- •В. М. Васюков, а. В. Иванова экология курс лекций
- •Глава 17. Международное сотрудничество в области
- •Глава 18. Концепции устойчивого развития человечества 150
- •Часть I. Учение о биосфере (глобальная экология)
- •Глава 1. Геологические оболочки земли
- •1.1. Атмосфера
- •1.2. Гидросфера
- •1.3. Литосфера и внутреннее строение Земли
- •1.4. Педосфера
- •Глава 2. Живое вещество
- •2.1. Признаки живой материи
- •2.2. Уровни организации живой природы
- •2.3. Химический состав живого вещества
- •2.4. Систематика живых организмов
- •2.5. Типы питания живых организмов
- •2.6. Метаболизм живых организмов
- •2.7. Экологическая характеристика основных систематических групп организмов
- •Глава 3 строение и свойства биосферы
- •3.1. Структура и границы биосферы
- •3.2. Вещество биосферы
- •3.3. Распределение живого вещества в биосфере
- •3.4. Свойства живого вещества
- •3.5. Функции живого вещества
- •3.6. Свойства биосферы
- •3.7. Круговорот веществ в биосфере
- •3.8. Развитие биосферы
- •3.9. Ноосфера как высшая стадия эволюции биосферы
- •Часть II. Общая экология
- •Глава 4. Экология организмов (аутэкология)
- •4.1. Среда обитания
- •4.2. Экологические факторы и их классификация
- •4.3. Адаптации организмов к условиям среды
- •4.4. Закономерности действия экологических факторов
- •4.5. Характеристика основных экологических факторов
- •4.6. Биологические ритмы
- •4.7. Жизненные формы организмов
- •Глава 5. Экология популяций (демэкология)
- •5.1. Понятие о популяции
- •5.2. Статические показатели популяции
- •5.3. Динамические показатели популяции
- •5.4. Экологические стратегии выживания популяций
- •5.5. Регуляция численности популяции
- •Глава 6. Экология сообществ (синэкология)
- •6.1. Понятие о сообществах
- •6.2. Структура биоценоза
- •6.3. Местообитание и экологическая ниша
- •6.4. Отношения организмов в биоценозах
- •6.5. Структура и функционирование экосистем
- •6.6. Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме. Биологическая продуктивность экосистем
- •6.7. Динамика экосистем
- •6.8. Природные экосистемы
- •6.9. Антропогенные экосистемы
- •Часть III. Экология человека
- •Глава 7. Экологические особенности человека
- •7.1. Антропогенез. Биосоциальная природа человека
- •7.2. История взаимоотношений общества и природы
- •Глава 8. Экологическая демография
- •8.1.Социально-экологические особенности демографии
- •8.2. Рост численности мирового населения в историческом аспекте
- •8.3. Социально-географические особенности демографии
- •8.4. Демографические перспективы
- •8.5. Рост численности населения и емкость среды
- •8.6. Урбанизация
- •8.7. Окружающая среда и здоровье человека: факторы риска
- •Часть IV. Прикладная экология
- •Глава 9. Рациональное природопользование и охрана природы
- •9.1. Предмет и задачи природопользования и охраны природы
- •9.2. Мотивы рационального природопользования и охраны природы
- •9.3. Правила рационального природопользования и охраны природы
- •9.4. Природная среда: природные ресурсы и природные условия
- •9.5. Классификация природных ресурсов
- •9.6. Виды и степень воздействия человека на природу
- •9.7. Загрязнение окружающей среды
- •9.8. Малоотходные и безотходные технологии
- •Глава 10. Антропогенные воздействия на атмосферу и ее защита
- •10.1. Загрязнение атмосферного воздуха
- •10.2. Источники загрязнения атмосферного воздуха
- •10.3. Экологические последствия загрязнения атмосферы
- •10.4. Защита атмосферы
- •Глава 11. Антропогенные воздействия на гидросферу и ее защита
- •11.1. Загрязнение гидросферы
- •11.2. Источники загрязнения гидросферы
- •11.3. Экологические последствия загрязнения гидросферы
- •11.4. Экологические последствия истощения вод
- •11.5. Защита гидросферы
- •Глава 12. Антропогенные воздействия на почву и ее защита
- •12.1. Антропогенные воздействия на почву
- •12.2. Защита почв
- •Глава 13. Антропогенные воздействия на биотические сообщества и их защита
- •13.1. Деградация растительного покрова
- •13.2. Деградация животного мира
- •13.3. Защита биотических сообществ
- •Глава 14. Особые виды воздействия на биосферу
- •14.1. Загрязнение отходами производства и потребления
- •14.2. Защита от отходов производства и потребления
- •14.3. Шумовое загрязнение
- •14.4. Защита от шумового загрязнения
- •14.5. Электромагнитное загрязнение
- •14.6. Защита от электромагнитного загрязнения
- •14.7. Биологическое загрязнение
- •14.8. Защита от биологического загрязнения
- •Глава 15. Экологическая безопасность
- •15.1. Понятие о чрезвычайной ситуации
- •15.2. Природные чрезвычайные ситуации
- •15.3. Техногенные чрезвычайные ситуации
- •15.4. Нормирование качества окружающей среды
- •15.5. Система стандартов, сертификатов и паспортов в области охраны природы
- •Глава 16. Организационные, правовые и экономические методы решения экологических проблем
- •16.1. Экологическое законодательство рф
- •16.2. Государственные органы рф в области охраны окружающей природной среды
- •16.3. Управление природопользованием и охраной природы
- •16.4. Экономика природопользования и охраны окружающей среды
- •16.5. Учет состояния природных ресурсов (природные кадастры)
- •16.6. Особо охраняемые природные территории
- •16.7. Экологический мониторинг
- •16.8. Экологическая экспертиза
- •Глава 17. Международное сотрудничество в области экологической безопасности
- •17.1. Международные объекты охраны природной среды
- •17.2. Международное сотрудничество в области природопользования и охраны окружающей среды
- •Глава 18. Концепции устойчивого развития человечества
- •18.1. Глобальные прогностические модели и концепции устойчивого развития
- •18.2. Экологизация сознания
10.3. Экологические последствия загрязнения атмосферы
Воздействие загрязнения воздуха на организм человека. Физиологическое воздействие на человеческий организм загрязнителей атмосферного воздуха различно. Оксид углерода (угарного газа) прочно соединяется с гемоглобином крови, что препятствует нормальному снабжению органов и тканей кислородом, в результате ослабляются процессы мыслительной деятельности, замедляются рефлексы, возникает сонливость, возможны потери сознания и смерть от удушья. Диоксид кремния (SiO2), содержащийся в пыли, вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань. Оксиды азота раздражают и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, увеличивают восприимчивость к инфекционным заболеваниям, вызывают бронхит и пневмонию. Если в воздухе содержатся совместно оксиды азота и диоксид серы, то возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси. Частицы размером менее 5 мкм способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.
Незначительные по объему выбросы такие, как бензпирен, соединения свинца, кадмия, ртути, мышьяка, кобальта, фосфора и др., могут оказывать воздействие, растянутое во времени. Они обладают канцерогенным действием, вызывают дефекты у новорожденных, снижают иммунитет, угнетают кроветворную и нервную системы и т.д.
Парниковый эффект и глобальное потепление климата. Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект – разогрев нижних слоев атмосферы, вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает около 60% теплового излучения Земли и углекислый газ – до 18%. В отсутствие атмосферы средняя температура земной поверхности была бы -23° С, а в действительности она составляет +15° С.
Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, метана, фреонов, оксида азота и др.). За последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0,027 до 0,036%. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,6°. Существуют модели, согласно которым, если температура приземного слоя атмосферы поднимется еще на 0,6°–0,7°, произойдет интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии, что приведет к повышению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн. км2 низменных, наиболее густо заселенных равнин.
Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведет к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т.п. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т.д.
Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и сельского хозяйства. Повышение температуры приведет к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации углекислого газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений.
Разрушение «озонового слоя». Озоновый слой (озоносфера) – слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона (О3) на высоте 20–25 (22–24) км. Содержащееся в озоновом слое количество озона невелико: в приземных условиях атмосферы (при давлении 760 мм и температуре +20° С) он образовал бы слой толщиной всего 3 мм. В атмосфере озон образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения.
«Озоновая дыра» – значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона. Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) – высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.
Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина В и т. д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать раковые заболевания и мутации.
Кислотные дожди. Кислотный дождь – дождь или снег, подкисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлороводород, сероводород и др.).
Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоемов. Снижение рН воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах.
Смог. Смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Различают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.
Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных промышленных центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300–400 м) вместо обычного понижения. В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.
Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов автомобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители – фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода, альдегидов и т.д.
Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение глаз, ухудшение физического состояния и т.д. вплоть до летального исхода. В 1952 г. в Лондоне от смога за две недели погибло более 4000 человек. Рассеять смог может только ветер, а бороться с ним можно путем сокращения выбросов загрязнителей в атмосферу.