Министерство общего и профессионального
образования Российской Федерации
Северо – Западный заочный
политехнический институт
Реферат по экологии
Тема: Воздействие человека на окружающую среду
Выполнил: студент I курса факультета радиоэлектроники заочного отделения
Дойлов С. В.
Специальность 2007
Шифр 85-0099
Санкт – Петербург
1999
План:
Вступление.
1. Химическое загрязнение атмосферы.
2. Химическое загрязнение природных вод.
3. Загрязнение Мирового океана.
4. Загрязнение почвы.
Заключение.
Вступление.
С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор,
влияющий на судьбу живой природы и окружающей среды. Он достиг огромной
силы в текущем столетии и особенно в последнее время.
С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно
изменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов для
земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны
опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ,
истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации,
особенно бурного после промышленной революции конца средних веков,
человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью
вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей
огромные массы вещества – как органического, живого, так и минерального,
косного.
Рост населения и расширяющееся развитие сельского хозяйства,
промышленности, строительства, транспорта вызвали массовое уничтожение
лесов в Европе, Северной Америке.
Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных
ископаемых привели к серьезным нарушениям природных ландшафтов,
загрязнению почвы, воды, воздуха различными отходами.
Предупреждая о возможных последствиях расширяющегося вторжения человека
в природу, еще полвека назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек
становится геологической силой, способной изменить лик Земли». Это
предупреждение пророчески сбылось.
Химическое загрязнение атмосферы
Какие же факты приводят к ухудшению состояния одной из важнейших
составляющих биосферы – атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже
тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он
пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с
тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на
потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем
чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение
воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими
группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже
значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой
территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще
серьезными последствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет
развитие промышленности “одарило” нас такими производственными
процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе
представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить
нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:
промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих
источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости
от места.
Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное
производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции, которые
вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ;
металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые
выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак,
соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и
цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания
топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта,
сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие
непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом
превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ
окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и
образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с
аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.
Подобным образом, в результате химических, фотохимических,
физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами
атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником
пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции,
металлургические и химические предприятия, котельные установки,
потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.
Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней
средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного
или подземного водного стока, разнообразные природные явления,
индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт,
хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний
является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ –
загрязнителей, ухудшающих качество воды.
Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному, в
зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют
химическое, физическое и биологические загрязнения.
Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных
химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных
примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи,
глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты,
органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение. Основными неорганическими (минеральными)
загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические
соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения
мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них
попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы
поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более
высокоорганизованным организмам.
Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах
у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы
территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную
продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,
содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или
эстуариях рек.
Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее
включением в трофические цепи водных организмов.
Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые
обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу,
выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали
промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых
веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только
минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в
океан органического вещества оценивается в 300 – 380 млн.т./год.
Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или
растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние
водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или
полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов,
участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков
могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие
как сероводород, которые привогдят к загрязнению всей воды в реке.
Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и
замедляет процессы фотосинтеза.
Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды,
является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное
действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют
снижению содержания кислорода в воде.
Поверхностно активные вещества – жиры, масла, смазочные материалы –
образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену
между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды
кислородом.
Значительный объем органических веществ, большинство из которых не
свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными
и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков
наблюдается во всех промышленных странах.
В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным
строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной
эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.
Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или
непроточных (водохранилища, озера).
Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для
патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами,
становится практически непригодной для питья и других надобностей.
Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых
болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что
требуют для своего разложения много кислорода.
Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших
количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже
уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
Загрязнение Мирового океана
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими
веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно
поступало около 6 млн.т. нефти, что составляло 0,23% мировой добычи.
Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.
Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод,
– все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на
трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в
морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет,
начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из
них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано.
Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т. нефти. Большие
массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн.т./год. Со
стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т. нефти. Попадая в
морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои
различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину, а по
толщине количество литров на квадратный километр.
Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ,
используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды
делятся на следующие группы: инсектициды – для борьбы с вредными
насекомыми, фунгициды и бактерициды – для борьбы с бактериальными
болезнями растений, гербициды – против сорных растений.
Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим
полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском
хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих
среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с
вредителями.
В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок.
Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских
экосистем золовым и водным путем.
Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого
количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде
чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и
гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы:
хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические
инсектициды получаются путем хлороирования ароматических и
гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его
производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и
ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные
хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период
полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к
биодеградации.
В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы – производные ДДТ без
алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За
последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в
производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов.
Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов
промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках.
Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными
осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега,
взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 – 1,2 кг./л.
Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ)
относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение
воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко
применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ
попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты
натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных
ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества,
отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,
карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия.
В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ
делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные.
Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди
СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50%
всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах
промышленнрсти связано с использованием их в таких процессах, как
флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий,
получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых
скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ
применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества – это
химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность
и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов
эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В
зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию
роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и
изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными
свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды,
винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды
(ПАУ).
Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана
(более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически
активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию.
Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде – это пиролиз
органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и
топлива.
Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь,
мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных
загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных
производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание
соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно
высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через
атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и
кадмий.
Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При
выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5
тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т.
ртути, причем значительная часть – антропогенного происхождения. Около
половины годового промышленного производства этого металла (910
тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых
промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно
повышается.
При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную
метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному
отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв
болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по
производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве
катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные
сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свиней – типичный
рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в
горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах.
Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе
хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и
бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными
газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с
континента в океан идет не только с речными стоками, но и через
атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) т. свинца в
год.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны,
имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных
материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных
работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора,
твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов.
Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ,
поступающих в Мировой океан.
Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к
переработке большого количества органических и неорганических веществ
без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.
Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань
общества несовершенству технологии.
В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные
органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в
среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ;
0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути;
0,001% кадмия. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды,
часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды,
другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.
Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ
часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его
полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в
растворенной форме, появлению сероводорода.
Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах
устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип
иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию
сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса
и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные
углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух – вода.
Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в
тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на
них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность
приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса.
У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за
счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой
состав данного сообщества.
При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее
значение имеет определение районов дампинга, определение динамики
загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных
объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих
веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и
прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых
сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами.
Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение
температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен
нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Более
устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену
поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а
потребление его возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается
активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество.
Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты
антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном
и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие
загрязняющих веществ приводит к упроще нию экосистемы.
Загрязнение почвы
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы
Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы,
происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического
вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный
покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и
нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет
разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо
нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального
биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и
изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов
антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов – химических
средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней –
одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1
га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате
длительного применения пестицидов в сельском хозяйствем медицине (борьба
с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из
эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и
распространению “новых” вредных организмов, естественные враги и
конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие
пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного
количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У
250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется
явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная
устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью
к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность
можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от
чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие
отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими,
физиологическими и биохимическими перестройками организмов.
Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов,
дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно
изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их
обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно
создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью
жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты
определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью
деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.
Кислые атмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных проблем
современности и обозримого будущего – это проблема возрастающей
кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв
не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;
они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают
не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв.
Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь
почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.
Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности
человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксилов серы,
азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большие
расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси
сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые
выпадают в виде “кислых дождей” на сушу, взаимодействуя с растениями,
почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание
сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту.
Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в
атмосферу оксилов серы, азота, сероводорода и оксида углерода.
Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных
осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо
увеличить объём систематических представительных измерений соединений
загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.
Заключение
Охрана природы – задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова
и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор
многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением
цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми
выявившимися затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие
масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные
и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по
отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы
накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные
знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает
новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе
Человеком.
Список использованной литературы:
1. Крискунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология учебник
лля 9-го класса издательский лом «Дрофа» 1995
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
