очередь женщин, и отсутствием социального обеспечения стариков в развивающихся странах(дети опора родителей). Прирост населения среди стран и регионов крайне неравномерен. Менее развитые страдают 95% прироста населения мира. Демографическое давление осложняет продовольственную и экологическую ситуацию. Увеличение населения беднейших стран начало оказывать необратимое воздействие на окружающую среду. В 1990-е годы изменения достигли критических масштабов. Они включают в себя непрекращающийся рост городов, деградацию земельных и водных ресурсов, развитие парникового эффекта. Этнические проблемы и проблемы беженцев вызваны несоразмерностью прироста населения в развивающихся странах и возможностями по удовлетворению их социальных потребностей. Например, быстрый рост народонаселения не позволяет стабилизировать проблему безработицы, затрудняет решение проблем образования, здравоохранения, соц. обеспечения. Существует мнение, что наряду с «демографическим взрывом» предыдущих десятилетий серьезной проблемой становится так называемый «городской взрыв» (ускоренная,неупорядоченная урбанизации). Города являются крупнейшими центрами потребления всех природных ресурсов - земельных, энергетических, продовольственных. Дефицит энергии, сырья и качественной воды все более болезненно проявляется в крупных городах мира. В городах производится 4/5 всей продукции, и они «ответственны» за 4/5 загрязнения атмосферы. Пути решения. С целью решения демографической проблемы ООН приняла «Всемирный план действий в области народонаселения». При этом прогрессивные силы исходят из того, что программы планирования семьи могут содействовать улучшению воспроизводства населения. Демографической политики недостаточно, она должна сопровождаться улучшением экономических и социальных условий жизни людей. На Международном форуме «Народонаселение в XXI веке», ( 1989 г. в Амстердам), были определены ряд задач (всеобщее снижение уровня рождаемости, сокращение ранних браков и подростковой беременности). Наиболее мощно и целенаправленно, хотя и с большими перегибами, политика ограничения рождаемости проводилась в Китае. С 1949 по 1982 г. Китай удвоил свое население, подарив планете примерно каждого пятого ее обитателя. В 1995 г. в Китае проживало 1211 млн человек. При 20% населения планеты Китай располагает 7% пахотных земель. За приростом населения не поспевают энергоресурсы и запасы воды: уже сейчас 236 крупных городов Китая испытывают нехватку воды. Хозяйственная деятельность при традиционном пренебрежении к экологии грозит почти вдвое увеличить загрязненность и без того мутных водоемов. Эрозия почв возрастет на четверть, а площадь пустынь увеличится на 40%. Политика планирования семьи сформулирована в положении: «Один ребенок в семье и стимулирование поздних браков». При рождении второго ребенка отец платит штраф в три своих месячных оклада и может потерять работу. Гражданам, проживающим в сельских районах, разрешается иметь второго ребенка, если первой родилась девочка. Политика ограничения рождаемости, требует повышения грамотности населения, в первую очередь женщин. Грамотность способствует ограничению рождаемости. Согласно данным исследования, проведенного в Мексике в 1975 г., в семьях безземельных крестьян насчитывается в среднем 4,4 ребенка, причем матери в основном неграмотны (если женщина окончила начальную школу, то среднее число детей в такой семье — 2,7 ребенка). Важную роль в снижении рождаемости играет возраст вступления в брак. Женщины без образования вступают в брак значительно раньше.
23. Проблемы сохранения биоразнообразия. Биоразнообразие — это разнообразие жизни на Земле. Оно включает все организмы, виды и популяции, генетические вариации, комплексные совокупности общин и экосистем, а также их связи с окружающей средой. Оно является основой жизни на Земле: чем большее число растительных и живых организмов образуют экосистему, тем более она устойчива. В последнее время человечество осознало, что дикие животные и растения полезны для окружающей среды и являются неотъемлемой частью природных экосистем. Даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезны, хотя и приносят пользу косвенным путем. Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенному изменению видового состава обитателей Земли. По мнению экспертов, в ближайшие 20–30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25% всего биоразнообразия Земли. Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно растет. Называют четыре основные причины исчезновения видов: утрата среды обитания, фрагментация и модификация; чрезмерная эксплуатация ресурсов; загрязнение окружающей среды; вытеснение естественных видов экзотическими. Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер. Подсчитано, что сокращение 70% тропических лесов ведет не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30% численности видов, обитавших на соседних участках. Многие морские виды уничтожаются ввиду коммерческой эксплуатации моря. Крупные наземные животные, в частности африканский слон, также находятся под угрозой исчезновения вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки на зоны их естественного обитания. Большую опасность для окружающей среды представляет ее загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками, в частности пестицидами. Изменения климата в результате выброса в атмосферу парниковых газов, по прогнозам специалистов, могут привести к нарушению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других возрастет. Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям для человека и даже его существования на Земле. Разрабатываются меры, направленные на сохранение биоразнообразия: • защита особой среды обитания – создание охраняемых природных территорий; • защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации; • сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.