2 Влияние жизнедеятельности человека на окружающую среду обитания

Для правильного понимания вопросов безопасности жизнедеятельности необходимо данную проблему рассматривать в единой системе "человек – производство – среда".

2.1 Краткая характеристика среды жизнедеятельности человека

Все биологические системы могут существовать в окружающей среде при условии биологического равновесия. Человек, как единствен­ная биологическая система природы, способен при взаимодействии с природой регулировать и контролировать обмен веществ между собой и природой.

Одним из важнейших элементов системы "человек – производство – среда" является среда – окружающая нас природа. Если рассматривать жизнь, как способ существования белковых тел, то если прекратится обмен веществ с окружающей природой, прекратится и жизнь. Так, че­ловек не может прожить без воздуха 1,5-2 мин, без воды - несколько ча­сов, без пищи - несколько дней.

Географическая оболочка Земли состоит из атмосферы, гидро­сферы, биосферы и литосферы. Все эти среды, проникая одна в другую, взаимодействуют друг с другом и создают наружный облик Земли. Главное свойство географической оболочки Земли - это постоянный обмен веществом и энергией не только между компонентами оболочки, но и между оболочкой и внешним миром (космосом).

Рассмотрим основные составные части окружающей нас природы.

Атмосфера (происходит от греческого слова "атмос" – воздух и “сфера” – шар) – это защитная обо­лочка Земли, которая является основой жизни, определяет окислительные про­цессы живой и неживой материи, предохраняет от резких суточных пе­репадов температуры (~150-200⁰С), защищает от вредных солнечных и космических излучений. Атмосфера мощностью до 20000 км имеет слоистое строение и состоит из:

1. Тропосферы (высотой до 10-15 км, содержит 80% массы атмосферы). Состав тропосферы: кислород (О₂)- 20,94%, азот (N₂)- 78,09%, инертные газы - 0,93%, углекислый газ (СО₂)- 0,003%.

2. Стратосферы (высотой до 40 км). Содержит озоновый слой (О₃), кото­рый поглощает ультрафиолетовое излучение космоса, задерживает 20% инфракрасного излучения Земли (т. е. сохраняет тепло) и тем самым предохраняет жизнь на Земле.

3. Ионосферы (высотой до 1300 км). Характеризуется повышенной иони­зацией молекул газа и защищает все живое от воздействия космиче­ской радиации. Ионосфера включает мезосферу и термосферу.

4. Экзосферы (высотой до 10000 км). Характеризуется разреженностью веществ, близкой к межпланетному пространству.

Гидросфера – это водная оболочка Земли, занимает 71% поверхно­сти. Это воды океанов, морей, рек, озер, болот, горных и полярных лед­ников, подземная, почвенная и атмосферная влага. Основная часть влаги (97%) - это воды морей и океанов, 2% влаги содержится в поляр­ных и горных ледников и менее 1% приходится на подземные и по­верхностные воды.

В океаносфере до глубин 200 м идут процессы фотосинтеза и жи­вут зеленые растения, соленость воды меняется в зависимости от рай­онов. На глубинах с 200 м до 1500 м идут очень слабые процессы фотосинтеза. Начиная с глубины 1500 м солнечный свет не проникает в воду, температура воды +4⁰С и растительный мир практически отсутствует.

Химический состав вод формируется под влиянием естественно - исторических и геологических условий, а в последнее столетие и при антропогенном воздействии. По степени минерализации воды можно разделить на: пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые - 1-25 г/л, морской солености 26-50 г/л, рассолы - более 50 г/л. Пресной воды, которую употребляет человек, на Земле очень мало - 0,35% от общего количества воды (еще 1,65% пресной воды находится в ледниках).

Составные части гидросферы, обмениваясь и взаимодействуя между собой, обновляются, и природа восстанавливает свое равновесие. По литературным данным [3, 9] атмосферные воды обновляются через 10 суток, в наземных реках процесс обновления идет за 12 суток, в океанах - за 3000 лет, в подземных водах - за 5000 лет, в ледниках - за 8000 лет.

Вода – это своеобразный минерал, который обеспечивает сущест­вование живых организмов и развитие процессов жизнедеятельности на Земле. Живые организмы в среднем содержат более 60% воды. Потеря 10-20% воды живым организмом приводит к смерти.

Биосфера – это “сфера жизни”. Вернадский В. И. считает, что биосфера - это часть оболочки планеты, на которой возникла и существует жизнь. Биосфера имеет определенный состав атмосферы, осадочных пород, почвы, гидросферы и живых существ. Биосфера включает все живое вещество планеты, атмосферу высотой до 10-15 км, литосферу глубиной до 4,5 км и всю водную оболочку Земли (до 11 км).

Таким образом, экологическая система рассматривается как единый природный комплекс, в котором живая и неживая материя связаны между собой обменом веществ и энергии. В биосфере постоянно под воздействием солнечной энергии происходит кругооборот веществ и энергии. Такой кругооборот (воды, циркуляция воздушных масс и т.д.) происходит под воздействием физических факторов (разности давлений, температур и др.). Обмен же веществ между живыми организмами и почвой (или водой) вызывается действием биохимических факторов. В первом случае кругооборот называется геологическим, во втором – биологическим. Оба эти вида тесно связаны между собой, однако биологический кругооборот веществ является грандиозной создающей силой. Именно кругооборот веществ и превращение энергии является основой динамического равновесия и устойчивости биосферы.

Биологический кругооборот веществ осуществляется тремя видами живых веществ: растениями, животными и микроорганизмами.

Первая группа организмов – это зеленые растения, обладающие уникальной способностью создавать органические вещества из неорганических: углекислого газа, воды, минеральных солей, кислорода азота и др. Эта группа организмов называется также продуцентами.

Вторая группа организмов – это животные, которые являются потребителями органического вещества, образованного в зеленых растениях. При этом часть из них (травоядные) употребляют в пищу непосредственно растения, а часть (хищники, паразиты) – животных, питающих растительной пищей. Эта группа организмов называется также консументами (все животные, часть микроорганизмов, паразитические и насекомоядные растения).

Третья группа организмов – микроорганизмы, которые питаются разлагающимися растениями и животными и минерализуют их органическое вещество. Минеральные остатки вновь вступают в кругооборот, вовлекаемые в него растениями. Эта группа организмов называется также редуцентами (бактерии, грибки).

Основным источником энергии является Солнце. Энергия солнечного излучения реализуется в биологическом кругообороте через явление фотосинтеза растений, в ходе которого при восстановлении двуокиси углерода образуются органические вещества и молекулярный кислород. Биосфера выступает как гигантский аккумулятор и уникальный трансформатор лучистой энергии Солнца. Основным источником при­родных ресурсов Земли является энергия Солнца, однако, на фотосинтез (моря, океаны, суша) используется только 0,5% солнечной суммарной радиации, падающей на земную поверхность. Но даже при использова­нии такого малого количества энергии растительность суши, морей и океанов усваивает, разлагает, выделяет, запасает огромное количество веществ и энергии.

По данным ученых [3, 9], за год растительный мир: усваивает 22•10¹¹ т диоксида углерода (СО₂); разлагает 1,3•10¹¹ т воды; выделяет 1,2•10¹¹ т молекулярного кислорода (О₂). За счет процесса фотосинтеза весь кислород, содержащийся в ат­мосфере, обновляется через каждые 2000 лет, а диоксид углерода - через каждые 300 лет. Ежегодная продуктивность (количество биомассы) растительного мира составляет 177 млрд. т (122 млрд. т производит растительность суши, 55 млрд. т - растительность моря). Продуктивность животных мирового океана составляет 100 млн. т (рыбы - 85% по весу).

Таким образом, подводя итог изложенному, следует отметить, что основное назначение биосферы заключается не в снабжении чело­века пищей, кислородом и др. веществами, а в поддержании планетар­ного равновесия на Земле.

Литосфера – верхний, каменный, твердый слой Земли (на равнинах - 30-40 км, в морях и океанах - 3-5 км, в горах - 50 км глубиной), ниже которого лежит гранитный и базальтовый слои.

Человечество взаимодействует с природой, является ее составной частью и неотделимо от природы. Это взаимодействие выражается в процессе труда, куда человек вносит свой разум, науку, искусство, труд.

В результате труда человек не только приспосабливается к природной среде, но и пытается ее изменить. Воздействие человека на природу на заре человеческого общества было не очень заметным, т. к. природа самоочищалась и возобновляла биологические ресурсы. Быстрый рост населения, бурное развитие производства, внедрение результатов научно-технических достижений, стремление получить от природы какие-то временные выгоды наносят ей долговременный ущерб, нарушая стабильность, к которой стремится Природа.

Современное промышленное производство загрязняет природу не только газообразными, жидкими и твердыми отходами, но и тепловыми выбросами, электромагнитными полями, ультрафиолетовыми, инфра­красными, световыми, ионизирующими излучениями, радиоактивными веществами, шумовым излучением и другими физическими факторами. Такое недальновидное вторжение в природную среду нарушает ее ос­новной закон стабильного развития и экологического равновесия и ста­вит человечество на грань катастрофы.

Все природные тела, компоненты, которые человек использует в процессе жизнедеятельности, называются природными ресурсами.

Природные ресурсы можно условно разделить на пять групп: 1) планетарные, космические; 2) водные; 3) почвенные, растительные, фаунистические, климатические; 4) ископаемые; 5) атомные.

Рассмотрим влияние жизнедеятельности человека на отдельные аспекты каждой группы.