Вплив забруднень довкілля на живі організми

Звичайно, найбільш повно досліджено вплив забруднювачів довкілля на людину. У викидах промислових підприємств 150 речовин є шкідливими для здоров’я людини, деякі проявляють мутагенну та канцерогенну дію; послаблюється імунітет. Здоров’я людини на 15-20% залежить від стану довкілля. Люди хворіють від забруднення продуктів пестицидами, від вживання забрудненої води та забруднення повітря. Однак, до забруднення швидко пристосовується значна частина мікроорганізми, в тому числі патогенних.

За шкідливим впливом на людину речовини поділяються на 5 груп:

загальносоматичні, що викликають отруєння всього організму (CO, CN^-, Pb, Hg, C₆H₆, As);

подразнюючі слизову оболонку (Cl₂,NH₃,SO₂,HF, NO_x, O₃, (CH₃)₂CO);

сенсибілізуючі, які викликають алергічну реакцію (формальдегід, органічні розчинники, лаки, нітро- і нітрозосполуки);

канцерогенні (3,4-бензапірен, порошок нікелю, аміни, оксиди хрому, радон);

мутагенні – змінюють наслідкову інформацію потомства (Pb, Mn, Ra, U).

Однак, не лише забруднення шкідливо впливають на людину. Російськими вченими з інституту біології розвитку ім. К.К.Кольцова встановлено на групі дослідних тварин, що споживання генномодифікованої продукції негативно впливає на репродуктивну систему. Так, у другому поколінні дослідних хом’яків, яких кормили виключно генномодифікованою рослинною їжею, спостерігалась значна частка мертвонародженого потомства, а третє покоління виявилося у більшості випадків зовсім безплідним. Очевидно, негативний вплив має і наявність у м’ясній продукції залишків гормональних препаратів та антибіотиків, які застосовують для відкормювання та захисту худоби і пртиці.

Основні екологічні терміни

Природа – матеріальний світ, який не включає суспільну форми руху матерії.

Навколишнє природне середовище – земна природа, яка оточує людину і в якій природні фактори функціонують в органічній єдності з продуктами людської праці.

Навколишнє середовище – частина простору, в якому існує людина і функціонують створені нею системи.

Біотоп – ділянка землі з однорідними умовами існування: речовинами (вода ґрунт, мінерали), фізико-хімічними факторами (температура, освітлення, хімічний склад, реакція середовища).

Біоценоз – історично складена сукупність рослин і тварин, що населяють біотоп. Біотоп і біоценоз утворюють екосистему.

Екологічна система (біогеоценоз) – єдиний природний комплекс, утворений живими організмами та середовищем їх існування, в якому жива та нежива матерія пов’язані обміном речовин та енергії.

Біосфера (сфера життя) – глобальна екологічна система. Вперше термін запропонований австрійським вченим Е.Зюссом у 1875 р. У біосфері відбуваються кругообіги речовин та енергії під впливом сонячної енергії. Біологічний кругообіг здійснюють рослини, тварини, мікроорганізми. Основоположником сучасних уявлень про біосферу є видатний український вчений В.І.Вернадський. Біосфера – зовнішня оболонка Землі, в яку входять частина атмосфери до 25-30 км, вся гідросфера і верхня частина літосфери до глибини приблизно 3 км, де температура сягає 100С. Ці ділянки Землі населені живими організмами. Жива речовина у біосфері становить 0,25% всієї маси біосфери. Вона включає 2 млн. видів живих організмів, серед яких 500 тис. вищих і нижчих рослин, 1,5 млн. видів тварин, грибів, мікроорганізмів. У 1926 р. В.І.Вернадський опублікував монографію "Біосфера". Біосферу живить космічна енергія, а живі організми її перетворюють у земну хімічну і створюють різноманітність нашого світу. За Вернадським основними компонентами біосфери є:

жива речовина – рослини, тварини, мікроорганізми;

біогенна речовина – органічні та органічно-мінеральні продукти, створені живими організмами протягом геологічної історії (вугілля, торф, нафта, горючі сланці);

косна речовина – гірські породи неорганічного походження;

біокосна речовина – результат синтезу живої та неживої речовини, наприклад ґрунти, мули або підводні ґрунти.

Ноосфера – оболонка Землі, в якій проявляється вплив людського розуму на структуру і речовинний склад біосфери. Людина особливо сильно впливає на природу – як біогеохімічними метаболічними процесами, так і трудовою діяльністю, причому вплив залежить не від росту народонаселення, а від інтенсифікації праці. Творцем ноосферної концепції вважається В.І.Вернадський. Проте його теоретичні дослідження про планетну роль людини, економічно-екологічну збалансованість земної цивілізації у значній мірі ґрунтуються на розробках іншого українського вченого, засновника екологічної економіки С.А.Подолинського.

Екологія – наука про відносини живих організмів і утворених ними сукупностей між собою та довкіллям (оicos – дім, logos – наука).

Соціоекологія – об’єднання різних галузей сучасного знання, спрямоване на гармонізацію взаємодії суспільства та природи.

Американський еколог Ю.Одум у двотомній праці "Екологія" зробив висновок, що коли "наука про дім" (екологія) і "наука про ведення домашнього господарства" (економіка) зіллються, коли предмет етики розширить свої межі та включить поряд з цінностями, виробленими людиною, цінності, створені природою, можна буде оцінювати оптимістично майбутнє людства.

Забруднення – несприятлива зміна довкілля, яка частково або повністю є результатом діяльності людини, прямо або опосередковано змінює розподіл енергії, рівень радіації, фізико-хімічні властивості середовища і умови існування живих організмів. Забрудненням є неутилізовані відходи виробництва, природні компоненти, непритаманні даному середовищу, які чинять шкідливий вплив на людину та природу.

Охорона природи – система заходів, спрямованих на підтримання раціональної взаємодії між діяльністю людини та довкіллям, які забезпечують збереження та відновлення природних багатств, раціональне використання природних ресурсів, попереджають шкідливий вплив результатів діяльності суспільства на природу і здоров’я людини. Ще у 1382 році король Франції Карло VI видав указ про заборону випускати в Парижі газ одурманюючий, з поганим запахом.

Захист довкілля – природоохоронна діяльність, яка зменшує або виключає антропогенне забруднення природи.

Стадії взаємодії суспільства і природи. Вік земної кори становить 4,5 млрд років. Найдавніші рештки мікроорганізмів у гірських породах мають 3,2 млрд років. Бурхливий розвиток органічного світу на Землі почався тому 0,5-0,4 млрд. років (до того була абіотична екосистема).

Перша стадія функціонування екосистеми – від первісних пралюдей до Homo sapiens (від 2-3 млн. до 40 тис. років тому). Взаємодія між живими організмами та природою полягала у біологічному обміні речовин. Людське суспільство і біосфера були незамкненою глобальною екосистемою.

Друга стадія – від 40 тис. років тому до середина 20 століття. У цей період зростав антропогенний тиск, вимерло багато видів тварин і рослин, відбулася деградація природних екосистем на певних ділянках. Багато століть забруднення довкілля було незначним. Так світове виробництво заліза в 1500 р. становило 0,05 млн. т, у 1800 р. - 0,8 млн. т, у 1900 р. – 41,9 млн. т, а в 1950 р. – 189 млн. т. Шкідлива дія забруднення нейтралізувалась розсіюванням або розбавлянням їх. Природний кругообіг речовин і енергії ще не порушився. Соціоекосистема залишалася частково функціонально замкнутою.

Третя стадія – сучасна. За останні 100 років людство у 100 разів збільшило швидкість переміщення, у 100 разів зросло використання енергетичних ресурсів, у 1 млн. разів воєнну потужність. Відбувся різкий стрибок у розвитку науки і техніки. За Вернадським людина стала найпотужнішою геологічною силою на планеті, а її діяльність почала перевищувати масштаби найпотужніших стихійних явищ. Речовинно-енергетичний обмін настільки зріс, що навіть незначний антропогенний вплив на той чи інший компонент біосфери охоплює всю екосистему і викликає далекосяжні негативні наслідки.

Загальні аспекти антропогенного впливу на довкілля

Сучасна епоха характеризується екологічною кризою. Факторами кризи є демографічний вибух у деяких районах, урбанізація, індустріалізація та хімізація господарства.

Можна виділити такі аспекти антропогенного впливу.

Експлуатація природних ресурсів. Природні ресурси є невичерпні (енергія Сонця, вітру, води – їх людина використовує ще досить мало) та вичерпні, які у свою чергу поділяються на невідтворювані (руди, мінерали, вугілля, нафта) та відтворювані (рослинність, тварини, ґрунти).

Непрямий вплив, який полягає у відчуженні родючих земель, вимиранні окремих видів рослин і тварин; умисному винищуванні або заселенні окремих видів тварин (винищування горобців у Китаї під час „культурної революції”, непомірне заселення кролів у Австралії);

Антропогенне забруднення викидами в атмосферу, гідросферу, на ґрунти. Енергетичне забруднення – теплове, акустичне, електромагнітне.

Класифікація забруднень довкілля

Матеріальні забруднення – це хімічні (токсичні і нетоксичні) речовини, які можуть бути рідкими, твердими, газуватими, змішаними (газуваті та рідкі вуглеводні; миючі засоби, пластмаси і синтетичні матеріали, пестициди, сполуки сірки, нітрогену, фтору; органічні речовини; важкі метали). Сюди належать і фізичні забруднення –радіоактивні елементи, теплове забруднення, шуми, інфразвук.

Енергетичні забруднення поділяють на акумулятивні і неакумулятивні; теплові, іонізуючі, електромагнітні, світлові, шумові і вібраційні, інфра- та ультразвук.

Радіоактивне забруднення довкілля та вплив на живі організми. Під дією радіоактивного випромінювання відбувається іонізація води в організмі, утворені іони викликають порушення біохімічних процесів у ньому. Найлегше ву організм проникає гама-випромінювання, альфа-випромінювання поглинається шкірою, бета- проникає на глибину до 1 мм. Радіоактивні речовини потрапляють в організм через органи дихання, з забрудненою водою та їжею. Найсильніше організм вражає альфа-, найслабше – гама-випромінювання. Біологічний ефект залежить від сумарної дози, активності, часу дії, площі поверхні опромінення. Радіоактивні інертні гази швидко виводяться з організму, швидко і ті елементи, які є біогенними (К, Na, Cl). У кістках відкладаються U, Ra, Pu, Sr, Y; у травному тракті – Co. Опромінення має соматичну та генетичну дію. Основними джерелами радіоактивних домішок у довкілля є:

радіоактивні елементи земної кори – ²²²Rn, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Bi;

ізотопи космогенного походження (утворюються в атмосфері при взаємодії з космічним випромінюванням) – ²²Na, ⁷Be, ³²P, ³³P, ¹⁴C, ³H;

продукти ядерних викидів–¹⁴C,³H, ¹³¹J,⁹⁰Sr,¹³⁷Cs, ¹⁴⁴Ce, ⁹⁵Zr;

відходи атомної промисловості – ¹³¹J, ¹³³Xe, ⁸⁵Kr.

Радіоактивні ізотопи зв’язуються з аерозольними частинками, забруд-нюють ґрунти, вимиваються ґрунтовими водами у поверхневі води.

Екологічна ситуація в Україні

Україна – одна з найбрудніших держав на території колишнього Радянського Союзу, перенасичена хімічними, металургійними, гірничодобувними виробництвами із застарілими технологіями. Її економіка формувалась без врахування об’єктивних потреб і інтересів народу, належної оцінки екологічних можливостей окремих регіонів. Висока матеріало- і енергоємність виробництва призвела до надлишкового видобування корисних копалин, їх переробки і спалювання. Обсяг нагромаджених відходів промисловості перевищив 17 млрд. т і щороку зростав на 1 млрд.т На території України на одиниці площі розташовувалось в 10 раз більше промислових підприємств, ніж у інших регіонах.

В Україні близько 20% міського населення проживає в зонах, де ГДК речовин перевищені в 15 разів. Україна одна з найгірше забезпечених водою регіонів Європи, хоч має великі водні ресурси, а величезні кількості стічної води зливаються у поверхневі водойми. Води Азовського, північно-західної частини Чорного моря та озера Сиваш втратили частину рибних ресурсів. Забруднено 6% підземних вод, а 24% є під загрозою якісного виснаження. Каскад із 6 великих водосховищ на Дніпрі привів до негативних явищ: затоплено 500 тис. га родючих земель, спостерігаються явища "цвітіння" води, руйнування берегів. Для промислових цілей та захоронення відходів промисловості залучають родючі землі. Ґрунти перенасичені важкими металами, пестицидами.

Внаслідок ненормованих вирубок скоротилась кількість лісів і середньо по країні становить 0,2 га на особу, на противагу 1,4 га на особу у цивілізованому світі. Це найнижчий показник у Європі. Площа природо-заповідних земель в Україні становить 2,1% проти 10% у розвинених країнах світу. Трагедією стала аварія на Чорнобильській атомній електростанції. Загалом у нас було сконцентровано 40% ядерної енергетики колишнього Радянського Союзу. Понад 150 тис. мешканців одержали радіоактивне опромінення. Після аварії на ЧАЕС хмара випромінювання поширилась на сусідні держави на захід, північ та південь. Забруднення відчувались навіть на півночі Швеції. На 5 травня 1986 р. рівень радіації склав 0,05 мР/год.

Україна перенасичена промисловими підприємствами. Так в Запоріжжі, Дніпропетровську, Кременчуці багато онкологічних захворюваннь, навіть серед дітей. В Україні сповільнене природне відтворення населення, помирає більше людей, ніж народжується.

У Карпатському регіоні Львівська область є однією із найбільш промислово розвинених. На її території розташовано 840 промислових підприємств, серед яких з видобутку вугілля та переробки нафти. Наприклад, у 2003 р. тут спожито 1273 тис. т вугілля, 3172 млн.м³ природного газу, понад 465 тис. т автомобільного, дизельного палива та мазуту. Викиди в атмосферне повітря протягом року перевищують 179 тис. т (8,2 т/км²), а стічні води у поверхневі водойми – 83 млн м³ (32 м³ на мешканця). Джерелом забруднення є внесення у ґрунт значних обсягів мінеральних та органічних добрив, пестицидів.

У Львівській області протягом останнього часу за рік в атмосферу потрапляє близько 95,8 тис. т шкідливих викидів від стаціонарних джерел забруднення та 87,9 тис. т від автомобільного транспорту. Головними забруднювачами є ВАТ „Добротвірська ТЕС”, „Миколаїв цемент”, „Сокальський завод хімволокна” та ДП „Карбон”, „Жидачівський целюлозно-паперовий комбінат” АТ „НПК-Галичина”, ДАТ „МН-Дружба”, УМГ „Львівтрансгаз”, ДП „Львівхазвидобуток” та „Львіввугілля”.

Таким чином більшість населення України мешкає в умовах забрудненого довкілля.

Міжнародні природозахисні організації. Захист довкілля в Україні

Перша конференція з міжнародного захисту природи відбулася в листопаді 1913 р. у Берні (Швейцарія), в якій прийняли участь 17 держав. Було сформульовано проблему необхідності спеціального захисту благ природи.

До 60-х років минулого століття відбулось близько 500 міжнародних конференцій так чи інакше присвячених проблемам екології, а 5 червня 1972 року у Стокгольмі відкрилася міжнародна конференція, присвячена довкіллю. На ній прийнята Декларація принципів і План заходів з охорони довкілля.

27 сесія Генеральної Асамблеї ООН у 1972 р. прийняла низку резолюцій та утвердила новий орган – ЮНЕП (Програма ООН по довкіллю). ЮНЕП має свої кошти та право заключати міжнародні договори, робити власні заяви.

У 1983 р. була скликана 38 сесія Генеральної Асамблеї ООН, на якій створено Міжнародну комісію з навколишнього середовища. На основі оцінки експертів у 1987 р. комісія підготувала перше фундаментальне дослідження "Наше спільне майбутнє". Його тематика: глобальна переорієнтація суспільно-політичного, економічного та культурного розвитку, здійснення для цього відповідних національних і загальнопланетарних проектів.

В ООН працює 14 спеціалізованих органів по довкіллю, найважливіші з яких:

ФАО – продовольча і сільськогосподарська;

ВООЗ – всесвітня організація охорони здоров’я;

МАГАТЕ – міжнародне агентство по атомній енергії;

ВМО – всесвітня метеорологічна організація;

ІМКО – міжурядова морська консультативна організація;

ЮНЕСКО –організація з питань науки, освіти, культури.