1.2. Человек и природная среда

Живыми организмами освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Биологи еще часто выделяют четвертую среду жизни – сами живые организмы, заселенные паразитами симбионтами.

Среда обитанияорганизма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни.

Воздействие среды воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими. Экологические факторы– это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на:

1. Абиотические– вся совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают:

• Физические факторы– те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.) – температура, ветер, влажность, течение (в воде) и т.п.

• Химические факторы– это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды (при высокой солености – жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать как в Мертвом море, в пресной воде морские организмы не выживают), содержание растворенного кислорода и т.п.

• Эдафические факторы, т.е. почвенные, – это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т.е. те, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему.

2. Биотические– совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В последнем случае речь идет о способности самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создается особыймикроклимат, илимикросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно-влажностный режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом – прохладнее и влажнее.

3. Антропогенные– факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т.д.).

1.2.1. Виды антропогенных воздействий на окружающую среду

Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные. К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и др.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке лесов на больших площадях, истощение запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений. Главным и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение.

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких, газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояний растений и экосистем.

По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным, региональным и глобальным. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение.

Под физическим загрязнениемпонимают изменение физических параметров среды: температурно-энергетических (тепловое или термальное), волновых (световое, шумовое, электромагнитное), радиационных (радиационное или радио-активное) и т.п.

Химическое загрязнение характеризуется изменением химических свойств среды, оказывающих отрицательное воздействие на экосистемы и технологические устройства.

Содержание химического загрязнителя в среде (воздух, вода, почва) характеризуется концентрацией. Концентрация – отношение числа частиц загрязнителя, его массы к единице объема среды. Концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе измеряется в мг/м³, в воде – мг/л, в почве и пищевых продуктах – мг/кг.

Биологическое загрязнениесвязано с привнесением в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий мест обитания в результате физических, химических воздействий.

Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, извержение вулканов, селевые потоки и т.д.

Различные виды антропогенного загрязнения обладают рядом общих свойств:

1. Важное различие в характеристике загрязнителей – разлагаемость –подвержены они биологической деструкции или нет. Разлагаемыми являются обычные органические отходы – бытовые сточные воды, которые перерабатываются бактериями за короткий период времени, энергетические загрязнители – шум, который по мере удаления от источника быстро рассеивается и совсем исчезает.

Другие загрязнители являются чрезвычайно стойкими и не разлагаются, не перерабатываются живыми организмами – это различные неорганические вещества, ядохимикаты, детергенты (моющие вещества), тяжелые металлы, а также радиоактивные вещества с большим периодом полураспада.

2. Токсичность –способность вызывать патологические изменения в организме, которые приводят человека к потере работоспособности или к гибели. Количественно токсичность вещества оценивают дозой. Токсичность одного и того же вещества даже при проникновении в организм одним путем различна для разных видов животных или человека, также заметно различается в зависимости от способа поступления в организм.

3. Канцерогенность –способность определенного вещества или фактора (физической, химической, биологической природы) вызывать мутации - изменения генетической структуры клетки, которые в последующем могут вести к процессу развития опухоли.

4. Мутагенность – способность вызывать генетические изменения (в структуре генов, структуре и количестве хромосом. Мутагенами могут быть различные факторы (в том числе химические вещества).

Количество загрязняющих веществ огромно, и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. Поэтому ученые выделяют приоритетные, как в локальном, так и в глобальном масштабе, загрязняющие вещества или группы веществ:

• диоксид серы (с учетом эффекта вымывания диоксида серы из атмосферы, и попадания образующихся в результате этого процесса серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы;

• тяжелые металлы: в первую очередь свинец, кадмий и особенно ртуть ( с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);

• некоторые канцерогенные вещества, в частности бенз(а)пирен;

• радионуклиды и другие радиоактивные вещества;

• нефть и нефтепродукты в морях и океанах;

• хлорорганические пестициды (в сельских районах);

• оксид углерода и оксиды азота (в городах).

Как правило, причиной появления завышенных концентраций всех этих компонентов являются источники городской среды.