соотношение полов

2) Динамические (временные)

• рождаемость

• смертность

• скорость роста

1. Общая численность особей в популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме (определяется визуально, выборочно или с помощью закладки площадки).

2. Плотность популяции – количество особей на единицу площади или единицу объема (определяется числом встреч на маршруте движ. животного).

Максимальная плотность сильно варьирует.

Различают среднюю плотность – количество особей на единицу всего пространства и экологическую плотность – количество особей на единицу обитаемого пространства.

3. Пространственное распределение

Существуют следующие типы пространственного распределения особей в популяциях: равномерный (регулярный), диффузный (случайный) и агрегированный (групповой, мозаичный).

а) равномерный тип в идеале характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которое начинается взаимное угнетение. В природе встречается редко (неоднородность среды обитания).

б) диффузный тип распределения – особи распространены в природе случайно. Расстояние между особями различно обусловлен с одной стороны – вероятностными процессами, а с другой – неоднородностью среды. Широко распространен, характерен для животных, у которых социальная связность в пространстве выражена слабо.

в) агрегированный тип распределения выражается в образовании группировок особей, между которых остаются большие незаселенные территории. Характерно для высших животных (позвон. животные, насекомые, образ. колонии; встречаются единицы высших растений. Может быть связана с эндогенными ф-ми (характерен распределением имен, особенности роста) и внешними воздействиями (влияние чел.)

Для животных как подвижных организмов ведущее значение имеет степень привязанности к территории.

Видим, для которого характерен оседлый образ жизни, свойственен интенсивный тип использования территории, при котором отдельные особи или группировки в течение длительного времени эксплуатируют ресурсы на относительно ограниченном пространстве.

Для видов, отличающихся номадным (кочевым) образом жизни, характерен экстенсивный тип использования территории, при котором кормовые ресурсы используются группами особей, постоянно перемещающимися в пределах обширной территории.

4. Возрастной состав популяции

При использовании возрастного состава популяции можно выделить 3 возрастные группы:

а) пререпродуктивная – начальный пер. роста, организмы не способны размножаться.

б) репродуктивный

в) пострепродуктивный

В популяции человека по 1/3.

Численное соотношение различных категорий организмов в составе населения как демографическая структура популяции. При этом имеется ввиду возрастной состав и соотношение полов.

Возраст отражает время существующей популяции и календарный возраст организмов.

Соотношение полов особенно важно у высших животных (проявляется в физиологическом, экологическом обличии и особей).

У растений велика возможность вегет-го размножения и характерна двуполоть цветков.

В наибольшей степени половая структура выражена у членистоногих и позвоночных животных, она проявляется не численным соотношением полов, но и в различиях в биологии.

Половая структура динамична и тесно взаимосвязана с возрастной структурой популяции.

В связи с возрастом различают первичное, вторичное и третичное соотношение полов.

Первичное соотношение полов определяется чисто генетическими методами, основывающимися на разнокачественности половых хромосом (х и у).

Набор половых хромосом у самцов и самок различают: Так, у млекопитающих самки гомогенны (хх), а самцы гетерогаметны (ху); у птиц и бабочек – наоборот.

В процессе оплодотворения возможны различные комбинации:

p хх ху

g х х х у

к₁ хх; ху; хх; ху

однако уже в процессе оплодотворения первичное соотношение полов может нарушаться, а впоследствии и под воздействием других факторов.

В результате различного рода воздействий на характер развития, а также неодинакового уровня смертности, плодов разного пола соотношение самцов и самок среди новорожденных животных – вторичное соотношение полов отличается от генетически обусловленного.

Третичное соотношения полов характеризует этот показатель среди взрослых животных и складывается в результате дифференцированной смертности самцов и самок в онтогенезе. Этот показатель прямо определяет особенности репродуктивного процесса и отличается у разных таксонов животных.

В.Н. Большаков и Б.С. Кубанцев (1984) выделяют 4 типа динамики половой структуры:

1. Неустойчивый половой состав популяции: половой состав меняется в разных местообразованиях за короткие промежутки времени, характерен для животных с коротким жизненным циклом, высоким показателем плодовитости и смертности, обширным ареалом (млекопит., насекомые)

2. Тип динамики самцов на фоне комбинирующегося пол. состава отличаются у животных, не образующих крупных скоплений, популяции которые не образуют высокой плотности.

3. Тип преобладание самок в третичном соотношении полов.

Самцы отличаются меньшей продолжительностью жизни и при неблагоприятных условиях отмирают в большом количестве, отмечается у номадных полигамных млекопит. (копытные, ластоногие), которые отличаются большой продолжительностью жизни и низким уровнем воспроизводства.

4. Тип характерно относит. постоянство полового состава, характерен узкоспециализированным стенобионтным видам (среди млекопит. – крот, бобр).

Рождаемость – число особей, рожденных в популяции за некоторый промежуток времени.

Максимальная рождаемость – это скорость образования новых особей в идеальных условиях.

Экологическая рождаемость – характеризует прирост или увеличение численности популяций в условиях данной среды.

Абсолютная рождаемость – число особей, родившихся за определенное время.

Смертность – число погибших особей за определенное время.

Естественный прирост – разница между

2. Динамика численности и популяционные циклы

Экологические м-мы динамики численность, приросты и заключаются в изменении соотношения плодовитости (рождаемости) и смертности в популяции.

Существуют популяции с чрезвычайной плодовитостью (паразиты, рыбы) и малой (акулы – 12 яйца)

Появление в эволюции каких-либо форм работы о потомстве вызывает снижение видовой нормы плодовитости (снижается смертность в раннем возрасте) поэтому сохранение высокого репродуктивного потенциала, невыгодно. У видов, выкармливающих свое потомство, видовая норма плодовитости в большей степени зависит не от уровня смертности, а от возможности обеспечить выводок кормом.

Обратная пропорциональность связывает плодовитость со средней продолжительностью жизни, свойственной данному виду: более долгоживущие виды отличаются меньшей плодовитостью.

Таким образом, видовые параметры плодовитости отражают средний уровень гибели, свойственный данному виду в многолетнем масштабе. В реальной обстановке величины плодовитости и смертности испытывают постоянные колебания.

Выделяют следующие типы динамики численности:

1. Стабильный тип характеризуется малой амплитудой и длительным периодом колебаний численности. Свойственные крупным животным с большой продолжительностью жизни, поздним наступлением половоз-релости и низкой плодовитостью (копытные млекопит. (период колебаний численности 10-20 лет), китообразные, крупные орлы и др.)

2. Лабильный тип отличается закономерными колебаниями численности с периодами 5-11 лет и более, значительной амплитудой (численность меняется в десятки раз). Характерны сезонные изменения обилия, связанные с периодичностью размножения.

Тип присущ животным не крупного размера со сроком жизни 10-15 лет, более ранним созрев. и более высокой плодовит., чем в I типе (крупные грызуны, зайцеобразные, хищные; многие птицы, рыбы).

3. Эфемерный тип отличается резкой неустойчивостью с глубокими депрессиями, сменяющиеся вспышками «массового размножения», при котором численность возрастает в сотни раз. Общая длина цикла 4-5 лет, пик численности не более 1 года (грызуны), эти короткие циклы накладываются на более длинные (10-11 лет). Тип характерен для короткоживущих видов с несовершенствующими м-ми индивидуальной адаптации (мелкие грызуны, насекомые и др.)

Лекция №10

Тема Проблемы гидросферы

1. Пресная вода и санитария

Пресная вода является органическим и уязвимым ресурсом. Доступ к чистой и безопасной воде относится к основным и универсальным потребностям человека. Согласно некоторым оценкам, 1млрд человек в развивающихся странах не имеют доступ к чистой воде. В настоящее время в эмиратах Персидского залива обмен литра сырой нефти на литр питьевой воды считается выгодной сделкой.

Известно, что 20% населения Земли испытывает нехватку чистой питьевой воды. Нехватка воды возникает тогда, когда нет возможности удовлетворить все существующие потребности и эксплуатация ограниченных водных ресурсов приобретает конкурентный характер.

По данным экспертов ВМО, в середине 90-х годов около 1,11 млрд. жителей развивающихся стран страдали от её недостатка.

К странам, страдающим от недостатка воды, относятся государства Северной Африки, Ближнего Востока, Азии. Недостаток воды и водных ресурсов является ключевым лимитирующим фактором будущего развития в Южной Африке. Огромное количество воды потребляет Европа.

Здоровье человека непосредственно зависит от наличия чистой воды и её использования для создания надлежащих санитарных условий проживания.

Доступ к чистой воде и приемлемые санитарные условия наиболее ощутимо влияют на уровень заболеваемости и смертности, а также на способность к производительному труду. По существу, бедные люди в развивающихся странах – те, кто не имеет возможности потреблять питьевую воду в достаточном количестве и живёт в антисанитарных условиях. Недостаток воды в купе с ростом населения часто приводит к серьёзному водному кризису.

В настоящее время почти 2 млрд. человек не имеют доступа к канализации, 5 млн., в том числе 2 –3 млн. детей, ежегодно умирают от болезней, так или иначе связанных с водой. Почти 50% населения Земли вынуждено жить в плохих санитарных условиях в связи с нехваткой чистой воды.

Несмотря на усилия, предпринятые с целью обеспечения населения чистой водой за период Международного десятилетия по снабжению питьевой водой и улучшению санитарных условий (1981 – 1990 гг.), рост численности населения практически свёл на нет успехи этого проекта к 2000 г.

Вода, находящаяся вне водопроводных сетей, является природным ресурсом, который находится в общественной собственности. Развитие, эксплуатация водных ресурсов и контроль за их потреблением выходят за рамки национальных интересов и требуют разработки принципов международного сотрудничества. На национальном уровне эти задачи также достаточно сложны, и к решению вопросов водопользования привлекаются потребители, планирующие органы и политические учреждения всех уровней.

На первый взгляд, имеющиеся на земле запасы пресной воды кажутся достаточными. Общий годовой сток всех рек мира составляет в среднем 426000 км3, и , по состоянию на 1995 год., это соответствует 7600 м3 на душу населения. Однако в результате роста численности населения эта доля постоянно уменьшается: в 1970 г. она составляла 12900 м3, а к 2025 г. может упасть до 5200 м3. Фактически жители многих районов земного шара получают значительно меньше воды. Часто источники пресной воды находятся далеко от тех мест, где есть потребность в них или воды не бывает в те сезоны года, когда она необходима.

Всё больше водных объектов становятся загрязнёнными и из – за этого непригодными для использования без специальных мер, что ведёт к дальнейшему обострению проблемы нехватки воды.

Сток рек не полностью отражает ситуацию с обеспечением пресной водой. Значительная доля стока приходится на наводнения, когда разлившуюся воду нельзя собрать и использовать для хозяйственных нужд, если не построить крупные водохранилища. Кроме того, в реке всегда должно оставаться такое количество воды, которое обеспечивает нормальное состояние и функционирование водной экосистемы.

Общий мировой забор воды составляет около 4 км3 в год, что, по некоторым расчётам, соответствует примерно половине той доли глобального стока, которая доступна для использования с географической и временной точек зрения.

Часть воды, забираемой из природных водных объектов, возвращается обратно, но когда речь идёт об ирригации, вода испаряется либо теряется другими путями и не возвращается обратно в водную экосистему.

Крупнейшим потребителем пресной воды является сельское хозяйство.

Проблемой стала и неравномерность распределение водных ресурсов как в глобальном масштабе, так и внутри каждой страны. Многие страны видят решение проблемы пресной воды именно в перераспределении водных ресурсов. Примером этого может быть Китай.

В Китае живёт 22% населения Земли. По общим запасам воды страна занимает шестое место в мире, но доля воды на одного жителя здесь в четыре раза ниже общемировой. Здесь находится только 7% мировой пашни, к тому же только четвёртая часть её полностью застрахована от засух или наводнений.

Четыре пятых общего запаса пресной воды сосредоточены в бассейне реки Янцзы, и лишь одна пятая приходится на Северный Китай, а именно там находится две трети пехотных земель. Земледельцы Китая расширили орошаемые площади с 13 до 50 млн. га, которые дают сейчас две трети валового урожая. Тем не менее на севере Китая посевы страдают от засух, а на юге – от наводнений. Под девизом «Водами Юга напоить Север» предполагается перебросить из Янцзы в Хуанхэ примерно 6% годового стока. Жёлтая река от этого станет в два с лишним раза многоводнее.

2. Вода как необходимый фактор развития человечества

На глобальном уровне определение нехватки воды как отсутствие возможности удовлетворить все существующие нужды, по – видимому, не имеет смысла, поскольку страны находятся на разных уровнях развития, а распределение водных ресурсов отличается исключительной неравномерностью.

В рамках деятельности ООН при анализе проблемы « чистой воды» учитываются такие показатели, как отношение отбора воды к общему её наличию в расчёте на один год. По данным экспертов ООН, страны, использующие менее 10% имеющихся запасов воды, не испытывают сколько – нибудь серьёзных затруднений, связанных с эксплуатацией водных ресурсов. Если эта величина превышает 10 – 20% начинают ощущаться некоторые ограничения, которые будут нарастать в дальнейшем. Если забор воды устойчиво превышает 20%, это может служить сигналом для изменения практики водопользования и перераспределения ресурсов между конкурирующими за воду потребителями. Обычно такая ситуация указывает на обострение проблемы водообеспечения и сопровождается ухудшением качества воды.

Серьёзная нехватка воды, по данным ООН, -- это превышение потребностей на 40% от имеющихся запасов. В этом случае вода превращается в фактор, ограничивающий экономическое развитие.

В настоящее время значительно возросло потребление пресной воды из подземных источников, что усиливает общий дефицит этого ресурса, жизненно важного для человечества. По данным исследовательской организации «Уорлдуотч», ежегодно подземные резервуары планеты лишаются 160 млрд. м3 пресной воды. Такой объём воды не возмещается в ходе её круговорота. Этой воды хватило бы для возделывания 10% общего урожая зерновых в мире. Интенсивный водозабор подземных вод становится угрозой для дальнейшего повышения урожайности продовольственных культур. В Арабском регионе уже создана межгосударственная сеть по защите подземных вод.

Для того чтобы предотвратить дальнейшее увеличение дефицита пресной воды, следует увеличить (примерно вдвое) эффективность её потребления. В частности, фермерам в Индии, Израиле, Испании, Иордании и некоторых США рекомендуют перейти на систему капельного орошения. Она предусматривает подачу влаги непосредственно на корневище растения. В агротехнике возделывания риса желательно увеличить продуктивность использования за счёт укрепления системы каналов и перехода от традиционных методов высадки к посеву семян на полях.

Постоянно обостряющаяся нехватка воды и её рациональное использование уже давно вызывают озабоченность, поскольку эти факторы являются ключевыми в стратегии устойчивого развития, здоровья людей и их благосостояния, для промышленности и обеспечения продовольствием. В обозримом будущем ситуация, вероятно, будет ухудшаться.

Вполне допустимо, что в 21 веке пресная вода, а не нефть станет главным стратегическим ресурсом на земле.

Как отмечено в докладе ООН, постоянный рост нехватки воды может стать даже более острой проблемой, чем глобальное потепление. По некоторым прогнозам, в 2050 г. от нехватки воды будут страдать 3млрд. человек в 50 странах мира. Предполагается, что к 2005 г. третья часть населения мира будет проживать в экваториальном поясе, влажные тропические леса которого сыграют критическую роль в глобальном гидрологическом цикле. Это усилит сложность экологических и социальных проблем, связанных с водой.

Уже сейчас в таких регионах, как Африка и Ближний Восток, недостаток пресной воды порождает бедность и отсталость, влечёт политическую нестабильность. Нехватка воды служит причиной этнических и межгосударственных конфликтов.

Египет, Судан и Эфиопия постоянно враждуют из – за вод реки Нил. Летом в 1998 г почти пол миллиона палестинцев на западном берегу Иордана были подвергнуты строгим ограничениям на расход воды, что вызвало волну гнева против властей Израиля. Не исключено, что истинной причиной конфликтов между Турцией и Сирией по курдской проблеме является доступ к водным ресурсам. Индия и Бангладеш спорят из – за стока Ганга, который иногда полностью пересыхает в низовьях.

Рост населения в азиатском регионе приводит к росту потребностей в пресной воде для сельскохозяйственных, промышленных и бытовых нужд. Основу питания там составляет рис, для возделывания которого нужны заливные поля.

Не исключено, что Россия вскоре ощутит активизацию Китая в отношении водной политики. В январе 1999 г. начался переброс стока верхнего течения Иртыша протяжённостью около 500 км ( в Китае реку называют «Чёрный Иртыш»). Уже сейчас россияне обнаруживают рост загрязнённости всей реки и резкое сокращение её «наполняемости» водой.

На водном балансе Западной Сибири негативно сказывается также нарушение правил использования вод Иртыша Казахстаном, в частности, при эксплуатации каскада Иртышских гидроэлектростанций и водохранилищ. Быстро ухудшается также качество воды в реке Ишим, как полагают , из – за роста загрязнённости реки в верхнем и среднем течениях, -- в Северном Казахстане.

Кризис водоснабжения в отдельно взятой стране, который, на первый взгляд, представляется локальным, имеет последствия глобального характера. Поэтому разрешение такого рода кризисных ситуаций требует сотрудничества на глобальном уровне. Разумное и дальновидное отношение к воде как к одному из главных стратегических ресурсов, становится приоритетом 21 века.

Страны с высокоразвитой экономикой могут направлять свои водные ресурсы в такие секторы, которые позволяют получить быструю отдачу. В то же время более бедные государства, испытывающие трудности с водой ,вряд ли сумеют использовать такой подход и будут испытывать всё более возрастающую нехватку воды.

Высказывается много различного рода предложений о перспективах использования в будущем потенциальных источников пресной воды.

Одним из таких источников могут стать ледники. Водный режим ледниковых районов далеко не всегда отвечает хозяйственным потребностям. Поэтому встаёт задача его оптимального регулирования, в том числе путём искусственного таяния, создания системы водохранилищ ниже ледников, создание наледей в руслах рек. При этом учитывается, что на восстановление баланса массы ледников уходит 20 – 30 лет.

На юге Красноярского края, в Забайкалье, Амурской области «орошение наледями» практикуется. Оно позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур и трав в 1,5 – 2 раза.

Маловодные территории часто имеют запасы подземных вод, но они оказываются солоноватыми. Тогда на помощь приходит способ опреснения путём факельного намораживания (пропускание на морозе через дождевальную установку).

Самое интересное предложение из этой серии – использовать воду айсбергов. В 70 – 80-х гг. были разработаны проекты по транспортировке больших (длинной 1км, шириной 0,5км и толщиной 200 – 250м) айсбергов в засушливые районы Австралии, Америки, Африки и даже Аравии.

Предполагается, что один такой айсберг будут транспортировать 4 – 5 буксиров мощностью 10 – 15 тыс. л.с. каждый в сопровождении танкера водоизмещением 80 тыс. т. Часть работ по перемещению выполнят холодные течения и устойчивый ветер. При удачном захвате айсберга, благоприятных ветрах и течениях он может быть доставлен даже к берегам Аравии менее чем за год, а к берегам Австралии – за несколько месяцев. Чтобы предохранить айсберг от интенсивного таяния в пути, будут использованы пластиковые капсулы.

В связи с этими надеждами важна необходимость осознания того, запасы льда на Земле (которые составляют около 30 млн. км3) и такие регионы Земли, как Антарктида, принадлежат всему миру.

Большой вклад в гляциологические исследования внесли работы учёных России и бывшего СССР, которые занимаются оценкой глобальных запасов льда и снега, характеристикой их режима, изменчивости и других параметров. Коллективом авторов во главе с Академиком В.М. Котляковым составлен « Атлас снежно – ледовых запасов мира».

Трудно переоценить значимость загрязнения другой среды, обеспечивающей человеку возможность выживания, которую можно было бы сравнить с загрязнением воды.

Сброс недостаточно очищенных сточных вод в водоём непосредственно сказывается на качестве воды, используемой человеком, и влияет на его здоровье. Не менее важно, что это приводит к деградации водных экосистем, нарушению условий обитания гидробионтов, участвующих в формировании качества природных вод.

Загрязнение естественных водных экосистем приводит к потере в рыболовстве, причиняя экономический ущерб, что в особенности важно для стран, которые находятся в прибрежных зонах, и для островных государств.

Деградация водных экосистем происходит в следствии слияния двух основных факторов: токсического загрязнения, вызывающего гибель водных организмов, и поступление в водные объекты биогенных веществ, вызывающих усиление эвтрофикации, снижение концентрации кислорода. Оба фактора влекут за собой снижение самоочищающей способности водных экосистем.

К наиболее опасным веществам, загрязняющим водные экосистемы, сейчас относятся так называемые УОС. Эти вещества накапливаются в водной экосистеме и передаются по трофической цепи, попадая в конце концов в организм человека. Их «поведение» в окружающей среде всё ещё недостаточно изучено. В частности, сейчас вызывают большую тревогу возможность попадания в подземные воды в результате миграции опасных химических соединений используемых в агротехнике.

Так, глубина проникновения пестицидов (ДДТ, ДДЭ, ГХЦГЭ и др.) в почву, по данным Росгидромета, достигает 70 – 115 см. При этом отмечены существенные различия этого параметра не только для разных регионов, но и для идентичных почв под различными сельскохозяйственными культурами. Анализ данных за 1984 – 1996г. позволил заключить, что не один из этих пестицидов не «закрепляется» в пахотном горизонте почвы, а мигрирует на разную глубину: ДДТ и ГХЦГЭ – до 120 см., в ДДЭ и трефлан – до 200см., ТХАМ – до 150 см., фозалон – до 180-см. В отдельных регионах загрязнённые воды с поверхности (в зонах орошения) могут проникать на глубины 100 и более метров.

Исходя из важности проблемы, международное сообщество учредило Международную Гидрологическую программу (МГП) ЮНЕСКО. В течение 1996 – 2001 г. основными задачами МГП были обоснованное планирование и управление водными ресурсами, укрепление связей научных и прикладных исследований. Планирование на 2002 – 2007 г. отличается более интегрированным подходом, основанным на важности пресной воды для устойчивого развития, роли её как критического фактора для человечества и биосферы. Организуются национальные узлы в Интернет для распространения данных по водным ресурсам. Например, по адресу в Интернет http: //agrolink.moa.mv.htropiks/wetfiend.htmt можно найти данные для пяти стран Австралии, Кореи, Н. Зеландии, Японии и Малайзии.

3. Роль мирового океана в биосфере. Загрязнения океана

Мировой океан играет ключевую роль в формировании глобальных круговоротов биогенных компонентов и продуктивности биосферы. В биохимических круговоротах Мировой океан функционирует как крупный резервуар биогенных компонентов. Суммарная биопродуктивность океана составляет значительную часть продуктивности биосферы.

Существование человечества всё больше связывают с использованием ресурсов Мирового океана. Океаны являются важнейшим источником продовольствия, энергии, воды, углеводородов и ископаемых. Биоресурсы океана используются в качестве продовольствия, кормов для скота, в фармацевтической и косметологической промышленности.

В обеспечении продовольствием населения Земли большие надежды связывают с марикультурой. Сейчас 80% продукции марикультуры приходится на Индо – Тихоокеанский регион, в частности на Индию, КНР, Республику Корея, Японию, Филиппины, и, кроме того, также на США и Францию. Считается, что к началу 21 века потребность в морепродуктах будет на 30 – 40% выше максимального разумного лова, а мировой объём марикультуры будет доведён до 40 – 50 млн. т. в год.

Мировой океан играет важнейшую роль в смягчении климата Земли благодаря своей гигантской инерции, переносу тепла к полюсам и формированию облачного покрова. Таким образом, загрязнение Мирового океана может привести к изменениям, касающимся глобальной экодинамики.

Наибольший вклад в загрязнение Мирового океана вносит нефтяное загрязнение. Впервые загрязнение нефтью с судов было признано важной проблемой ещё во времена первой мировой войны, но лишь в 1954 г. была заключена Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью («Ойлпол – 54»). В 60 – х гг. резко возрос объём морских перевозок нефти с 210 млн. т. в 1948 г. до 865 млн. т. в 1967.

Поворотным моментом во взглядах на нефтяное загрязнение была авария на танкере Torrey Canion в 1967 г. В результате целой цепи навигационных ошибок танкер сел на скалы у юго – западного побережья Великобритании. В море вылилось 119 тыс. тонн нефти, значительная часть которой выплеснулась на побережье. С последствиями загрязнения боролись всеми возможными в то время способами: от использования «детергентов» до бомбёжки и использования напалма. Но ничего не смогло предотвратить ужасного удара по прибрежным флоре и фауне. Эта авария помогла осознать всю опасность морских перевозок нефти для окружающей среды.

С 1973 г. действует конвенция «МАРПОЛ – 73/78», которая установила ряд жёстких требований к количеству перевозок, сбросам с судов, техническому устройству и оборудованию судов и контролю перевозок.

Подавляющий объём загрязнения морской среды нефтью вносят морские порты и береговые промышленные предприятия, на втором месте находятся дноуглубительные работы. Промышленные стоки и отходы составляют 60,8% нефтяного загрязнения, загрязнение от нефтяных терминалов и нефтеперерабатывающих заводов составляет 1,2%, от нефтегазовых установок, платформ и скважин в море – 2,1 от танкерного судоходства – 11,3, от остального судоходства (не танкерного) – 14,4%.

Судьба нефтепродуктов, попадающих в морские воды, пока ещё недостаточно изучена. Нефть представляет собой смесь различных веществ, из которых 50 – 88% (в зависимости от происхождения) приходится на углеводороды, а остальная честь – на соединения, содержащие помимо углерода и водорода, кислород, азот, серу. Часть нефтепродуктов с низкой молекулярной массой (4 – 12 атомов углерода – сырой нефти эта фракция может составлять до 50%) довольно быстро испаряется с поверхности воды. Не исключено, однако, что она может вновь попасть в океан.

Часть нефтепродуктов растворяется в морской воде и распространяется в её толще. При этом в ходе химико – биологических превращений новые химические вещества, более растворимы, чем исходные. Так, например, растворимость в воде H октановой кислоты в 600 раз больше, чем H октанового спирта, из которого она образуется.

Нефтепродукты быстро образуют с водой стойкие эмульсии, которые затем превращаются в нефтяные комки и сгустки. Дальнейшее разложение нефтепродуктов приводит к увеличению их удельной массы, они оседают на дно, но затем в следствие образования газов вновь всплывают на поверхность.

Под действием кислорода и ультрафиолетового излучения нефтепродукты окисляются. В окислении их важную роль играют микроорганизмы (бактерии). Таким образом, нефтепродукты включаются в пищевую цепь водной экосистемы. В то же время нефтепродукты оказывают негативное воздействие на морские экосистемы. Они подавляют фотосинтез водорослей, нарушают хеморецепторные реакции у морских животных, вызывают нарушение репродуктивных и пищевых функций и т.д. канцерогенные компоненты нефтепродуктов (например, бензпирен) не только вызывает заболевание у гидробионтов, но и опасны для человека, т.к. передаются и концентрируются в трофических цепях.

Считается, что в Мировом океане растворённые углеводороды содержаться в количествах примерно 400 – 1300 млн. т. обнаруживаются на глубинах порядка 1000 м.

Существенный вклад в мировое загрязнение морей вносят аварии. В мире происходит огромное количество аварий. В банке данных одной из фирм США, которая занимается мониторингом аварийных ситуаций, на 1997 г. насчитывалось 300 млн. зафиксированных аварий, причём их прирост составляет примерно 12 – 14 млн. аварий в год.

По оценкам специалистов, в середине 80 – х гг. в Мировой океан ежегодно попадало около 10 млн. т. нефти и нефтепродуктов, 50 тыс. т. ДДТ и других пестицидов, 5 тыс. т. ртути, 6 млн. т. фосфора, 2 млн. т. свинца и различного рода пластики и пластмассы. Основными источниками загрязняющих веществ в Мировом океане являются: естественные поступления из атмосферы и дна – 20%, наземные источники – 44%, судоходство – 35%; прочие источники составляют 1%.

В отличие от тенденций к увеличению числа и масштабов аварий в других отраслях статистика отмечает неуклонное снижение как числа крупных аварий с разливом нефти, так и количества попадающей в море нефти. Так, в 90—х гг. среднегодовое количество крупных разливов нефти (более 700 т. в каждый) снизилось по сравнению с 70 – ми гг. более чем втрое, а среднегодовое количество разлитой нефти – в 2.3 раза. Некоторые крупнейшие аварии оказались практически вне поля зрения общественности, так как они произошли в открытом океане и не причинили серьёзного вреда побережью. В то же время другие инциденты, хотя и более мелкого масштаба, стали причиной появления крупнейших международных соглашений.

Влияние разливов нефти в морской среде в значительной степени зависит от того, насколько эта нефть достигнет чувствительных животных. Крупные разливы в открытом океане могут быть менее опасны, чем небольшие разливы вблизи береговой зоны или колоний птиц. В связи с этим для оценки риска загрязнения важно определить параметры, характеризующие перенос и рассеивание загрязнения. Обычно более лёгкие фракции нефти, разлитой в море, испаряются а оставшаяся часть рассеивается под действием ветра и волн и подвергается разложению. В высоких широтах, например, в Арктике, естественные процессы самоочищения проходят медленно, а ситуация усугубляется тем, что лёд может «капсулировать» нефть и она затем перемещается вместе со льдом. Нефть, высвобождающаяся из льда весной, может нанести большой ущерб природе.

На защищённых песчаных и илистых берегах эффект разлива нефти может быть более сильным и сохраняться в течении многих лет.

Согласно статистике, 80 – 85% аварий с морскими судами связанно с «человеческим фактором». В 1995 г. приняты поправки к конвенции 1978 г., которые повышают требования к квалификации моряков и ужесточают ответственность судоходной компании и государств за выполнение этих требований.

Морские воды России также загрязнены нефтью и нефтепродуктами, что является достаточно серьёзной проблемой. Данные мониторинга химического загрязнения морей России ежегодно публикуются в Госдокладах и Обзорах состояния окружающей природной среда в РФ. По данным Росгидромета, в 1997 г. содержание нефтепродуктов в водах Белого моря не велико: 0,06 мкг/л (менее 1,2 ПДК); в наиболее загрязнённых районах оно составляет 2 – 8 ПДК. Однако загрязнена не только водная толща, но и придонные слои воды (до 7 ПДК).

Помимо нефти и нефтепродуктов воды Мирового океана загрязнены тяжёлыми металлами, хлорорганическими пестицидами, фенолами.

Загрязняющие вещества поступают в океан в процессе атмосферного переноса. Атмосфера может быть эффективным, а иногда доминирующим звеном в цепочке переноса загрязняющих веществ в Мировой океан. О масштабах процесса говорит то, что это сопоставимо с поступлениями из рек.

Таблица .1 - Глобальные поступления примесных металлов в Мировой океан

Условные обозначения: 1-6-в 109 г. в год; 7- в 1012 г. в год

Как видно из таблицы, реки являются основными поставщиками частиц металлов. Для растворённых форм металлов вклады атмосферы и рек примерно одинаковы для меди и никеля, тогда как для цинка, кадмия и особенно для свинца доминирует атмосферный приток.

Данные, приведённые в таблице, основаны на оценках, сделанных в середине 80-х гг. серьёзные усилия по снижению выбросов в атмосферу свинца (источником которого являются двигатели внутреннего сгорания, работающие на этиловом бензине), предпринимаемые в настоящее время, должны привести к снижению концентрации свинца в океанских водах.

Таблица 2 - Атмосферный и речной приток хлорорганических соединений

в Мировой океан

Условные обозначения: ПХБ – полихлорбифенил, ГХ – гексахлоран, ГХБ – гексахлорбензол.

Оценки поступления в Мировой океан хлорорганических соединений показывают, что в большинстве случаев вклад атмосферы составляет 90% и более.

Всё большее беспокойство вызывает увеличивающийся антропогенный приток в воды Мирового океана соединений азота, который является питательным веществом для биоты. Оценки поступления связанного азота из рек и атмосферы приведены в таблице 6.4.3.4.

Таблица 3 – Источники поступления азота

Данные таблицы 3 показывают, что вклады всех трёх источников азота примерно одинаковы. Интересно, что примерно равны притоки органических и неорганических соединений азота, хотя источники первых неизвестны. Возможно, что это антропогенный азот.

Поступления в океан загрязняющих веществ, конечно, отличаются в разных регионах, но приведённые глобальные оценки тем не менее достаточно информативны, с точки зрения уровней и источников загрязнения.

Оценка общего уровня загрязнённости морей, прилегающих к российскому побережью, варьирует от «чистых» до «грязных». Так, районы Чёрного моря оценивают как «умеренно загрязнённые», Кайспийского – как «загрязнённые», Баренцева (Кольский залив) – как «грязные», Белого – как «чистые». Наблюдается тенденция к росту общего уровня загрязнённости воды Таганрогского залива Азовского моря, разные участки которого сейчас характеризуются разным уровнем – от «умеренно загрязнённых» до «очень грязных» (устье реки Темрюк).

Есть опасения, что серьёзное загрязнение вод Чёрного моря может в ближайшее время привести к экологической катастрофе.

На побережье Каспия бесхозяйственное отношение нефтяников и газовиков к природе, нарушение экологических нормативов выбросов в атмосферу и сбросов в водные объекты в ходе эксплуатации Астраханского газоконденсатного комплекса и других промышленных объектов в Астраханской области, Калмыкии и Казахстане является потенциальной угрозой для самого существования уникальной экосистемы устьевой области Северного Каспия. Экологическую ситуацию осложняет продолжающееся повышение уровня воды Каспия, которое грозит затоплением нефтепромыслов и участков геолого – разведочных работ. Повышение уровня воды в Каспийском море на 2,5 м. (с 1978 по 1995 гг.) уже привело к крайне негативным последствиям для населения.

Одной из причин загрязнения морских вод является сброс и захоронение отходов. Специалисты озабочены тем, что Северное море, примыкающее к промышленным странам (Великобритании, Норвегии, Швеции, Дании, Германии, Нидерландам, Бельгии, Франции), практически превращается в «мусорную свалку» Европы. Сюда стекаются промышленные и сельскохозяйственные отходы, сбросы с судов, разливы нефти вследствие нефтедобычи, в результате чего ещё в 80 – х гг. концентрация токсичных веществ в воде превышала допустимые уровни более чем в 10 раз.

Несмотря на перечисленные проблемы, Экосистемы Мирового океана в целом можно считать относительно ненарушенными по сравнению с другими территориями мира.

4. Экологические проблемы прибрежных районов

Прибрежные зоны являются крупнейшим накопителем загрязнений.

Однако они привлекают внимание и вызывают тревогу экологов не только в связи с ростом загрязнения.

Ещё в 1973 г. резолюции 55 – й сессии Экономического и социального совета ООН подчёркивалось, что береговые зоны являются одним из наиболее ценных достояний многих стран, в особенности развивающихся. В 1992 г. на Коср – 2 внимание государств и правительств акцентировалось на глобальном характере проблем рационального использования и охраны природных ресурсов Мирового океана и прибрежных областей.

Сейчас природные ресурсы прибрежных территорий и акваторий в большинстве стран испытывают антропогенный стресс по многим причинам: от загрязнения, от зарегулирования стока рек, уничтожения макрофитов, которые приводят к снижению общей биопродуктивности, разрушению нерестилищ рыб, сокращению их кормовой базы, уменьшению и исчезновению ценных промысловых видов организмов.

Негативные последствия антропогенного характера весьма многообразны. Это размывы берегов и связанные с ними потери плодородных земель, разрушение сооружений, загрязнение, нарушение условий жизни людей, животных и растений, и связанные с этими событиями изменения в экосистемах, включая нарушения в пищевых цепях, снижение самоочищающей способности, снижение биоразнообразия и биопродуктивности.

В последние десятилетия 20 – го века во всём мире серьёзное внимание общественности начала привлекать проблема состояния и использования прибрежных областей Мирового океана как районов с уникальными природными свойствами, бесценным и невозобновляемым природным ресурсом, своего рода экологическим фильтром. В складывающихся условиях всё больше эксплуатации и истощение ресурсов суши их роль будет постоянно возрастать в связи с вовлечением в мировое хозяйство.

Одновременно возникли и проблемы рационального использования и охраны прибрежных зон от чрезмерной антропогенной нагрузки и загрязнения. Постоянно возникают конфликты как внутригосударственные, когда сталкиваются производственные, социальные и природоохранные интересы, так и межгосударственные, когда речь идёт о виновниках загрязнений и других нежелательных событий.

В последние десятилетия 20 – го века приняты важные документы ООН, Европейских сообществ и правительств многих государств, создан ряд международных организаций, разрабатывающих проекты по рациональному использованию прибрежных зон. Среди них комиссия по прибрежным системам Международного географического союза (Сomission on Coastal Systems of International Geographical Union), Европейская ассоциация по научным исследованиям и технологиям прибрежной зоны (European Coastal Association for Science and Technology – EUROCOAST), Европейский союз по охране побережий (European Union for Coastal Conservation – EUCC), Международный центр по исследования политики в отношении океана и прибрежных областей (A Centre for Coastal and Ocean Policy Studies – ICCOPS) проекты, выполняемые под эгидой ЮНЕСКО (проект COMAR), проекты по МГПБ (проект LOICZ) и др.

Актуальность проблемы прибрежных зон и превращение её в глобальную связаны с рядом причин.

Во многих странах большая часть населения живёт вблизи побережий. Каждые два из трёх городов мира с населением более 2,5 млн. человек в настоящее время располагаются в прибрежных регионах, и почти две трети населения мира проживает в прибрежных зонах. В прибрежных районах проживает почти 75% населения Португалии, 50 – США, 41 – Китая, более – 50 Японии, 75 – Норвегии, 60—Греции, почти 70% -- Сенегала. В прибрежных зонах обычно располагаются крупные города, а в США, Японии, Великобритании – мегаполисы. В Японии, например, в формирующимся мегаполисе Токайдо (между Токио и Кобе) в настоящее время живёт почти половина населения страны.

Прибрежные территории суши и прибрежные акватории, как правило, являются зонами многоцелевого использования. Здесь ведутся добыча и переработка полезных ископаемых, развиваются различные виды промышленности, формируются портово – промышленные комплексы, развиваются судоходство, рыболовство, строятся приморские города и порты, процветают сельскохозяйственное производство, пастбищное животноводство, прибрежный промысел, марикультура, рекреация, туризм.

Нельзя не вспомнить, что многие древние цивилизации возникли и развивались именно в прибрежных зонах.

Биопродуктивность прибрежных зон Мирового океана примерно в 2 – 3 раза выше, чем открытых его частей; именно здесь формируется почти ¾ всей продуктивности Мирового океана. Особенно высока она в эстуариях, лиманах, на территории маршей, в акватории коралловых рифов.

В прибрежных районах сосредоточена большая часть осадочных полезных ископаемых Земли. В 80 – х гг. «морская» нефть составляла свыше 28% от объёма мировой добычи, а «морской» газ – около 20%. Ожидается, что добыча нефти на шельфе возрастёт с 8% от мирового объёма добычи в 1990 г. до 40% в 2000 г.

Береговые зоны морей обладают огромными запасами песка и гравия, которые используются как заполнители бетона, в строительстве дорог. В 90 – х гг. мировая добыча песка и гравия со дна составляла около 1 млрд. т. в год. Ежегодно на побережьях добывается свыше 7 млн. т. поваренной соли, а также солей магния, калия, йода, брома.

Вода прибрежных зон является природным водным ресурсом, который используется человеком для охлаждения, орошения, питья. За счёт морской воды обеспечивается 5% суммарной потребности в пресной воде (180 км3). Прогнозируется рост опреснения вод на 20 км3 в год.

Положено начало использованию энергии приливов.

Таким образом, прибрежные территории и акватории являются зонами наиболее интенсивного взаимодействия хозяйственной деятельности человека и природной среды и испытывают огромную антропогенную нагрузку.

Велика ли эта нагрузка? Об этом можно судить, например, по доле урбанизированной территории береговой линии, которая рассчитана для некоторых стран мира. По оценкам специалистов в Греции, 25% длины береговой линии урбанизированы, а ещё 50% испытывают сильную антропогенную нагрузку. В Японии в начале 80 – х гг. лишь 60% береговой линии находилось в природном состоянии. В России, на Балтийском море (калининградское побережье), под антропогенным воздействием находится около 40% протяжённости берега, на Чёрном – около 20%, на Азовском – порядка 15%.

В настоящее время состояние прибрежных территорий в ряде стран оценивается как критическое. Для Западной Европы такая оценка прозвучала ещё в 1973 г. В Кении критическое состояние прибрежных территорий обусловило сильное загрязнение в следствие большой концентрации населения и туризма. В Нигерии из – за чрезмерных выловов рыб, разработки нефтяных месторождений и переработки нефти уловы рыбы снизились почти на 40%. В результате длительной эксплуатации природных ресурсов прибрежных районов Вьетнама, нерационального использования их для марикультуры произошло существенное уменьшение этих ресурсов, исчезновение некоторых видов большой хозяйственной ценности, ухудшение состояния природной среды. Сильный антропогенный стресс, приводящий к конфликтным ситуациям, имеет место в Малайзии: выловы рыбы превышают допустимые пределы, массовый туризм практически не регулируется государством, увеличивается, обусловленная ростом добычи нефти, газа и других отраслей промышленности. Проблемная ситуация складывается на побережьях Мексики.

Причиной негативных изменений в экосистемах прибрежных территорий и акваторий могут быть и изменения гидрохимического режима вследствие различных событий, так или иначе связанных с антропогенным воздействием. Антропогенные изменения в солевого режима на российских побережьях – в Таганрогском заливе Азовского моря и на Северном Каспии – вызвали заметные изменения состояния прибрежных экосистем.

Наиболее уязвимыми считаются дельтовые и устьевые участки рек, приморские дюны, соленые марши, лагуны, эстуарии, острова. Критическая ситуация создалась на азовском и черноморском побережьях вблизи устьев крупных рек: Днепра, Дона, Кубани, Дуная, Днестра. Происходит размыв пляжей, оползни на крутых береговых склонах. Так, например, в береговой зоне Азовского моря курортно – рекреационное хозяйство, освоение минеральных ресурсов, сельскохозяйственная деятельность приводит к ежегодной потере земель около 40 га.

Рост туризма (в основном не организованного) на Дальнем Востоке, в последнее время на побережье залива Петра Великого в Японском море наносит серьёзный ущерб растительному и почвенному покрову, приводит к образованию оврагов. Разрушение природных береговых систем вследствие сильного рекреационного процесса наблюдается во многих странах: Норвегии, Турции, США, Канаде.

Одной из причин размыва берегов является массовое изъятие пляжного материала (песка, гравия, гальки).

В бассейнах рек, впадающих в моря и океаны, мощным фактором, оказывающим негативное воздействие на природные экосистемы, в том числе и на прибрежных участках, является зарегулирование, строительство плотин и гидроэлектростанций. Это привод к нарушению естественного водного режима, уменьшению твёрдого речного стока, снижению выноса пляжеобразующих наносов, не говоря уже об экстремальных изменениях в животном и растительном мире. Так, например, в России зарегулирование стока Дона и Кубани исключило вынос в Азовское море от 1 до 5 млн. т. влекомого материала, что сильно изменило условия воспроизводства моллюсков, годовая продукция которых сократилась с 24,5 млн. т. до 6 млн. т..

Уменьшение стока на 15 – 20%, которое произошло вследствие зарегулирования, вызвало серьёзные изменения в структуре водных экосистем и их продуктивности. На отдельных участках состояния водных экосистем оценивается как проявление экологического регресса. Резко упали и продолжают падать уловы рыбы в бассейне Нижнего Дона, особенно сократилось доля ценных пород рыб, в частности осетровых.

На черноморском побережье Грузии в результате зарегулирования стока рек и создание водохранилищ и ГЭС на реке Риони объём выносимых реками пляжеобразующих наносов уменьшился на 35%, реке Ингури – на 92%, реке Гумиста – на25%.

Строительство гидротехнических сооружений в долинах крупных рек, начиная с 50 – х гг., вызвало сильные изменения в устье реки Терек, в дельтах рек с Амура и Сулака, причём немаловажную роль сыграло и изъятие стока при создании систем искусственного орошения.

Большую опасность таят дноуглубительные и дночерпательные работы, свалки донных осадков, захоронения (дампинг). Грунт при этом обычно загрязнён нефтепродуктами, тяжёлыми металлами и другими опасными для окружающей природной среды и человека поллютантами.

Чрезвычайно уязвимы прибрежные области арктических бассейнов Мирового океана вследствие эколого – географических особенностей.

Уникальная природа Антарктики, в том числе её прибрежных районов, включает крайне ограниченное число компонентов, по сравнению с другими регионами земного шара, что требует особого подхода для хозяйственного использования.

Таким образом, экосистемы прибрежных зон испытывают большие стрессовые нагрузки. Воздействие возросшей деятельности сейчас проявляется в ускоренных темпах деградации береговой линии, нарушений наземных и водных экосистем, росте загрязнений и сокращений прибрежной и рыбохозяйственной деятельности. Ситуация усугубляется возможной опасностью затоплений вследствие прогнозируемого потепления климата на планете и других климатических изменений.

Лекция № 12

Потеря биологического разнообразия

1. Биологическое разнообразие и распределение видов

Одним из принципов экологической нравственности является принцип: каждое поколение имеет право на то же биоразнообразие, что и предыдущее.

Число видов организмов, населяющих Землю, очень велико, но оценки этой величины сильно отличаются, варьируя от 5 до 80 млн. Из этого числа более или менее чёткая таксономическая принадлежность установлена всего для 1,4 миллиона видов. Из этого известного числа видов примерно 750000 – это насекомые, 41000 – позвоночные животные, 250000 – растения. Остальные виды представлены сложным набором беспозвоночных животных, грибов, водорослей и других микроорганизмов.

Видовое «богатство» различных климато-географических зон сильно отличается, хотя чётко прослеживается тенденция увеличения от полюсов к экватору. Так, например, число пресноводных насекомых в тропических лесах в 3 – 6 раз больше, чем в лесах умеренного климата. На единицу площади в тропических лесах приходится наибольшее на Земле количество видов млекопитающих. Во влажных тропических лесах Латинской Америки на одном гектаре встречается 40 – 100 видов деревьев, тогда как на востоке Северной Америки 10 – 30 видов. В долинах Малайзии, в районе Куала – Лумпур, на одном гектаре насчитывается около 600 видов деревьев, диаметр ствола которых более 2 м., на всей территории Дании в два раза меньше видов всех размеров.

В морской среде наблюдается такая же закономерность распределения видов, как и на суше. Так, число видов асцидий в Арктике едва превышает 100, а в тропиках оно больше 600.

Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из важнейших жизненных ресурсов. Трудно переоценить значение всего количества товаров и услуг, которые обеспечиваются биоразнообразием. Некоторые виды при этом являются жизненно необходимыми. Так, люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90% мирового продовольствия создаётся за счёт всего 20 видов, а из них 3 вида (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей.

Биологические ресурсы являются также значительным источником сырья для промышленности, в том числе медицинской, что является фактором, от которого зависит национальная экономика.

В последнее время человечество осознало полезность диких видов растений и животных. Дикие виды не только содействуют развитию сельского хозяйства, медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь обязательным компонентом – биотической составляющей природных экосистем. Биоразнообразие считают главным фактором, определяющим устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере.

Причинно-следственные отношения между многими видами играют большую роль в круговороте веществ и потоках энергии в компонентах экосистем, которые непосредственно связаны с человеком. Однако даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезными, хотя и приносят пользу косвенным путём. Так, например, животные – фильтраторы и детритофаги, не используемые человеком в пищу, вносят существенный вклад в круговорот биогенных элементов, в частности фосфора.

Многие виды сыграли главную роль в становлении климата на Земле и продолжают быть мощным стабилизирующим фактором в отношении климата.

Понятие биоразнообразия всё чаще ставится во главу угла при оценке состояния и экологического благополучия биоценозов и экосистем. Оно становится всё более разносторонним и приобретает статус специального раздела биологической науки. В настоящее время под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются.

Биоразнообразие рассматривается на трёх уровнях: генетическом, видовом и экосистемном. Генетическое разнообразие представляет собой объём генетической информации, содержащейся в генах организмов, населяющих Землю. Видовое разнообразие – это разнообразие видов животных организмов, обитающих на Земле. Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразие сред обитания и процессов в рамках экосистемы.

2. Количественное описание биоразнообразия

Количественные показатели биоразнообразия в экосистемах сильно варьирует в зависимости от влияния различных факторов. Иллюстрацией различий общего видового богатства в различных экосистемах служат данные, приведенные в таблице 1. В таблице собраны данные разных исследователей по видовой насыщенности сообществ цветковых растений для некоторых наземных экосистем. Эти растения являются на суше основными производителями органического вещества.

Как видно из таблицы, количество видов сильно варьирует и составляет до 3 видов в холодных антарктических пустынях и на солонцах, до 2000 и более – в дождевом тропическом лесу.

Следует обратить внимание на то, что в биоценоз входят не только виды, постоянно обитающие в экосистеме, но и виды, проводящие в ней только часть своего жизненного цикла. Многие насекомые, такие как комары, стрекозы размножаясь в водоёме и проходя в нём личиночные стадии развития, во взрослом состоянии ведут наземный образ жизни, т.е. входят в состав наземных экосистем.

Этот пример позволяет понять, что видовой состав и в целом разнообразие биоценоза может быть описано только в определённый момент времени, так как видовое богатство изменяется в результате процессов иммиграции и элиминации видов, непрерывно проходящих в биоценозе.

Временной фактор в той или иной мере учитывается в службах мониторинга окружающей среды. Так, в частности, программы гидробиологического мониторинга в России предусматривают обязательное проведение анализа в разные сезоны года и оценку состояния водных объектов на основе данных, полученных в весенний, летний и осенний периоды.

Для количественного описания биоразнообразия используется большое число математико – статистических подходов. (В.Д. Фёдоров и Т.Г. Гильманов (1980). В этом направлении проводятся различного рода исследования и расчёты. Наиболее простой моделью для исследований являются биоценозы, которые находятся в стационарном состоянии, когда общее число видов и численность отдельных видов остаются постоянными с течением времени.

Для описания таких стационарных биоценозов используются показатели, характеризующие участие данного вида в сообществе и его функционировании, показатели доминирования, кривые относительного доминирования (на основе анализа различных типов статистического распределения), показатели относительного обилия.

Большую популярность получили показатели разнообразия, величины которого отражают не только общее число видов, но и особенности количественного состава биоценозов и сообществ. Примером может быть показатель разнообразия по Симпсону (D) и Шеннону (Н).

3. Утрата видов

Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенным видового состава обитателей Земли. Около 65 млн. лет назад в конце мелового периода произошли наиболее крупные исчезновения видов, особенно птиц и млекопитающих. Полностью вымерли динозавры. Позже биологические ресурсы утрачивались быстрее, причём в отличие от великого вымирания мелового периода, вызванного скорее всего природными явлениями, утрата видов происходит вследствие деятельности человека.

По мнению экспертов, в ближайшие 20 – 30 под серьёзной угрозой исчезновения будут находится примерно 25% всего биоразнообразия Земли. Некоторые виды, послужившие базовыми при селекции для искусственного отбора, например, лошадь, корова, – уже не существуют в природе.

Некоторые из предков домашних животных (свинья, кошка, собака) обитают в природе до сих пор. Между дикими видами и домашними формами в определённых условиях происходит успешная гибридизация с образованием плодовитого потомства. Известны примеры гибридов волка и собаки, кабана и свиньи, лесной и степной кошек и домашней кошки. Для Европы и России, в частности, эта проблема исключительно актуальна.

Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно нарастает. Между 1990 и 2020 гг. могут исчезнуть от 5 до 15% видов, причиной чего считают обезлесивание в тропиках. Это составит от 15000 до 50000 видов в год или от 40 до 140 видов в день. По – видимому, около 22000 видов растений и животных сейчас находятся под угрозой исчезновения. Из них 66% видов позвоночных животных являются обитателями континентов.

Выделяют четыре основных причины утраты видов:

– утрата среды обитания, фрагментация и модификация;

– чрезмерная эксплуатация ресурсов;

– загрязнение окружающей среды;

– вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.

Во вех случаях эти причины имеют антропогенный характер.

Специалисты подсчитали, что каждый год на Земле погибают тропические леса на площади 11,1 млн. га (т.е. 21 га каждую минуту). Сокращение же 70% трпических лесов ведёт не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30% численности видов, обитающих на соседних участках леса.

Многие морские виды исчезают из – за 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 антропогенного воздействия на окружающую среду представляет её загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками. Пестициды, например, ДДТ, который давно был запрещён как экологически опасное вещество, до сих пор обнаруживается не только в почве, но и в составе тканей живых организмов. Причиной этого явления считают стабильность ДДТ ( как и других хлорорганических соединений), а также его перенос на большие расстояния с воздушными потоками, перелётными птицами.

Изменения климата вследствие выброса в атмосферу парниковых газов также может отразится на видовом богатстве биоты. По прогнозам специалистов, они могут привести к изменению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других – возрастёт.

Внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур, таких как пшеницы и риса на Среднем Востоке и в Азии, повлекло за собой утрату генетических банков в Турции, Ираке, Иране, Афганистане и др.

Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьёзным глобальным последствиям для благополучия человека и даже его существования на Земле. Однако согласно результатам исследований, выполненных в течение 1986 – 1996 гг. в рамках МГПБ , биоразнообразие экосистем и их функционирование не находятся в прямой связи. Устойчивость экосистем может быть нарушена при уменьшении биоразнообразия, так как она может быть обусловлена не реальным, а потенциальным биоразнообразием. Другими словами виды, которые в данный момент не являются доминирующими, могут стать доминантами при изменении условий среды.

Пока нельзя предсказать, как отразится на функционировании экосистемы потеря биоразнообразия, но специалисты предполагают, что вряд ли такие потери будут благоприятными.

4. Меры по сохранению биоразнообразия

На КОСР – 2 принята Конвенция по биоразнообразию, которая отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.

Разрабатывается четыре вида мер, направленных на реализацию целей Конвенции сохранение и устойчивое использование биоразнообразия.

1. Защита особой среды обитания – создание национальных парков, биосферных заповедников и других охранных зон.

2. Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации.

3. Сохранение видов как генофонда в ботанических садах или в банках генов.

4. Сокращение загрязнений окружающей среды.

Реализация намеченных мер осуществляется путём разработки международных и национальных программ и конвенций. Признают, однако, что все эти меры пока недостаточны и процесс утраты видов продолжается в глобальном масштабе.

Индикатором биоразнообразия в глобальном масштабе считают соотношение площадей охраняемых, неохраняемых и подверженных слабому антропогенному воздействию природных комплексов (ландшафтных зон).

В настоящее время выполняется международная программа по биоразнообразию DIVERSITAS. Программа предполагает проведение инвентаризации и мониторинга биоразнообразия. Ведутся работы по выбору участков с учётом иерархического уровня репрезентативности экосистем, которые будут представлять различные биогеографические регионы Земли.

В Европе для выполнения Конвенции создан новый инструмент для работ по сохранению биоразнообразия: Паневропейская Стратегия одобрена на 3 – й конференции министров окружающей среды для Европы в 1995 г. (София). Стратегия приняла лозунг Всемирного союза охраны природы: «Необходимо мыслить на глобальном уровне и действовать на местном».

В Великобритании выполняется крупный проект по уточнению наименований живых организмов и созданию базы данных BioNET. В программе участвуют 250 учёных из 120 стран. Работы предполагается завершить к 2003 г. Будучи частью Internet, BioNET аккумулирует все известные науке виды растений и животных.

На программу BioNet возлагают большие надежды в отношении помощи развивающимся странам. При попытке организовать защиту или воспроизводство определённых видов развивающиеся страны испытывают трудности, связанные с отсутствием нужных энциклопедических справочников. Если в результате неправильной идентификации возникают ошибки в политике для определённых видов, это может вызвать потери урожая или даже распространение эпидемий.

Участники конвенции по биоразнообразию на 4 – й конференции в Братиславе (Словакия 1998 г.) рассмотрели вопросы патентования в области биотехнологий, возможное влияние генетически изменённых организмов на биоразнообразие и здоровье.

5. Стратегия сохранения биоразнообразия

Россия ратифицировала Конвенцию «О биологическом разнообразии» в феврале 1995 г. Ратификация Конвенции стала стимулом для более активных действий и координации работ по сохранению биоразнообразия.

В РФ выполняются проекты по сохранению биоразнообразия: проект ГЭФ «Сохранение биоразнообразия» (с 1997 г.); проект Национальной стратегии сохранения биоразнообразия и План действий по сохранению биоразнообразия (Госкомэкологии РФ – с 1999 г.)

Важным этапом национальной политики в отношении биоразнообразия стало принятие ряда федеральных законов и постановлений Правительства:

Об особо охраняемых природных территориях (№ 33 – Ф, 15.02.95);

О животном мире (№ 52 – Ф3, 24.04.95);

Об экологической экспертизе (№ 174 – Ф3, 23.11. 95);

О мерах по выполнению Конвенции о биологическом разнообразии.

(Постановление Правительства №669 01.07.95) и др.

Несмотря на активные действия в отношении сохранения биоразнообразия, в этой проблеме существует ряд трудностей. Они обусловлены прежде всего отсутствием концепции законодательной деятельности в охране живой природы. Не разработаны подходы к оценке эффективности инвестиций в охрану природы. Отсутствуют экономические рычаги для устойчивого использования биологических ресурсов.

Важнейшим элементом сохранения биоразнообразия является ведение красной книги России и субъектов Федерации (Постановление Правительства РФ № 158 19.02.96). Издание Красной книги осуществляется не реже одного раза в 10 лет. Объекты животного и растительного мира, занесённые в Красную книгу, подлежат особой охране.

В 1984 г. опубликовано 2 – е издание «Красной книги СССР». В настоящее время завершены работы по подготовке новой редакции списка животных для Красной книги России. Уже подготовили и опубликовали свои Красные книги 18 субъектов РФ.

В рамках конвенции в Братиславе на встрече Сторон Конвенции в 1998 г. Россией был представлен Первый Национальный доклад «Сохранение биологического разнообразия». Согласно материалам Доклада, ландшафтное и биологическое разнообразие России, по сравнению с Центральной Европой, сохранилось значительно лучше.

Лекция № 13

Экологические аспекты здоровья

1. Экологическая медицина, экопатология.

Всеобщий экологический кризис, который начался в конце XX вeка, обусловлен такими глобальными процессами как загрязнение окружающей среды, истончение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивные выпадения. Резко изменились и локальные условия обитания человека..Урбанизация среды, загрязнение всех сред: воздуха, воды, почвы, продуктов питания, воздействие электромагнитных излучений и шума, ограничёние и видоизменение связей человека с природой – всё это отрицательно влияет на здоровье человека.

Здоровье, согласно определению ВОЗ, - это состояние полного физического, духовного и социального благополучия (а не только отсутствие болезни или физических дефектов). Количественные параметры утраты здоровья выражаются в показателях заболеваемости, рождаемости, смертности, продолжительности жизни, физического развития, инвалидности и др.

В настоящее время выявлена зависимость между здоровьем человека и состоянием биосферы, ocобенно ее техногенным загрязнением. Причины возникновения многих заболеваний связывают с ухудшением «экологии».

XX век ознаменовался во всех странах появлением своего рода пандемий хронических неинфекционных заболеваний, несущих существенную угрозу здоровью современного человека.

Причиной их являются факторы современной цивилизации, психоэмоциональные стрессы, нарушения питания вследствие загрязненности и причин социального характера, техногенных воздействий, информационных нагрузок, нарушения естественных биоритмов и т.п. Это так называемые болезни цивилизации.

К ним относят почти все неинфекционные заболевания: сердечно-сосудистые заболевания, иммунопатии, опухолевые процессы, психические болезни, болезни обмена веществ, а также болезни, имеющие меньшее значение в разрушении здоровья человечества, такие как язвенная болезнь, хронические заболевания органов дыхания и пищеварения, экземы и нейродермиты, парадонтоз, остеохондроз, анемии, неврозы, бесплодие и ряд других.

Показатели общественного здоровья в бывшем СССР начали ухудшаться с 60—70-х гг.. Негативные процессы особенно усилились в 90-е гг., обозначилась связь между такими показателями общественного здоровья как рождаемость, детская смертность и экономическое благосостояние государства. В это же время в Западной Европе и других развитых странах формировался другой процесс — постоянный рост продолжительности жизни..

В конце XX века появились самостоятельные области знания — экология человека» и «экологическая медицина».

Экология человека изучает закономерности взаимодействия человеческих общностей с окружающими их природными, производственными, эколого-гигиеническими факторами. Цель ее - определить характер и направленность процессов, возникающих в результате воздействия окружающей среды на человеческие общности и оценить их последствия для жизни людей. Объектом изучения в экологии человека являются антропоэкосистемы.

Выделена и признана самостоятельным разделом медицинской науки экологическая патология (экопатология).

Экопатология — это раздел медицины, изучающий заболевания, вы­зываемые химическими, физическими и биологическими факторами окру­жающей среды и условиями жизнедеятельности как профессионального, так и непрофессионального генеза. Она рассматривает механизмы и особенности поражения организма, обусловленные влиянием комплекса антропогенных факторов среды, взаимодействие экогенных и неэкогенных причин заболеваний.

В экологической медицине объек­том изучения становится человек как биологический вид, группы насе­ления, объединяемые на основе какого-либо признака (например, общ­ности территории проживания), общественное здоровье.

Экологический подход в медицине хорошо согласуется с идеями многих специалистов о тесной связи человека с окружающей средой. В число экологических факторов, важных для человека, входят социально-психологические, факторы питания, повреждающие воздействия. При этом все повреждающие факторы делят на экогенные и неэкогенные, т.е. - обусловленные или не обусловленные экологическими причинами.

Вмешательство человека в окружающую природную среду, в конечном счете, привело к ухудшению его здоровья как биологического вида - компонента природных экоси­стем. Отсюда вытекает и сравнительно новая задача медицины - защита человека от воздействия неблагоприятной окружающей среды.

2. Опасность загрязнения окружающей среды.

Вредные влияния химических факторов на организм можно условно разделить на несколько групп по их эффектам. Это токсины (ядовитые вещества), канцерогены (вызывающие онкологические заболевания), мутагены (вызывающие мутации), тератогены (вызывающие уродства). Соответственно вещества, вызывающие такого рода эффекты, называют токсинами (токсикантами), канцерогенами, мутагенами, тератогенами.

Серьезную опасность представляет для человека токсическое загряз­нение. Опасны для здоровья тяжелые металлы, хлорированные углеводороды, нитраты, нитриты и нитросоединения, асбест, диоксины, пести­циды.

Одним из самых распространенных и опасных химических веществ, обладающих сильным канцерогенным действием, является бензпирен. В городах, где его концентрация превышает ПДК в воздухе в 2-4 раза, частота заболеваний раком на 12-24% выше, чем в городах, где концентрация менее 2 ПДК.

Канцерогенами являются также промышленная пыль, диоксиды азота, диоксид серы.

Более половины известных к этому времени опасных химических веществ поступает в организм через органы дыхания. Первый удар при­ходится на дыхательную систему, т.е. верхние дыхательные пути и легкие, которые фактически не имеют «химической защиты» от вредного воздей­ствия веществ, присутствующих во вдыхаемом воздухе.

За последние годы существенно возросла заболева­емость населения бронхитом, бронхиальной астмой и редкими прежде формами патологии: альвеолитами, гранулематозами, интерстициальными фиброзами.

Загрязняющие вещества, попадающие в организм человека, посту­пают с кровотоком в печень, где и происходит их превращение в неопасные продукты, выводимые затем из организма через выделительную си­стему.

Но некоторые вещества, появившиеся в окружаю­щей среде сравнительно недавно, печень не в состоянии переработать, так как ферментные системы, которые способны это сделать, эволюционно не были сформированы и отсутствуют. Такие вещества называют «ксенобиотиками», т.е. «чужими» для живого.

Другие вещества, хотя и трансформируются в ходе метаболизма, превращаются в промежуточные продукты, еще более опасные и токсич­ные, чем первоначально поступившие в организм. Так, например, значи­тельная часть известных химических канцерогенов становятся таковыми только после активации их в организме ферментами - монооксигеназами. К ним относятся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), некоторые амины и амиды, смолистые продукты табачного дыма и т.д.

Химические вещества и их метаболиты могут вызывать аллергические заболевания, как сами, непосредственно, так и вследствие взаимо­действий с белками организма.

Все большую озабоченность общества вызывают влияния загрязня­ющих веществ на детородную функцию и здоровье потомства. Отрицатель­ные эффекты на здоровье матери и младенца оказывают загрязняющие вещества различной химической природы, такие как ПАУ, тяжелые ме­таллы, ХОС и пестициды. Известный экологический закон трофических цепей действует и здесь. Загрязнения, присутствующие в пищевых продук­тах, попадают в организм матери и накапливаются в молоке, что стано­вится опасным уже для младенца.

В отдельную группу выделяют факторы, воздействие которых на ок­ружающую среду и человека находится в стадии изучения, хотя уже име­ются доказательства их вредного влияния. Отрицательное воздействие на здоровье оказывает повышенный уровень шума в городах, загрязнение неионизирующими электромагнитными излучениями.

В зависимости от условий факторы риска (так называемого медицин­ского) могут действовать в комплексе, и их воздействие будет комбини­рованным. Комбинированное воздействие негативных факторов на здоро­вье человека плохо поддается анализу, прежде всего вследствие неопределенности парамет­ров всех составляющих.

Опасность загрязнения связана и с тем, что далеко не все воздей­ствия удается регламентировать. Даже санитарно-гигиенические нормати­вы разработаны не для всех загрязняющих веществ, а только для незначительной их части. Полностью оценено менее 5% из приблизительно 70000 применяемых сегодня химических веществ (ежегодно вводится в оборот не менее 1000 наименований химикатов).

Слабо изучены долговременные последствия влияния загрязняющих веществ,

Связь между воздействиями различных экологических факторов и развитием болезни не всегда четко прослеживается. Более или менее четким доказательством является выделение действующего экологического фактора, в частности, какого либо вида загрязнения, с помощью статистических подходов. Сравнение однородных групп населения, которые подвержены и не подвержены воздействию данного фактора, позволяет с известной определенностью судить о его эффектах.

У человека обнаружена высокая индивидуальная вариабельность ак­тивности ферментов, метаболизирующих ксенобиотики. Это тоже существенно затрудняет оценку экологических воздействий и их роли в развитии заболеваний.

Большинство специалистов считают загрязненность окружающей среды реальной угрозой для здоровья населения и фактором риска. Согласно статистическим данным, загрязненностью воздуха обусловлены 41% заболеваний органов дыхания, 16 - эндокринной системы, 2,5 - онкологических заболеваний у лиц в возрасте 30-34 года и 11% - у лиц 55-59 лет.

3. Загрязнение продуктов питания.

Здоровье населения и сохранение генофонда в значительной степе­ни определяется безопасностью продовольственного сырья и продуктов питания.

Сейчас жители многих развитых стран озабочены возможной опасностью употребления генно-инженерных, «трансгенных» продуктов пита­ния. Больше всего такие продукты распространились в США. Обширные площади в США засеяны растениями с видоизмененными генами, в которые введены гены животных, рыб, насекомых. Например, в помидо­ры и клубнику были внесены гены рыб, обитающих в ледяных водах, что повысило морозоустойчивость растений. Оказалось, однако, что перекре­стное опыление трансгенных растений с сорняками приводит к передачe таких же качеств и последним. Полученные стойкие к болезням сорта пшеницы также передают приобретенные качества сорнякам, что силь­но затрудняет борьбу, с ними.

Датские ученые пришли к выводу, что употребление в пищу трансгенных продуктов приводит к снижению иммунитета у людей.

Однако многие специалисты являются убежденными сторонниками таких продуктов и считают, что за ними будущее. Новые сорта растений обладают необычайно полезными свойствами, такими как устойчивость к болезням, вредителям, заморозкам. Удается получить сорта с заданными свойствами. Например, получена соя с повышенным содержанием кальция. Употребление такой сои дает возможность лечить нарушения кальциевого обмена, в частности остеопороз, который часто имеет место у людей пожилого возраста.

Гораздо более явную опасность, чем опасность «генетического» загрязнения, представляет загрязнение продуктов питания традиционными загрязняющими веществами. Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, 20 - из возду­ха, 10% - с водой. В продуктах могут присутствовать пестициды, тяжелые металлы, синтетические моющие средства, нитраты, нитриты, радионуклиды, токсины микроорганизмов, лекарственные средства.

Опасно загрязнение тяжелыми металлами. Ртуть, кадмий, свинец и другие тяжелые металлы оказывают на че­ловека и животных токсическое действие, взаимодействуя с белками, блокируя различные ферментные системы и нарушая физиологические функции организма. Они могут накапливаться в органах и тканях, особенно в костной ткани. Больше всего кадмия, одного из наиболее опасных загрязнителей, человек получает с растительной пищей. Например, в картофеле содержится 0,012-0,05 мг/кг, в зерновых — 0,028-0,095, в томатах — 0,01-0,03, в фруктах — 0,009-0,042 мг/кг. Очень большое количество кадмия содержат грибы: 0,1-5,0 мг/кг.

В Японии, вследствие загрязнения кадмием риса - основного продукта питания, наблюдалось не известное ранее заболевание, получившее название «Итай-Итай». Сначала у больных были сильные боли в нижних конечностях и пояснице, затем нарушалась фун­кция почек, больные сильно худели, наблюдалась деформация скелета, переломы костей. Всего заболело около 3000 человек, причем в основном болели женщины, особенно много рожавшие. Впоследствии это объясни ли дефицитом кальция, который, как оказалось, активно замещается в костях кадмием. В США также были отмечены аналогичные случаи забо­левания, причиной которых оказалось употребление в пищу горошка, загрязненного кадмием.

Другой металл, который вошел в историю медицины как причина заболевания, — ртуть. Первая массовая вспышка ртутного отравления была зафиксирована в 1956 г. в Японии в районе реки Минамата, отку­да и получила свое название «болезнь Минамата». Начальные стадии болезни: расстройства речи, нарушение походки, снижение зрения и слу­ха. Многие заболевшие погибли. Заболевание наблюдалось также у домаш­них кошек. Причиной отравления послужил сброс загрязненных ртутью сточных вод химической фабрики по производству поливинилхлорида в реку Минамата, откуда затем загрязненные воды попали в море. Вслед­ствие передачи по трофическим цепям концентрация ртути в рыбе дос­тигла 20 мг/кг. Рыба стала легкой добычей для населения, так как вследствие отравления теряла подвижность.

Весьма опасен для человека свинец. В современном мире основным источником свинца в продуктах питания, как и в окружающей среде во­обще, является этилированный бензин (алкильные соединения свинца добавляют в бензин в качестве антидетонатора). Свинец попадает в орга­низм человека по пищевым цепям при употреблении как растительной, так и животной пищи. Анализы показали, что у наших современников концентрация свинца в тканях организма выше, чем в доиндустриальный период.

Есть доказательства патологического действия свинца на сердечно-сосудистую систему, психическое и умственное развитие, онкогенного влияния.

Источником чужеродных веществ, которые обнаружены в количествах, превышающих нормативы, является продовольственное сырье, или вещества, образующиеся в процессе его обработки, а также пищевые добавки, присадки, красители.

Всего в разных странах известно примерно 500 наименований пище­вых добавок. К добавкам относятся химические средства консервирования, пищевые красители, вкусовые ингредиенты и вещества, улучшающие товарный вид и способствующие сохранению продукта. Сюда относятся отбеливающие средства, нитриты и нитраты, применяемые для изготовления мясных продуктов с целью сохранения у них красного цвета, а также антиокислители.

Важной гигиенической предпосылкой является чистота пищевых добавок. Загрязнения, попадающие вместе с ними в готовый продукт, могут оказаться более опасными, чем они сами. Применение пищевых добавок, в частности красителей, строго регламентируется. Первые зако­нодательные акты, регламентирующие их применение, появились в 1887 г. в Германии, где был издан закон о пищевых красителях. Позже такие законы появились и в других странах.

Вначале законы были основаны на использовании в практике негативных списков - перечней веществ, запрещенных к использованию. B настоящее время большинство стран использует позитивные списки, т.е. перечни веществ, рекомендуемых для использования в пищевой промышленности. Разрешения к применению, базируются на данных токсикологических и гигиенических исследований.

В европейских странах введена система экомаркировки, т.е. специальных меток, подтверждающих гарантию безопасности продуктов (и других товаров) для здоровья населения. Согласно международным нормативным документам, на этикетке должны быть указаны все добавки, которые могут повлиять на здоровье людей.

4. Экология и здоровье человека.

Всеобщий экологический кризис, который начался в 20 веке, обусловлен глобальными процессами как загрязнениями окружающей среды, истончение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивные выпадения. Резко изменились и локальные условия жизни человека. Урбанизация среды, загрязнение всех сред: воды, воздуха, почвы, продуктов питания, воздействия электромагнитных излучений и шума, ограничение и видоизменение связи человека с природой, все это отрицательно влияет на здоровье населения.

Здоровье, согласно ВОЗ – это состояние полного физического, духовного и социального благополучия. Понятие “ здоровье “ сложное. Оно включает разные аспекты: медицинские, социально-экономические, юридические и философские. Количественные параметры утраты здоровья выражаются в показателях заболеваемости, рождаемости, смертности, продолжительности жизни, физического развития, инвалидности и др.

В настоящее время человечество уже не может развиваться без экологической ориентации всей медико-биологической науки. Актуальность и необходимость экологического подхода подтверждается выявленными зависимостями между здоровьем человека и состоянием биосферы, особенно ее техногенными загрязнением. Причины возникновения многих заболеваний связывают с ухудшением экологии.

20 век ознаменовался во всех странах появлением пандемий хронических заболеваний, несущих угрозу здоровью современному человеку.

Причиной их являются факторы современной цивилизации, психикоэмоциональные стрессы, нарушения питания вследствие загрязненности и причин социального характера, техногенных воздействий, информационных нагрузок, нарушение естественных биоритмов и т.д. Это так называемые болезни цивилизации, они имеют доминирующие значение в структуре современных процессов нарушения здоровья людей. К ним относится ряд инфекционных заболеваний: сердечнососудистые заболевания, иммунопатия, опухолевые процессы, психические заболевания, болезни обмена веществ и др. По данным ВОЗ ежегодный прирост больных раком на Земле составляет 7 млн. человек в год. Показатели общественного здоровья в бывшем СССР начали ухудшаться с 60-70 гг. и особенно усилились в 90-х гг. Обозначилась связь между такими показателями общественного здоровья как рождаемость, детская смертность и экологическое благополучие государств. В то же время в западной Европе и других развитых странах формируется другой процесс-постоянный рост продолжительности жизни. Средняя продолжительность жизни в Беларуси менее 65 лет, тогда как в развитых странах примерно 76 лет. По показателям детской смерти Республика Беларусь намного опережает развитые страны.

Ежегодно в Республике Беларусь регистрируется рост, профессиональных заболеваний. Наиболее опасна работа в нефтедобывающей промышленности, на предприятиях легкой промышленности.

В конце 20-го века появились самостоятельные области знаний: экология человека и экологическая медицина. В настоящее время термином экология человека обозначают комплекс полностью еще не очерченных вопросов, касающихся взаимодействия человека с окружающей средой. Главной особенностью экологии человека как самостоятельной области науки служит ее междисциплинарный характер, так как в ней сходятся социологические, философские, географические, естественно- научные, медико-биологические проблемы. Экология человека изучает закономерности возникновения, существования и развития антропологических систем, которые представляют собой сообщество людей находящееся в динамической взаимосвязи со средой и удовлетворяющее благодаря этому свои потребности.

Размеры таких систем различны в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Это могут быть изоляты, демы, нации, наднациональные ассоциации, различающиеся по способу производства, укладу жизни, наконец, человечество в целом. Большое значение в определении размера антропологической системы имеют природные условия. Наиболее многочисленные современные популяции, объединяющие более 80% человечества, обитают на 44% суши в области тропических лесов и саванн, а также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью или смешанными лесами.

Засушливые земли и зона пустынь, на которые приходится 18% суши, являются местом обитания 4% населения.

Главной отличительной чертой антропоэкологических систем по сравнению с природными экосистемами служит наличие в их составе человеческих сообществ, которым в развитии всей системы принадлежит доминирующая роль. Сообщества людей различаются по способу производства материальных ценностей и структуре социально-экономических отношений, от чего зависят способ организации труда, объем и способ распределения производимой продукции между членами сообщества. Активностью сообществ людей на занимаемой территории определяется уровень воздействия их на окружающую среду. Развивающиеся сообщества (например, в период индустриализации ) характеризуются наряду с ростом численности населения, увеличением потребностей его в продуктах питания, сыре, водных ресурсов, размещение отходов. Это повышает нагрузку на природную среду, интенсифицирует использование биотических и абиотических факторов.

В процессе существования антропоэкологических систем взаимодействия людей и природной среды осуществляется по двум главным направлениям. Во-первых, происходят изменения биологических и социальных показателей отдельных индивидуумов и сообщества в целом, направленные на удовлетворение требований, предъявляемых человеку средой. Во-вторых, осуществляется перестройка самой среды для удовлетворения требований человека. На протяжении истории человечества соотношение названных изменений сдвигалось в сторону преобладающей роли второго направления. Естественная среда, в которой зарождалось человечество, в результате перехода к культурному земледелию и скотоводству уступила место частично очеловеченной среде сельских жителей. С возникновением городов современного типа произошел переход к существованию сообществ людей в полностью очеловеченной среде, границы распространения которой, неуклонно расширяются.

5. Экологическая патология.

Экологическая патология - раздел медицины изучающий заболевания, вызываемые физические и химические, а также биологическими факторами окружающей среды и условиями жизнедеятельности. Она рассматривает механизмы и особенности поражения организма, обусловленные влиянием комплекса антропогенных факторов среды, вызывают взаимодействия экогенных и неэкогенных причин заболевания.

Человек, как и другие виды, является основной частью экосистемы, подчиняющиеся основным экологическим законам. Человек-существо биосоциальное. Он развивается под влиянием социальных закономерностей присущих обществу. Здоровье-это не только достояние одного индивидуума, но и общественное богатство. Здоровье нации является фактором, определяющим будущее государства.

Отношение человека с окружающей средой определяются следующим образом: с одной стороны- человек творение природы, с другой он в значительной степени создал окружающую среду и продолжает вмешиваться в природу.

Вредное влияние химических факторов может делиться на несколько групп по их эффектам:

Токсины (ядовитые вещества)

Концерогены (онкологичесие заболевания)

Мутагены (мутации).

Тератогены (уродства).

Токсины. Тяжелые металлы, хлорированные углеводороды , нитраты, нитриты, нитросоединения, асбест, диоксины, пестициды. Вред от тяжелых металлов, в г. Мариуполе и Запорожье, на порядок больше чем вред радиоактивных загрязнений в районах, подвергшихся воздействию ЧАЭС. Одним из самых распространенных и опасных химических веществ обладающим сильным концерогенным действием является бензпирен. В городах, где его концентрация превышает ПДК в воздухе в 2-4 раза, частота заболевания рака на 12-24 % выше, чем в городах, где концентрация ПДК в норме.

Концерогены – вещества различной химической природы, способные в чистом виде вызывать развитие в организме опухолей. В окружающей человека среде они могут иметь естественное и искусственное происхождение. Известны концирогены естественного происхождения такие, как, продукты жизнедеятельности некоторых грибков – микотоксины, в частности афлатоксины, фузариотоксины, а также пиролизидиновые алкалоиды крестовника. Была показана возможность образования бензпирена в результате вулканической деятельности и обнаружено его присутствие в лаве, пепле, вулканической грязи, а также пробах почвы, воды и растительности в зоне вулканов Камчатки, Сахалина и Курильских островов. Бензпирен обнаружен также в глубоких слоях почвы в зоне вулканов вечной мерзлоты. Другим источником концирогенов естественного происхождения может быть синтез поверхностно активные углеводы, в частности бензпирена, растениями, например при прорастаниями семян в условиях добавления к питательной среде веществ, содержащих углерод (ацетата или фосфата).

Основными источниками концирогенов искусственного происхождения в окружающей среде являются выбросы промышленных предприятий (главным образом нефте- и углеперерабатывающей, коксохимической, металлургической промышленности), отопительных систем и выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Индикатором присутствия в окружающей среде ПАУ считают бензпирен, который обнаружен в значительном количестве в смолах, песках, дымах, выхлопных газах и вместе с ними в твердых частичках или капельках аэрозолей поступает в атмосферу. Частичное его разрушение происходит под влиянием ультрофиолетовых лучей и азона, часть рассеивается, часть оседает на землю. В почве, особенно в индустриальных районах, обнаруживают значительные концентрации ПАУ. При этом в районах старой застройки или давно существующих промышленных предприятий они выше, что свидетельствует возможности накопления концирогенов в окружающей среде. Бензпирен в почве переходит в нижние слои, при этом количество его постепенно уменьшается. Под действием неспецифических оксидаз почвенных бактерий наблюдается разрушение концирогенов, что ведет самоочищению почвы. При значительном загрязнении почвы ПАУ возрастаетих количество в овощах, картофеле, капусте и др.

В результате седиментации из атмосферы, перехода из почвы и со сточными водами предприятий, ливневыми стоками городов и отработанными газами моторных и другие концирогены попадают в водоемы. Моря и реки загрязняются также нефтью и продуктами ее переработки, содержащими концирогенами. Онкогенные вещества накапливаются в виде своеобразной пленки в поверхностном слое, а также в организмах рыб и моллюсков, планктоне, переносятся на дальние расстояния и, так же как и в почве, могут разрушаться под влиянием физико-химических факторов и микроорганизмов.

Мутагены. Это физические, химические и биологические факторы, способные вызвать наследственные, не связанные с явлением рекомбинации, изменения, т.е. мутации. Действие мутагенов универсально для всех организмов. Биологические эффекты мутагенов подразделяются на эффекты в соматических клетках, приводящие к возникновению синдромов поражения органов и тканей, и эффекты в зародышевых клетках, в результате чего возникают несущие мутацию гаметы. Следует отметить, что большое количество мутагенов обладает концерогенной активностью. Эффективность мутагена зависит от его дозы и особенностей организма. Она количественно определяются путем сравнения с естественной частотой мутаций.

К физическим мутагенам относят все виды ионизирующих излучений, УФ-излучение, температуру и др.

Тератогены. Экзогенные факторы нередко называют тератогенами, или тератогенными факторами. К ним относят лишь те факторы, которые нарушают эмбриональное развитие, воздействуя в течение беременности. В отличие от них тератогенный эффект мутагенных факторов опосредован мутациями в половых клетках родителей или более отдаленных предков. Тератогенные факторы подразделяют на физические (радиационные и механические воздействия ), химические (лекарственные вещества, применяемые в сельском хозяйстве и в быту) , биологические (вирусы, простейшие). Часть из них может быть причиной развития пороков у человека. Тератогенный эффект экзогенных факторов зависит от химического строения молекул агента, его молекулярного веса, пути введения, состояния организма беременной, периода развития эмбриона.

78