авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет А.С.Николаев ...»

-- [ Страница 2 ] --

Теоретически прирост численности популяции в нелимити рованной какими-либо факторами среде характеризуется экспо ненциальным законом и описывается так называемой j-образной кривой (неограниченный все ускоряющийся прирост). При этом прирост r зависит от некоторой исходной численности N0. По скольку особи не только рождаются, но и умирают, имеем r =Р-С (где Р – рождаемость, С – смертность). При r =const скорость роста dN пропорциональна начальной численности N d dN = (2.5) rN d Численность в любой момент времени r Nt = N0e (2.6.) Этот закон идеализированный. В реальных условиях бес предельный экспоненциальный рост численности популяций не возможен. Всегда существуют некоторые предельно высокая (К) и предельно низкая (М) численности (плотности) популяции для конкретной экосистемы. По достижении некоторой максимально высокой численности в действие вступают ограничительные ме ханизмы, например: общая нехватка пищи, заболевания, пораже ние паразитами и т.д. В этом случае возможны два варианта дальнейшей динамики данной популяции.

Первый вариант – численность стабилизируется (рис.2.10:

б) и в целом ее динамика характеризуется так называемой логи стической (S-образной) кривой. Уравнение в этом случае имеет вид:

= rN K N dN (2.7) d K N Отношение K отражает «сопротивление» среды, под K которым понимают совокупность факторов, препятствующих не ограниченному росту численности популяции.

Второй вариант – после достижения предела К наступает массовая гибель особей, возвращающая численность популяции к некоторому нижнему пределу М (см. рис.2.10: в), после чего на растание может начаться вновь. Подобные колебания численно сти с правильной периодичностью типичны для многих живых организмов (вспомните, например, ежегодное «цветение» воды).

На практике в ряде случаев необходимо знать, какое коли чество особей в популяции вредного вида выживет в конце веге тационного периода (периода года, в который возможен рост и развитие растений в данных климатических условиях), с тем, чтобы сделать прогноз опасности размножения на следующий год, предсказать возможный ущерб и запланировать защитные мероприятия в сельском или лесном хозяйстве. Именно выжи ваемость и характеризует жизненное состояние популяции.

Исследования динамики выживаемости беспозвоночных животных позволил вывести следующий фундаментальный закон выживаемости: численность особей в данном поколении попу ляции в любой момент времени является функцией только на чальной численности N0 и времени, прошедшего с начала раз ( ).

вития поколения: N = f N 0;

Нахождение явного вида данной функциональной зависи мости для конкретных условий – задача научных исследований.

Отметим, что популяциям организмов-консументов свойст венны широкие и относительно быстрые флуктуации (колебания) численности. Популяции продуцентов-фотосинтетиков относи тельно стабильны. Многие животные имеют тенденцию к более или менее регулярным изменениям численности, с определенной периодичностью, повторяемостью. Амплитуда численности мо жет быть исключительно широкой. Так численность некоторых видов саранчи периодически увеличивается в тысячи раз. При этом могут происходить массовые перемещения (миграции) на большие расстояния. Ряду растениеядных насекомых свойствен ны периодические вспышки массовых размножений популяций в лесных экосистемах, при этом личинки почти наголо съедают ас симиляционный аппарат фотосинтетиков (листья, хвою). Иногда после таких повреждений деревья погибают. Классические ис следования динамики численности популяций рыси в Северной Америке выявили периодические (через 9-10 лет) увеличения численности, следовавшие за ростом численности популяции зайца-беляка, являющегося основным кормом рыси. Такие флук туации с правильной периодичностью называют осциляциями.

Популяции многих видов имеют примерно постоянный уровень численности и плотности с незначительными изменениями во времени. При сукцессии динамика популяции имеет вид логи стической кривой, идущей из начала координат (при = 0 имеет место иммиграция организмов из соседних областей);

верхний пологий, переходящий в горизонталь, участок кривой можно принять за установление климакса.

Колебания численности животных в природных и антропо генных экосистемах имеют большое значение для людей. В пе риод массовых размножений насекомых в лесах или на сельско хозяйственных культурах;

в случаях резких возрастаний числен ности грызунов (мышей, крыс) в населенных пунктах, наносится существенный ущерб приросту древесины, урожаю, запасам про дуктов. Поэтому перед человеком периодически встает задача борьбы с «вредителями», для чего требуются затраты энергии и материалов. Важно своевременно предвидеть вспышку размно жения той или иной популяции в конкретной экосистеме для предотвращения ущерба. Для достоверного прогнозирования из менений численности живых организмов, необходимо знать при чины, по которым они происходят и закономерности развития.

Первопричинами являются динамические во времени и в про странстве экологические факторы.

Экологический фактор – это любой не расчленяемый да лее элемент окружающей среды способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития. На действие экологиче ского фактора организм отвечает приспособительными реакция ми. Откликом на изменение состава экологических факторов или их уровней (численных значений) могут явиться мутации орга низмов. Мутации (от лат. mutatio – изменение), внезапное, ес тественное или вызванное искусственно наследуемое изменение генетического материала, приводящее к изменению тех или иных признаков организма [31]. Изменения проявляются морфологи чески (в изменении внешнего вида и строения органов) и/или в физиолого-поведенческом плане. Мутации связаны с изменением числа и структуры хромосом, с изменением структуры отдельно го гена или их группы. Таким образом может произойти пере стройка структуры ДНК, поскольку ген – это участок молекулы ДНК (у некоторых вирусов – РНК). Ген – наследственный фак тор, функционально неделимая единица генетического мате риала. Ген кодирует первичную структуру белка (полипептида), молекулы транспортной или рибосомальной РНК, или взаимо действует с регуляторным белком.

Все экологические факторы можно разделить на две боль шие группы: биотические (живой природы, биогенные) и абио тические (неживой природы, абиогенное). При этом обе эти кате гории факторов могут либо формироваться в результате деятель ности людей (антропогенные экологические факторы), либо без таковой (природные экологические факторы). Мы постоянно сталкиваемся с таким понятием, как климатические условия. Не посредственно воздействуют на наш организм: температура, сол нечный свет, влагосодержание – это и есть экологические факто ры, абиотические природные экологические факторы. «Домаш ние» пчелы, опыляющие растения – биотический антропогенный экологический фактор. Более подробно вопросы, связанные с классификацией экологических факторов и механизмами их воз действия на живые организмы обсуждены в работах [6,33].

Теории динамики популяций, целью которых является про гнозирование динамики и управление численностью, подразде ляют на две большие категории: факториальные и системные (см.

табл.2.1).

Из данных табл.2.1 следует, что факториальные теории свя зывают изменения численности популяций с конкретными эколо гическими факторами. Эти теории базируются на эксперимен тальном материале, полученном на основании статистически обоснованных корреляционных зависимостей между режимами экологических факторов и изменениями численности животных.

Большинство факториальных теорий построено на материале из мира беспозвоночных, являющихся удобным тест-объектом для наблюдения и накопления статистического материала.

Таблица 2. Классификация теорий динамики популяций [33] Факториальные Системные Наиме- Наиме нование Состав факторов нование Состав факторов теории теории Парази- Консументы II порядка – Синте- Консументы II порядка, тарная паразиты, хищники, воз- тическая качество пищи, факторы будители заболеваний погоды Трофи- Качество растительной Градо- Комплекс всех биотиче ческая пищи цен ских и абиотических факторов Клима- Динамика метеорологи- Фено- Темпы размножения тическая ческих факторов (темпе- меноло ратуры, влагосодержа- гическая ния и др.) Метео- Широтные и меридио- Стаци- Пространственно синоп- нальные циркуляции ат- альная временная структура тическая мосферных масс стации обитания (экоси стемы) Гелео- Солнечная активность клима тическая Поясним: стация – место обитания популяции [31].

Паразитарная теория (см. табл.2.1) состоит в том, что пе риодически популяции растениеядных животных выходят из-под контроля управляющих (регулирующих) факторов (паразитов, хищников) и получают возможность неограниченно размножать ся.

Четыре другие факториальные теории: трофическая, клима тическая, метеосиноптическая, гелеоклиматическая дополняют друг друга, при этом, качество корма (т.е. химизм пищи) – это управляющий фактор по отношению к растениеядным живот ным, но оно, в свою очередь зависит от климатических, погод ных, почвенно-грунтовых условий. Метеорологические факторы воздействуют на животных как непосредственно, так и опосред ственно – через воздействие на популяции кормовых растений.

Это доказано большим экспериментальным материалом и поло жено в основу производственного прогнозирования изменений численности хозяйственно значимых организмов в сельском и лесном хозяйстве [33]. Погодные условия, в свою очередь, зави сят от циркуляций воздушных масс и от солнечной активности, для которой характерны повторяющиеся с разной периодично стью циклы. Применение на практике данных теорий затруднено, необходимы дополнительные натуральные наблюдения. Извест но, например, что если дефицит влажности в течение двух-трех лет подряд превышает средний многолетний для вегетационного периода, то многие виды насекомых дают вспышки массовых размножений и наносят ущерб. Смена мередиальной циркуляции атмосферы на широтную (с востока на запад) ведет к волнооб разному нарастанию численности многих животных. Но далеко не все популяции одного и того же вида и не во всех экосистемах столь сильно увеличивают свою численность. Для того, чтобы точно предсказать время и место подобной угрозы, необходимо вести постоянные натурные наблюдения за хозяйственно значи мыми видами в экосистемах, т.е. осуществлять экологический мониторинг.

Системные теории (см. табл.2.1) объясняют причины изме нений численности организмов в природе. В частности, синтети ческая теория рассматривает колебания численности как резуль тат взаимодействия положительных и отрицательных связей в системе жертва – хищник (см. рис.2.7), отдавая ведущую роль именно хищникам и паразитам, т.е. эта теория близка к паразит ной. Теория градоцепа объясняет динамику численности популя ций воздействием всего комплекса экологических факторов. Как биотических, так и абиотических. Феноменологическая теория анализирует зависимость численности во времени от темпов раз множения и расселения, основана на построении особых графов – фазовых портретов популяций в системе координат: числен ность – время. Стациальная теория основана на экосистемных принципах и формулируется следующим образом: состав, струк тура и динамика популяций консументов, как производные био ценотической сукцессии, определяются пространственно временной структурой стации обитания, включая структуру по пуляций кормовых растений – продуцентов. Колебания числен ности консументов как часть сукцессии определяются всей сово купностью экологических факторов на данном этапе сукцессион ного процесса. Поскольку сукцессия – целостный процесс, то и динамику популяций входящих в состав биоценоза программи рует сама экосистема на данном этапе развития. Например, вспышка численности консументов – фитофагов (животных, пи тающихся растениями) при засушливой погоде необходима. Объ единение хвои и листьев насекомыми в таких условиях полезно, так как временно сокращает транспирационный аппарат (аппарат физиологического испарения воды растениями). Кроме того, по гибает лишь часть деревьев, а не вся популяция. Деревья гибнут лишь на тех участках, где они уже ослаблены ранее бедностью условий и находятся на возрастном пределе. В этих условиях фи тофаги являются инструментом сукцессии, призванным освобо дить место для нового поколения древесной породы или для но вой экосистемы. Отсюда понятно, что мониторинг следует осу ществлять не за динамикой популяций консументов – фитофагов, а за состоянием популяций кормового растения – продуцента с учетом структуры экологической системы. Известно, что в одних экосистемах численность консументов – фитофагов возрастает в тысячу раз, после чего падает практически до нуля, а в соседних – изменяется у того же вида на той же породе деревьев незначи тельно. Причины таких различий кроются в особенностях про странственно-временной структуры стации обитания, т.е. в разобщенности и концентрированности индивидуумов, слагаю щих популяции как консументов, так и их кормовых растений – продуцентов. Разобщенность мест обитания популяции во вре мени, в пространстве;

или во времени и в пространстве препят ствует неограниченному росту численности. Поэтому в про странственно-сложных экосистемах с большим видовым разно образием и разветвленными пищевыми сетями имеется достаточ ный запас информации для компенсирования положительных об ратных связей отрицательными. Такие экосистемы (смешанные леса, включая тропические;

полевые культуры с многопольным севооборотом) высокоустойчивы, и широких изменений числен ности отдельных популяций биоценоза в них не происходит. От метим, что одной из важнейших причин неудач с искусственным восстановлением леса на вырубках и гарях является именно стремление создать монокультуры, т.е. выращивать на огромных площадях какую-либо одну древесную породу. Такие культуры обычно погибают в течение первого же десятилетия [33].

Обобщая сведения по теориям динамики популя ций,·представленным в табл.2.1, относительно природных назем ных экосистем можно сформулировать общий закон управления [33].

Управляющим звеном в природной экологической систе ме является предыдущий (нижний по потоку энергии в пира миде) уровень пищевой цепи, а управляемым – последующий (верхний). Со стороны предшествующих звеньев пищевой це пи по отношению к последующим характерны процессы управления, а со стороны последующих звеньев – адаптирова ние (приспособления). Независимо от места данного вида в пищевой цепи приоритет в управлении принадлежит абио тической компоненте среды.

Изменения в последней приводят и к гибели несостоятель ных видов, и к естественным мутациям живых организмов, по рождая новые виды. Мутационные процессы обусловлены извне сигналами идущими от природы в целом. Управлять ими можно лишь регулируя внешние условия. Методы генной инженерии безуспешны, если они не соответствуют внешним условиям – со ответствующему набору экологических факторов.

В антропогенных или полностью управляемых человеком (например, сельскохозяйственных) экосистемах – агроценозах приоритетным фактором управления является деятельность че ловека. При этом следует учитывать, что антропогенное управ ление является ресурсно- и энергоемким процессом, и оценки его эффективности лежат в сфере экономики рационального приро допользования (истинно рационального) [28].

Сегодня, например, установлено, что биологический метод борьбы с вредителями растений в природных экологических сис темах (применение паразитов, хищников, возбудителей болезней) в силу сформулированного выше общего закона управления не рационален (да и доказательных фактов успешности его приме нения в мировой литературе не существует);

в антропогенных экосистемах затраты на его реализацию, как правило, не компен сируются экономическим эффектом [33].

Таким образом, знание сукцессионных закономерностей, особенностей климакса и гомеостаза в условиях данного экотопа позволит нам избежать борьбы с «ветряными мельницами», из бежать излишних затрат и не навредить существованию собст венно человека.

2.3. Стабильность функционирования природных эколо гических систем и качество жизни Нормальное качество жизни людей поддерживается ста бильным функционированием природных экологических систем.

Под качеством жизни понимаем совокупность условий, обеспе чивающих (или не обеспечивающих) комплекс здоровья человека (людей) [31]. Производными от этого понятия являются: качество воздуха и воды, пищи, величина энергопотребления.

Компонентный или количественный состав приземного воз духа сегодня обусловлен функционированием лесных экосистем и экосистем океана. Именно благодаря жизнедеятельности зеле ных растений (продуцентов) и деструкторов (редуцентов) – обес печивающих замкнутость биохимических циклов, содержание кислорода в приземном слое атмосферы составляет ~ 21 % (по объему), а диоксида углерода – 0,02 0,04 % (по объему).

В очистке вод, загрязненных биогенами, а также нефтью, решающая роль принадлежит бактериям – редуцентам.

Наша пища представляет собой не что иное, как избыточ ную продукцию продуцентов и консументов в условиях искусст венно вызванных сукцессий. При этом необходимо помнить о той доле продукции, которая необходима для воспроизводства источников питания, о живых организмах.

Выше было показано, что функционирование любой эколо гической системы можно оценивать направлением и величиной энергетических потоков. Излишнее отторжение биоэнергии в ан тропогенный канал или избыточные выбросы антропогенной энергии в окружающую природную среду приводят к негатив ным последствиям и для природы, и для человека (см. рис.2.2).

Все экологические системы, и в целом биосфера – открытые системы с достаточно замкнутыми круговоротами веществ (см.

рис.2.2), поэтому привнесение в них (или отторжение из них) оп ределенных количеств массы биогенов и энергии приводит к на рушениям функционирования систем, в пределе к гибели преж них, образованию новых экосистем. Но обеспечивается ли эко логическая ниша для самого человека в новых экологических системах? В ряде случаев продуктивность новых экосистем не может обеспечить потребности человека, возникают и другие не гативные тенденции. Наиболее сложен вопрос о скоррелирован ности различных живых организмов биоценоза. Принцип Ле Ша телье подтверждает необходимость высокой степени замкнуто сти круговоротов веществ (биогенов) в природных экологиче ских системах, в том числе соседствующих с человеком, а также в агроценозах. В работе [13] показано, что в естественных усло виях после усреднения по сезонным колебаниям и среднегодо вым флуктуациям величина показателя разомкнутости биоло гических круговоротов поддерживается на уровне 10-4, т.е. со тых долей процента. Показатель разомкнутости К рассчитыва ют по формуле:

Р (+ ) Р ( ) К= (2.8) Р (+ ) где Р(+) и Р(-) – поток синтеза и разложения биомассы, кг/м2·год.

Соотношение (2.8), численные значения показателя разомк нутости К для природных экологических систем, а также сведе ния, приведенные о потреблении продукции растительности су ши в зависимости от размеров особей и особенностях питания консументов больших размеров: от 10-2 до 2 м (последним необ ходимы органические вещества, синтезированные в других жи вых организмах), сведения об экологических пирамидах – все они свидетельствуют, что наиболее тонкими и неустойчивыми в жизни являются именно консументы. При этом с увеличением порядка консумента (консумент II порядка, консумент III поряд ка и т.д.), его размеров и подвижности, неустойчивость, генети ческая неприспособленность к изменению условий жизни воз растают. Вспомним о динозаврах и мамонтах. Уберем консумен тов из схемы рисунка 2.2, круговороты веществ (биогенов) все равно будут замкнутыми, потребуется, возможно, лишь большее число редуцентов. Эта информация важна людям, которые явля ются консументами не менее чем III порядка крупных размеров активно передвигающимися. Роль их плоти слишком мала для функционирования естественных биоценозов, генетический же код их есть продукт мало зависящих от них процессов (если ис ключить негативные явления, обусловленные социальностью), даже не смотря на возможности клонирования и генной инжене рии. Будем внимательны к явлениям в окружающей нас и незави симой от нашего сознания природе.

Одна из основных задач рационального природопользова ния – вести хозяйство таким образом, чтобы в природных экоси стемах К не превышал 0,000А. Изменение величины К происхо дит вследствие загрязнения среды. Под загрязнением мы пони маем: привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, ин формационных или биологических агентов, нередко приводящее к негативным последствиям [31].

Вопросы для самостоятельных занятий 1. Сколько различают уровней организации живой материи?

2. Из каких компонентов состоят экологические системы?

3. Приведите примеры экологических систем.

4. Приведите примеры взаимодействий между живыми организ мами, между организмами и компонентами окружающей не живой среды.

5. Приведите синоним слова «трофический».

6. В чем состоит различие между продуцентами и консумента ми?

7. Какие организмы называют редуцентами?

8. Приведите пример трофической цепи с указанием конкретных живых организмов и их трофическую принадлежность. Обра тимы ли потоки массы и энергии в этой экологической цепи?

9. Приведите примеры биогенов.

10. На что расходуется энергия потребленной пищи?

11. Что такое экологическая пирамида?

12. Основываясь на экологическом понятии урожая, объясните, в чем заключено противоречие между хозяйственными устрем лениями людей и стратегией развития природы.

13. В чем заключен смысл образования сообществ живых орга низмов с экологических позиций?

14. Какие живые организмы наиболее, а какие наименее устойчи вы к изменению условий окружающей среды? С эколого биологических позиций к каким из них следует отнести чело века?

15. Какие ограничения на потребление цивилизации накладывает необходимость сохранения биотических круговоротов ве ществ?

16. Какова роль отрицательных и положительных обратных свя зей в поддержании гомеостаза экологических систем?

17. Какова роль «помех» в эволюционном процессе?

18. Проиллюстрируйте единой кривой сукцессию, климакс, го меостаз. Какие переменные отложите на координатных осях?

19. Перечислите главные отличительные признаки экологическо го фактора.

20. Приведите примеры антропогенных биотических экологиче ских факторов и природных абиотических экологических фак торов.

21. Можно ли улучшить природу в зонах покоя, практически не охваченных деятельностью человека?

22. Каков порядок показателя разомкнутости биотических круго воротов в природных экологических системах?

3. ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ 3.1. Классификация природных ресурсов по признаку исчерпаемости Понятие «природный ресурс» условно и приобретает смысл только в течение некоторого отрезка времени, соизмеримого с исторической шкалой времени, протяженностью в несколько ты сяч лет, зачастую и короче: протяженностью в сотни или десятки лет. Относительность понятия «биологический природный ре сурс» обсуждена выше при анализе степени замкнутости круго воротов веществ в экологических системах.

В прирордопользовании принято следующее определение:

ресурсы природные – это тела и силы природы на данном этапе развития, которые использует человек для поддержания своего существования. Природные ресурсы используют в качестве:

• непосредственных предметов потребления (питьевая во да, кислород воздуха, дикорастущие съедобные и лекар ственные растения, рыбы и др.);

• средств труда, с помощью которых осуществляется об щественное производство (земля, водные пути и т.д.);

• предметов труда, из которых производят все изделия (минералы, древесина и др.);

• источников энергии (гидроэнергия, запасы горючих ис копаемых, энергия ветра и т.п.);

• объектов отдыха, оздоровления и других подобных це лей.

Вся жизнь и деятельность человека, территориальное рассе ление и размещение производительных сил зависят от количест ва, качества и местоположения природных ресурсов.

В основе классификации природных ресурсов лежат не сколько признаков: происхождение, виды хозяйственного ис пользования, по заменимости, по исчерпаемости [28,32]. Наи больший интерес для целей обоснования путей рационального природопользования представляет деление природных ресурсов по признаку исчерпаемости. Соответствующая классификация представлена в виде схемы на рис.3.1.

Природные ресурсы, прежде всего исчерпаемые, играли и продолжают играть огромную роль в жизни и экономическом развитии человеческого общества. В результате их извлечения из природы и переработки создан современный материальный мир, функционируют важнейшие отрасли экономики, начиная с добы вающей промышленности, удовлетворяются потребительские нужды населения.

Возобновляемость ресурсов природы означает их способ ность (или неспособность) к самовосстановлению посредством природных циклов или процессов. Исчерпаемость отражает скорость исчерпания. Для исчерпаемых ресурсов характерна высокая скорость исчерпания;

для неисчерпаемых – низкая. Та ким образом, критерий исчерпаемости носит относительный ха рактер. Поэтому ряд природных ресурсов занимает промежуточ ное положение по отношению к данному классификационному признаку (см. рис.3.1).

Полезные ископаемые постоянно образуются в недрах зем ной коры в результате непрерывно протекающих процессов, но скорости их формирования измеряются по геологической шкале Природные ресурсы времени, т.е. миллионами, многими сотнями миллионов лет;

на пример, возраст каменных углей насчитывает более 350 млн. лет [32], а интенсивное формирование высококачественных желези Исчерпаемые Неисчерпаемые стых кварцитов в результате химического осадконакопления проходило в докембрийскую эпоху рудообразования: свыше энергия солнца и ее производные млн. лет назад, при общем возрасте планеты Земля – около 4, (энергия ветра);

Относитель- Невозобно Возобно энергия волн и па но возобно млрд. вимые Активное же использование полезных ископаемых лет. вимые дающей воды;

вимые имеет продолжительность около 100 лет. В течениеморских энергия последних ресурсы рас- древесные: полезные ис течений отливов и тительного и деревья боль- копаемые:

лет многие ресурсы особо активно потребляются. Так согласно приливов;

энергия животного шого возрас- рудные и не земных недр (гео прогноза Айерса, опубликованного в Лондоне в 1997 г., к 2040 г.

мира, ресур- та;

почвенно- рудные мес термальная);

ат сы поверх- земельные торождения добыча природного газа, нефти, угля станет экономически неце мосферный воз ностных вод ресурсы: пло- полезных ис дух, вода дородие почв, копаемых лесообразной, уже сегодня желательно уменьшить использование некоторое нефти на 85 %, минеральное газа – на 70 %, угля – на 20 % [20].

природного сырье;

ресур Таким образом, сы подзем- минерального сырья происходит по ис освоение ных вод торической шкале времени и характеризуется возрастающим объемом изъятия. Поэтому все минеральные ископаемые ресурсы рассматривают в качестве не только исчерпаемых, но и нево Ресурсы биоразнообразия зобновимых ресурсов.

Ассимиляционный ресурс биосферы Рис. 3.1. Классификация природных ресурсов по их исчерпаемости и возобновимости [28] Особое место занимают почвенно-земельные ресурсы. В ес тественном природном виде – это материальный базис, на кото ром происходит жизнедеятельность человеческого общества.

Морфологическое устройство поверхности (рельеф) существенно влияет на хозяйственную деятельность, на возможность освоения территории. Однажды нарушенные земли (например, карьерами или искусственной планацией рельефа при крупном промышлен ном или гражданском строительстве) в своем естественном виде уже не восстанавливаются.

Относительно (не полностью) возобновимые ресурсы хо тя и восстанавливаются в исторические отрезки времени, но во зобновляемые объемы их значительно меньше объемов хозяй ственного потребления. Именно эти виды ресурсов очень уязви мы и требуют особенно тщательного контроля со стороны чело века. К относительно возобновимым ресурсам относятся очень дефицитные природные богатства: 1) продуктивные пахотно пригодные почвы;

2) леса с древостоем спелого возраста;

3) вод ные ресурсы в региональном аспекте.

Продуктивных пахотно-пригодных почв сравнительно не много, по разным оценкам на 1990 год их площадь не превышала 1,5-2,5 млрд. га [32]. Наиболее продуктивные почвы, относящие ся к первому классу плодородия, занимают, по оценкам Продо вольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), всего 400 млн. га. Продуктивные гумусовые слои образуются крайне медленно – на формирование 1 мм слоя, например, черно земных почв требуется более 100 лет [32]. В то же время процес сами ускоренной эрозии в результате нерационального земле пользования за один год может быть разрушено несколько де сятков мм верхнего, наиболее ценного пахотного слоя. Согласно [10] возраст некоторых типов почв составляет:

- черноземы и темно-каштановые почвы – не менее 2500 3000 лет;

- светло-каштановые почвы и солонцы – 1000-2000 лет;

- дерново-подзолистые, серые лесные, бурые лесные почвы – 800-1000 лет;

- дерново-каштановые, торфяно-глеевые, горно-луговые, лугово-каштановые почвы – порядка 500-800 лет.

Антропогенное разрушение почв в последние десятилетия происходит особенно интенсивно.

Леса с древостоем спелого возраста, т.е. леса, древостои ко торых достигли промышленной спелости и пригодны для произ водства пиловочника и других видов промышленной лесной про дукции, пользуются повышенным спросом и поэтому усиленно вырубаются. Для полного восстановления вырубленных лесов необходимо длительное время: 100150 лет. Поскольку, прирост биомассы таких лесов невелик, то нормы допустимых рубок должны быть научно обоснованы. При нарушении этого принци па естественного восстановления древесины не происходит.

Запасы пресных вод (см. рис.3.1) сосредоточены неравно мерно, и на обширных территориях существует дефицит вод, пригодных для употребления в системах водопользования. Осо бенно сильно страдают от недостатка воды аридные (зоны полу пустынь) и субаридные (зоны пустынь) районы, где нерацио нальное водопотребление (например, водозабор в объемах, пре вышающих естественное восстановление вод) сопровождается быстрым, часто катастрофическим истощением водных запасов.

Необходим точный учет количества допустимого изъятия водно го ресурса по регионам.

Возобновимые ресурсы (см. рис.3.1) – это прежде всего ре сурсы растительного и животного мира. И те и другие восста навливаются довольно быстро (от нескольких месяцев до не скольких лет), объемы естественного возобновления хорошо и точно рассчитываемы. Поэтому можно полностью избежать их истощения при хозяйственном использовании (например, древе сины в лесах, травостоя на лугах и пастбищах, диких животных при промысле), если использование соответствующей биомассы не превышает пределы ежегодного возобновления.

Производными в разряде неисчерпаемых ресурсов (см.

рис.3.1) являются климатические ресурсы. Наиболее жесткие требования к климату предъявляют сельское хозяйство, рекреа ционное и лесное хозяйство, промышленное и гражданское строительство. Обычно под климатическими ресурсами понима ют запасы тепла и влаги, которыми располагает конкретная ме стность или регион. Общее количество тепла, поступающее за год на 1 м2 поверхности нашей планеты составляет 3,16·109 Дж [32]. Территориально и по сезонам года тепло распределяется не равномерно, температура воздуха колеблется от –90оС до +80оС, хотя средняя для Земли температура воздуха равна примерно +15оС. Для учета термических ресурсов конкретных территорий используют сумму активных температур – арифметическую сумму всех средних суточных температур, за период, когда эти температуры превышают определенный термический уровень: + или +10оС.

Чтобы сделать вывод о возможности произрастания культу ры в изучаемом районе, на первом этапе, необходимо сравнить между собой два показателя: 1) сумму биологических темпера тур, выражающую потребность растения в тепле и 2) сумму ак тивных температур, которая накапливается в данной местности.

Первая величина всегда должна быть меньше второй. По запасу температурных ресурсов выделяют термические пояса и подпоя са;

границы между ними проводят условно – по изолиниям опре деленных значений сумм активных температур выше +10оС. На пример, наименьшая сумма активных температур в холодном поясе – не выше 1000о. Холодный пояс занимает обширные про странства на севере Евразии, в Канаде и на Аляске. Наибольшая сумма активных температур в жарком поясе, здесь запасы тепла практически неограничены, они повсюду превышают 8000о, ино гда и более 10000о. Территориально жаркий пояс занимает наи более обширные пространства суши земного шара: преобладаю щая часть Африки, большая часть Южной Америки, Центральная Америка, вся Южная Азия и Аравийский полуостров, Малайский архипелаг и северная половина Австралии.

Суша в целом неплохо обеспечена и атмосферной влагой:

на ее поверхность ежегодно выпадает в среднем около 119 тыс.

км3 осадков. Но распределяются они еще более неравномерно, чем тепло, и в пространственном, и во временном отношениях.

На суше известны районы, получающие ежегодно более мм осадков и обширные местности, где за год выпадает менее 50 100 мм.

В целях комплексной характеристики агроклиматических ресурсов для ведения сельского хозяйства в России широко употребляют гидротермический коэффициент (ГТК) – отноше ние суммы осадков за определенный период (месяц, вегетатив ный период, год) к суммам активных температур за это же время.

Его применение основано на эмпирически хорошо подтвержден ном допущении: сумма активных температур, уменьшенная в раз, примерно равна величине испаряемости. Следовательно, ГТК отражает связь между выпадающей и испаряющейся влагой.

Оценка влагообеспеченности территорий для произрастания сельскохозяйственных культур строится на основании следую щей расшифровки ГТК: менее 0,3 – очень сухо;

от 0,3 до 0,5 – сухо;

от 0,5 до 0,7 – засушливо;

от 0,7 до 1,0 – недостаточное ув лажнение;

1,0 – равенство прихода и расхода влаги;

от 1,0 до 1, – достаточное увлажнение;

более чем 1,5 – избыточное увлажне ние. На основе анализов фактора проводится комплексное агрок лиматическое районирование местности. Более подробная ин формация об изложенном выше содержится в [32].

В среднем многолетнем выражении и запасы тепла, и объе мы выпадающей атмосферной воды довольно постоянны, хотя от года к году могут наблюдаться существенные колебания в обес печении конкретной территории теплом и влагой. Так как эти ре сурсы формируются в определенных звеньях теплового и водно го круговоротов, постоянно действующих на планете, запасы те пла и влаги рассматривают как неисчерпаемые в определенных количественных пределах и точно установленных для каждого района.

В целом, водные ресурсы нашей планеты обладают колос сальным объемом – около 1,5 млрд. км3 воды: 98% этого объема составляют соленые воды мирового океана, и только 28 млн. км – пресные воды. Ежегодно возобновляемые запасы пресных вод по разным оценкам колеблются от 41 до 45 тыс. км3 (ресурсы полного речного стока) [32]. Мировое хозяйство в 90 годах ХХ столетия расходовало для своих нужд около 4-4,5 тыс. км3 [32], что составляло примерно 10% от возобновимого водозапаса, и, следовательно, при условии принципов рационального водополь зования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые.

Тем более если учесть перспективы опреснения соленых вод.

Однако при нарушении принципов рационального природополь зования ситуация резко обострена в отдельных регионах, напри мер, на границе Мексики и США [26].

Согласно современным представлениям неисчерпаемые ре сурсы являются прекрасным источником производства энергии:

солнечная энергия, ветровая, приливная, геотермальная, энергия температурного градиента вод океана. В настоящее время в дан ном направлении они используются мало из-за технологических трудностей освоения и высокой стоимости производимой энер гии. Но если учесть фактор исчерпаемости и эффекты загрязне ния, то необходимость исследований и практических разработок в области нетрадиционных источников энергии не вызывает со мнений.

Сегодня основным топливно-энергетическим сырьем явля ются полезные ископаемые: нефть, каменные и бурые угли, го рючий газ, битумные сланцы, уран (точнее U3O8). За исключени ем последнего, данный вид сырья является по сути аккумулято ром солнечной энергии (см. рис.2.2) поскольку оно образовалось из фрагментов некогда живых организмов. Высвобождаясь в процессах окисления (горения) эта энергия позволяет людям жить в тепле и производить работу.

Каждый вид топливного сырья обладает определенной теп лотворностью. Например, при сгорании 1 т каменного угля выде ляется 27,91·103 МДж энергии, бурого угля – 13,96·103 МДж;

1 т нефти – 41,87·103МДж;

1 тыс. м3 газа – 38,84·103 МДж энергии.

Для сопоставления различных видов топлива, а также для сопос тавимости самих топливно-энергетических ресурсов введены следующие единицы: 1) тонна условного топлива в угольном эк виваленте (тут в уг. экв.), теплота ее сгорания соответствует теп лоте сгорания 1 тонны антрацита – 27,91·103 МДж;

2) тонна ус ловного топлива в нефтяном эквиваленте (тут в неф. экв.), имеющая теплоту сгорания 1 тонны нефти – 41,87·103 МДж.

Отрицательным, с экологических позиций, является то, что при использовании горючего тепла неизбежно образуются такие вещества, как оксиды серы и бенз(а)пирен. Оксиды серы, как от мечено ранее, обусловливают кислые дожди, при которых на по верхность льется не чистая вода, а разбавленная серная кислота (H2SO4). Бенз(а)пирен, попадая в ткани живых организмов, спо собствует формированию раковых новообразований. Поэтому актуально использование нетрадиционных энергоресурсов.

Солнечная энергия – самый крупный энергетический ис точник на Земле: общее количество солнечной энергии примерно в 17 000 раз превышает современное потребление энергии миро вым хозяйством (см. таб.3.1). Но излишнее отторжение ее в ан тропогенный канал привело бы к деградации существующих природных экологических систем и к гибели самого человечест ва. К тому же плотность солнечного излучения на земной по верхности столь мала (даже в тропических пустынях днем она равна 5-6 кВтч в день, а в умеренном поясе всего 3, м кВтч ), что ее трудно технически освоить. Полагают, что к м 2020 году за счет преобразования солнечной энергии мировые потребности в электроэнергии будут удовлетворены на 15-20%.

Ветровую энергию используют с прошлых веков в Англии, Голландии, Франции и других странах, но в небольших масшта бах. Тем не менее испанская провинция Альбасете полностью обеспечена электроэнергией от ветровых установок. Современ ные ветросиловые установки создают в Японии. Общие ресурсы ветровой энергии Земли огромны (составляют около 6,3· Дж/год – см. таблицу 3.1), хотя и строго локализованы. Для по лучения единицы электрической мощности за счет ветровой энергии необходимо в среднем в 4-5 раз больше площади, чем для гелиоустановок [32].

Использование приливной энергии морских волн основано на преобразовании энергии удара в гравитационную, тепловую и электрическую формы энергии. В мире имеется свыше 25 участ ков морских побережий с высокими приливами (не менее 7 м вы сотой) и соответствующей топографией, пригодных для строи тельства приливных электрических станций (ПЭС) [32].

Сейчас в мире действуют 2 ПЭС – в России (Кислогубская) и во Франции, в устье Гаронны.

Таблица 3. Потоки энергии у земной поверхности и годовой ресурс (расход) отдельных видов энергии [13] Виды мощности Мощность Годовой ре сурс, Дж ТВт Доля 1,7·105 5,36· Мощность солнечного излучения (с.и.) 1, 105 3,15· Поглощение с.и. атмосферой и земной 0, поверхностью 8·104 2,52· Поглощение с.и. земной поверхностью 0, 4·104 1,26· Расход с.и. на испарение 0, ~104 3,15· Явные турбулентные потоки тепла 0, Перенос тепла с экватора к полюсам:

3·103 9,45· атмосферой 0, 2·103 6,3· океаном 0, 2·104 6,3· Поглощение с.и. сушей 0, Мощность испарения:

5·103 1,6· сушей (эвапотранспирация) 0, 3·103 9,45· растениями (транспирация) 0, 2·103 6,3· Ветровая мощность (мощность диссипа- 0, ции ветровой энергии) 103 6·10-3 3,15· Мощность океанских волн (мощность волновой энергии) 102 6·10-4 3,15· Мощность фотосинтеза 102 6·10-4 3,15· Гравитационная мощность падения всех осадков 2·10-5 9,45· Гидромощность рек (падение стока всех рек с высоты 300 м) Другие виды возобновимых мощностей:

9,45· геотермальная 30 0, 2·10-6 9,45· вулканов и гейзеров 0, 6·10-6 3,15· приливная 3·10-6 1,6· лунного света, падающего на Землю 0, 6·10-3 3,15· Современное мировое энергопотребление человечества Антропогенное усиление парникового 0,6 – эффекта Примечание: 1 ТВт = 1012 Вт.

Геотермальная энергия – внутренняя энергия Земли. Нор мальный температурный градиент Земли: 3о на 100 м глубины. В отдельных местах этот показатель имеет значение до 5о на 100 м и даже до 1о на 5 м глубины. Геотермальная энергия с мощно стью порядка 30 ТВт образуется в результате перераспределения плотностей вещества и радиоактивного распада в земных недрах [13]. Гравитационное перераспределение масс совместно с ча стью геотермической энергии генерирует упорядоченные про цессы рудообразования в литосфере. Глобальная мощность этих упорядоченных процессов не превосходит 10 ГВт, что на 4 по рядка меньше мощности фотосинтеза глобальной биоты [13].

Геотермальные электростанции действуют в Италии, США, Япо нии, Исландии и др. Всего в мире их насчитывается 188 общей мощностью 4760 МВт. Предполагают, что в будущем основное назначение геотермальной энергии – производство тепла, но при этом необходимо учитывать высокую токсичность термальных вод и химическую агрессивность сопутствующих жидкостей и газов.

Биоконверсионная энергия – энергия, аккумулированная в биомассе. Количество энергии, заключенное в фитомассе лесов мира оценивают величиной 1,8·1017 Дж [32]. Древесина служила топливом еще с первобытных времен, и до сих пор она (вместе с навозом и прочими отходами сельскохозяйственного производ ства) дает около 3,6·1015 Дж энергии, потребляемой главным об разом населением развивающихся стран. В процессе разложения отходов (навоза, соломы и т.п.) или органических бытовых отхо дов целлюлозными анаэробными (обходящимися без кислорода) организмами при участии бактерий метанового брожения обра зуется биогаз, используемый как топливо. Биогаз – смесь газов примерного состава: метан - 5565 %, диоксид углерода - %;

примеси азота, водорода, кислорода и сероводорода. В мире эксплуатируется более 8 млн. установок для получения биогаза, в том числе промышленных. В основном это примитивные уста новки в Китае и Индии, но в последние годы созданы соответст вующие установки и в промышленно развитых странах.

Говоря о неисчерпаемости отдельных видов ресурсов, отме тим, что из космоса к поверхности Земли направлен непрерыв ный поток атомов гелия, последний при определенных условиях является источником водорода. Водород является перспективным сырьем для транспортного топлива и теплоэнергетики.

Для современного общества все большее значение имеет та кой комбинированный ресурс, объединяющий элементы и свой ства исчерпаемых и неисчерпаемых природных ресурсов, как биоразнообразие (см. рис.3.1). По оценкам биологов, в настоя щее время на Земле насчитывается до 30 млн. различных биоло гических видов [28]. Биоразнообразие является важнейшим ис точником генетической информации, используемой в различ ных областях;

в том числе в медицине, при производстве нату ральных пестицидов, селекции растений и животных в сельском хозяйстве и т.д. Сокращение видового разнооборазия – одна из наиболее острых глобальных экологических проблем. Задачей современного экономического развития является сохранение и поддержание биоразнообразия в качестве комплексного природ ного ресурса. Последнее нашло отражение в материалах КОСР-2, в «Конвенции по биологическому разнообразию» [21].

Другим примером комплексного ресурса, также приобрет шего ключевое значение для современного индустриального об щества, служит ассимиляционный (потенциал) ресурс отдель ных экосистем и биосферы в целом. Ассимиляционный потен циал – это свойство отдельных природных систем и биосферы в целом «принимать» различные виды загрязнений и отходов, по глощать их и превращать в безопасные, подчас полезные, формы.

В этом смысле ассимиляционный потенциал биосферы можно рассматривать в качестве важнейшего естественного ресурса, имеющего свойства, сходные с запасами древесного сырья или месторождениями полезных ископаемых.

Ассимиляционный ресурс представлен, прежде всего, бак териями и может быть использован для получения металлов. На пример, существуют бактерии, способные выщелачивать метал лы из руд, называемые хемолитотрофными, т.е. буквально «по едающие скалы». Хемолитотрофные бактерии при умеренных температурах (+5 +80оС) используют неорганические вещества в качестве окисляемых субстратов – доноров электронов. Окис ляемый неорганический субстрат является для этих бактерий и источником энергии, и восстановителем. Такими субстратами могут быть молекулярный водород («водородные» бактерии), ок сид углерода (карбоксидобактерии), восстановленные соедине ния серы (тионовые бактерии), соединения азота (нитрифици рующие бактерии). Окислителем во всех перечисленных случаях является молекулярный кислород. Для получения цветных и бла городных металлов используют сульфидные руды. В основе био геотехнологии извлечения металла из этих руд лежит процесс бактериального окисления сульфидных минералов и элементов с переменной валентностью S(0), S(II), Fe(II), U(IV), Cu(I) в кислой среде, обеспечивающей вскрытие и перевод из нерастворимой сульфидной формы в растворимую сульфатную, что обеспечива ет в дальнейшем получение металлов в чистом виде [23]. В на стоящее время решены теоретические вопросы биогеотехнологии таких металлов, как медь (Cu), никель (Ni), цинк (Zn), кобальт (Co), кадмий (Cd), мышьяк (As) и некоторых других элементов. В процессе бактериального выщелачивания широко используют для получения меди, урана (U) и золота (Au). В США, например, получают таким образом более 10% меди от общего объема до бычи этого металла. В России и ряде других стран успешно раз виваются также методы бактериально-химического выщелачива ния сложных медных, цинковых, никелевых, медно-цинковых, олово- и золотосодержащих мышьяковистых концентратов. Из вестны методы микробиологического извлечения металлов из растворов, основанные на использовании особенностей многих микроорганизмов осаждать их. Микробиологические процессы извлечения металлов из растворов подразделяют на следующие три группы: абсорбция металлов на поверхности микробных кле ток, поглощение металлов клетками и их химическое превраще ние. Широко используют способность многих бактерий, водо рослей и грибов накапливать неорганические вещества, поглощая их из растворов и сточных вод. С помощью микроорганизмов и водорослей можно извлечь из разбавленных растворов до 100% свинца, ртути, цинка, меди, никеля, кобальта, марганца, хрома, урана и некоторых других элементов, до 96-98% золота и сереб ра, до 84% платины, 93% селена [23]. Бактериальные полисаха риды эффективны для извлечения из растворов радиоактивных элементов, а также меди и кадмия.

Микроорганизмы позволяют вовлечь в переработку огром ные запасы бедных и сложных по составу руд и отходов, а также расположенные на глубинах месторождения, обеспечивают ком плексное и более полное использование минерального сырья.

Бактерии способствуют растворению соединений серы, в том числе и органических, содержащихся в каменном угле, что делает возможным освобождать богатый серой уголь от этой вредной примеси до сжигания или термической переработки.

Установлено, что с помощью бактерий возможно уменьше ние содержания метана в воздухе угольных шахт. Для этой цели используют бактерии, интенсивно окисляющие метан до диокси да углерода и способные развиваться на простых минеральных питательных средах. В условиях угольной шахты такие микроор ганизмы за 2-4 недели окисляют до 70% метана.

Перспективно использование микроорганизмов для повы шения нефтеотдачи нефтяных месторождений. Решается также задача по организации производства биомассы микроорганизмов для биодеградации токсичных соединений фенолов и производ ных, гербицидов, пестицидов, ксенобиотиков, а также биомассы микроорганизмов для очистки сточных вод производств химико лесного, металлургического, топливно-энергетического, агро промышленного и других комплексов. Таким образом, одновре менно решается задача и охраны окружающей среды и добычи ценных элементов.

Подводя итог, отметим: исчерпаемость и возобновимость природных ресурсов необходимо учитывать при разработке стра тегии рационального природопользования. Для биологических ресурсов первоочередное значение имеет разработка рациональ ных норм пользования (потребления), способствующих их есте ственному воспроизводству. В лесном хозяйстве – это нормы не прерывного лесопользования (в нашей стране их утверждают в виде ежегодно устанавливаемых показателей расчетной лесосе ки);

в рыбном хозяйстве – квоты на добычу рыбы;

в водном хо зяйстве – лимиты водопотребления и водоотведения;

в охотничь ем хозяйстве – нормы отстрела промысловых животных и т.п.

Другой отличительной особенностью большинства природ ных ресурсов является то, что их использование жестко лимити ровано во времени. Уровень потребления сегодня предопределя ет возможность удовлетворения потребностей в будущем. Так, переруб расчетной лесосеки в текущем году означает, что в сле дующие годы потребности в древесине будут удовлетворяться на суженной основе, если только последствия перерубов не будут компенсированы природовосстановительными мероприятиями.


Еще более отчетливо столкновение сегодняшних и будущих интересов наблюдается при разработке месторождений полезных ископаемых, которые на естественной основе не возобновляются в обозримом периоде, в историческом масштабе. Глубоко кон фликтным является и использование ассимиляционного потен циала биосферы. Во всех ситуациях необходимо согласование текущих и будущих потребностей и выработка соответствующей экологической политики.

Информацию о территориальном размещении конкретных природных ресурсов и их запасах в мире и по отдельным регио нам можно получить, ознакомившись с работой [32], или изучая материалы периодических научных изданий, например: «Гео графия и природные ресурсы», «Природа и ресурсы», «Известия русского географического общества» и др. В этих изданиях так же можно найти сведения о современных тенденциях в организа ции рационального природопользования.

3.2. Экологические проблемы человечества Из изложенного выше можно заключить, что слово «эколо гический» означает жизненный, основанный на взаимоотноше ниях с другими живыми организмами и абиотической компонен той окружающей среды. Вспомним основные свойства живых организмов:

• дыхание • питание Обмен веществом и энергией;

• выделение • определенный химический состав [у всех живых орга низмов одни и те же химические элементы, биогены: уг лерод, С;

азот, N;

кислород, О;

водород, Н;

фосфор, Р;

се ра, S;

кальций, Са и др. – объединены в биокомпоненты определенной структуры];

• самоорганизация химического состава [структура ДНК обусловливает при биосинтезе конкретную структуру белков];

• чувствительность [реакция на раздражители];

• подвижность;

• изменчивость [наследственная (генетическая) и нена следственная (модификационная)];

• адаптация [приспособление к условиям внешней среды, частный случай изменчивости];

• рост [изменение количественных характеристик];

• развитие [изменение количественных характеристик];

• размножение;

• передача по наследству своих признаков;

• смертность [конечный срок существования объектов].

Нормальное функционирование организма в соответствии с перечисленными свойствами, или нарушение его вплоть до поте ри того или иного свойства – и есть проявление экологического показателя.

Свойства живых организмов реализуются и проявляются через взаимоотношения. В человеческом организме управляю щей является биологическая составляющая. В целом, индивиду ум человека можно характеризовать тремя составляющими:

Социальная (общественная составляющая) Психическая составляющая Биологическая составляющая Биологическая составляющая обусловливает наличие ос тальных, пока мы пребываем воплоти. В основе экологических показателей человека лежат биологические характеристики. Со гласно биологической таксономической классификации человек принадлежит к царству животных (Animalia), типу хордовых (Chordata), классу млекопитающих или зверей (Mammalia), отря ду приматов (Primates), семейству гоминид (Hominidae), виду Homo Sapiens.

Внешним проявлением качества жизненного состояния дан ной популяции или данного вида является численность. Числен ность организмов, находящихся в гармонии с окружающим ми ром, колеблется в пределах некоторого гомеостатического плато (см. рис.2.9) и при выборе соответствующего масштаба ее можно считать постоянной. Численность людей непрерывно растет, что свидетельствует о неустойчивом, неравновесном состоянии этого биологического вида. Сказанное иллюстрируют данные таблицы 3.2.

Таблица 3.2.

Динамика численности населения Земного шара Дата Численность насе- Средний годовой ления прирост численности 0,3 · 0 (начало новой эры) 0,44 млн.

1,1 · 1810 г. 8,3 млн.

2,1 · 1930 г.

20 млн.

2,5 · 1950 г.

70 млн.

5,3 · 1990 г.

70 млн.

6,0 · 2000 г.

Прирост численности людей обусловлен не естественным состоянием кормовой базы, не параметрами экотопа, а лишь со циальной составляющей.

Человек имеет свою, только ему присущую, экологическую нишу, т.е. совокупность биологически обусловленных требова ний к множеству экологических факторов, выработанную в про цессе эволюции. Как биологический вид, человек может обитать в пределах суши экваториально пояса: в тропиках, субтропиках – где и возникло семейство гоминид. По вертикали ниша прости рается примерно на 3,0-3,5 км над уровнем моря [33]. Но благо даря социальным свойствам человек расширил границы своего начального ареала: расселился в высоких, средних и низких ши ротах. Однако его фундаментальная экологическая ниша не из менилась, и за пределами исходно ареала он может выживать не путем адаптаций, а с помощью специально создаваемых защит ных устройств и приспособлений: отапливаемых жилищ, теплой одежды и т.п.;

которые имитируют его нишу. Производственно хозяйственная деятельность человека, использование (переработ ка) природных ресурсов неизбежно приводят к образованию по бочных продуктов – отходов рассеиваемых в окружающей среде.

Поступающие в воду, почву, атмосферу отходы (например, хи мические соединения) подчас являются экологическими факто рами, а следовательно элементами экологической ниши живых организмов, включая самого человека. По отношению к ним, особенно к верхним пределам, устойчивость человека и других живых организмов мала, и такие агенты оказываются лимити рующими факторами, разрушающими нишу. Вследствие этого происходит разрушение природных экологических систем и эко логической ниши самого человека. Таким образом, либо человек обратит свою деятельность на сохранение собственной экологи ческой ниши для настоящего и будущих поколений, либо он как биологический вид обречен на исчезновение.

Природно неоправданный рост численности людей ведет к катастрофическим экологическим последствиям для многих жи вых организмов, включая человека. Из выше сказанного понятно, что исходной экологической проблемой человечества является рост численности. Отсюда следует целая череда производных проблем, имеющих экологический характер и отказ от их реше ния приводит к экологическим последствиям. Объединим эти проблемы понятием «экологические проблемы человечества» и Численность населения Голод Угроза Загряз- Избы- Сужение био приме- нение точное разнообразия:

нения окру- антро- сокращение ле оружия жающей поген- сов, плодород массово- среды ное по- ных земель, не го унич- требле- возмущенных тожения ние людьми терри энергии торий, опусты нивание проиллюстрируем его схемой – см. рис.3.2.

Рис. 3.2. Экологические проблемы человечества Поясним приведенную схему.

Голод. Согласно ФАО (сельскохозяйственной и продоволь ственной организации ООН) среднестатистический человек для нормальной жизни должен получать в сутки в среднем 13 МДж (3100 ккал) энергии и 100 г белков, в том числе 50% белков жи вотного происхождения. По уровню экономического развития в мире, выделяют три группы стран: развитые, развивающиеся и страны третьего мира. Эксперт ФАО И.Клатуманн предлагает различать четыре группы населения по различию в питании [25]:

- 1 группа – население экономически развитых стран (24%) явно переедает, потребляя излишне много высококало рийных продуктов животноводства. Откуда инфаркты, рак и некоторые другие заболевания, называемые болез нями цивилизации;

- 2 группа – население питается удовлетворительно (25%), при потреблении 1012,55 МДж энергии и 40 г животно го белка;

- 3 группа – население питается плохо, но достаточно для выживания (25%), при потреблении 10,512,5 МДж энер гии и 1025 г животного белка (аборигены Африки, Океании);

- 4 группа населения (2630%) – энергоемкость их питания находится на грани жизни и смерти.

При потреблении ниже 8,4 МДж и менее 10 г животного белка – зона абсолютного голода;

при энергоемкости суточного питания среднестатистического человека 10,46 МДж и 15 г жи вотного белка – зона ежедневного недоедания. Ныне недоедает около 1,7 млрд. чел, более чем в 120 странах, в том числе дети [25].

Голод в мире сегодня носит в большей мере не биологиче ский, а социальный характер. В Африке, Латинской Америке, Южной и Юго-восточной Азии, в странах третьего мира суточ ное потребление белков растительного происхождения составля ет 50% от экономически развитых стран, а животного происхож дения в 10 раз меньше. В то же время 90% прироста населения приурочено к развивающимся странам и странам третьего мира, что крайне осложняет их экономическое развитие и обеспечение продовольствием. Выход из создавшегося положения по совре менным представлениям – это, прежде всего, повышение образо вательного уровня в сельских местностях указанных государств и оказание гуманитарной помощи.

Угроза применения оружия массового уничтожения. К оружию массового уничтожения отнесено ядерное, химическое и биологическое оружие. Исследования ученых ряда стран мира (России, США, Канады, Англии, Германии и др.) позволили ус тановить, что при ядерной войне, наряду с огромной радиацией, в атмосферу поступит огромное количество аэрозолей, из кото рых большая часть достигнет стратосферы. Наличие в атмосфере огромного количества аэрозолей (миллионы тонн), газообразных примесей приведет к уменьшению притока солнечных лучей к земной поверхности и к понижению температуры воздуха на всей планете («Ядерная зима»). Крупный ядерный конфликт, при суммарной мощности взрывов от 5000 Мт в тротиловом эквива ленте, коренным образом повлияет на климат в виде наступления темноты («Ядерная ночь»), изменит глобальную циркуляцию воздуха и т.д. [8]. Следствиями этого будут: прекращение про цесса фотосинтеза, вымораживание и уничтожение растительно сти на огромных территориях, гибель посевов сельскохозяйст венных культур и в конечном итоге гибель человеческой цивили зации. К сказанному добавим, масса людей сразу погибнет от ударной волны, ожогов и смертельной дозы радиации. В работе [25] высказано мнение, что при взрыве ядерных зарядов до 100150 Мт (подводная лодка несет до 200 Мт) «ядерная зима»


продлится несколько месяцев. В условиях современного мира, помимо обеспечения обороны, необходимо принимать меры про тив угрозы ядерного шантажа и терроризма. Актуальна и про блема переработки радиоактивных отходов. В связи с отсутстви ем в России необходимых технических средств переработки ра диоактивных отходов с 1960 по 1992 год производился их сброс с атомных подводных лодок и надводных кораблей в море. В году в Северные моря сброшено 3066 м3 жидких радиоактивных отходов;

в дальневосточные моря – 3580 м3 жидких отходов и 2740 м3 твердых радиоактивных отходов [24]. На многих базах ВМФ радиоактивные отходы накапливаются прямо на открытых площадках [24].

Другим видом оружия массового уничтожения является хи мическое оружие. Россия обладает самым большим в мире арсе налом химического оружия: официально объявлено о 4·104 т бое вых отравляющих веществ, из них 3,23·104 т составляют фосфо роорганические отравляющие вещества нервно-паралитического, удушающего действия (зарин, зоман, VX-газ) и 7,7·103 т – «ста рые» отравляющие вещества (люизит, иприт и ипритно люизитовые смеси) [24].

Привлекательность производства и применения этого ору жия заключается в простоте, дешевизне и высокой эффективно сти. В отличие от атомного оружия, где разрушаются все матери альные ценности, при использовании химического оружия поги бают только люди и другие живые организмы.

Во время ирано-иракского конфликта, в конце ХХ столетия, было применено химическое оружие. Есть документальные фо тографии, на которых запечатлены результаты газовых атак: гру ды трупов с чудовищными следами поражения, мертвые дети в пыли на дороге – там, где их застало смертельное оружие.

Печальным примером массового терроризма является зари новая атака в токийском метро, в 90-е годы ХХ столетия, где по гибло 11 человек и пострадало более 500. Этот акт: «конец све та», был осуществлен членами секты «Аум Синрике». Потенци альными статистами этого акта едва не стали все жители Японии.

Доступность производства зарина подтверждается тем, что секта «Аум Синрике» использовала знания и практику старшего лейте нанта японской армии.

В 1993 году разработана «Международная Конвенция о за прещении разработки и применения химического оружия».

Человечество всегда изощренно разрабатывало новые мето ды массового уничтожения себя, но истинных высот в этом оно достигло сейчас, разработав биологическое оружие и его новую разновидность – генетическое оружие, которое создают в наибо лее развитых странах, например, в США. Также разработки био логического оружия осуществлялись в Иране, Ираке, Ливии, Си рии, в Северной и Южной Корее, в Тайване, Израиле, Египте, Китае и других. Базисом биологического оружия являются осо бые виды бактерий и вирусов, формы мутантные по механизму действия, а также комплекс средств воздействия на генетический код человека. В последние годы генетики обнаружили гены, оп ределяющие эмоциональное поведение человека, его интеллекту альные способности и память, программирующие наступление биологической смерти и склонность к наркотикам и алкоголю.

Призрак биологической войны, который в 90-х годах ХХ столе тия проявился в ходе боевых действий в Персидском заливе, уп рочил решимость мирового сообщества ужесточить контроль над возможным применением биологического и токсического ору жия.

Загрязнение окружающей среды неизбежно сопровождает технический прогресс при росте численности населения. Миро вой общественный продукт в период с 1950 по 1990 год вырос в раз [15], что, несомненно, ухудшило экологическое состояние биосферы, поскольку при современных технологиях пропорцио нален и количественный рост загрязнений. Глобальное загрязне ние биосферы приводит к увеличению генетического груза в по пуляции человека, связанному с мутационными эффектами ряда химических соединений (пестицидов, металлов, органических соединений и т.п.) и радиации [3]. Иными словами возрастет число мутаций в популяции человека. Выявление влияния факто ров окружающей среды на геном человека – актуальная проблема экологии человека [3]. Геном – совокупность генов, которые ха рактеризуют данный биологический вид, а не отдельные особи. В самом общем представлении: набор всех генов, характеризую щих данную особь – это генотип. Важно проанализировать пути возможных деградаций биологического вида Homo Sapiens в це лях его сохранения.

К сожалению, почти все процессы горения, или воспламе нения, сопровождаются выделением канцерогенного вещества – бенз(а)пирена, коптим ли мы мясо, жарим пирожки, курим. Син тез его происходит при перегонке угля, нефти, сланцев, при сго рании топлива в отопительных системах, двигателях внутреннего сгорания автомобилей, при сжигании бытовых отходов и т.д. При несоблюдении требуемого режима горения бытовых отходов об разуется и другое, вызывающее рак вещество – диоксин. Недо пустимо сжигание бытового или промышленного мусора (отхо дов) на дачных участках, на пустырях, в городских скверах и дворах. Мусор необходимо транспортировать на специализиро ванные предприятия по переработке отходов или полигоны захо ронения отходов.

Химические формулы бенз(а)пирена и диоксина.

О Cl Cl Cl Cl О диоксин бенз(а)пирен Последствиями загрязнения окружающей среды являются и такие глобальные эффекты, приводящие подчас к пагубным для жизни последствиям, как:

- кислотные дожди;

- уменьшение содержания стратосферного озона;

- парниковый эффект.

О механизме формирования кислотных дождей мы упоми нали ранее, сейчас кратко обсудим их экологические последст вия. Кислотность среды количественно оценивают по численным значениям водородного показателя, рН.

рН = log10 C H + (3.1) где С Н + - концентрация ионов водорода (Н+), измеряемая в единицах: моль/л.

Для нейтральной среды рН=7 или С Н + =10-7 моль/л.

Если рН7 – среда кислая, если рН7 – щелочная.

Кислотные дожди отрицательно воздействуют на почвы, в частности при снижении рН ниже 5,0 начинается уменьшение их плодородия, а при рН=3,0, почвы становятся практически бес плодными. Особенно чувствительны к повышению кислотности обитатели водоемов. В пресноводных озерах, ручьях и прудах рН воды обычно составляет 6-7, и организмы адаптированы именно к этому уровню. Когда среда подкислена, яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей погибают.

В [8] приведена следующая информация: при рН6,0 гибнут раки, улитки, моллюски;

при рН5,8 гибнут лосось, форель, плотва, а также некоторые представители насекомых, фито- и зоопланктона, при рН5,7 гибнут сиг и хариус;

при рН5,2 гиб нут окунь и щука;

а при рН4,5 гибнут угорь и голец.

Ущерб не ограничивается постепенной (на первом этапе взрослые особи живы, но не молоди) гибелью водных организ мов. Многие пищевые цепи, охватывающие почти всех диких животных, начинаются в водоемах. Прежде всего, сокращается популяция птиц, питающихся рыбой или насекомыми, личинки которых развиваются в водной среде.

Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. Попадая на листья и хвою деревьев, они нарушают защитный восковой по кров, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов. Леса поражают насекомые вредители, болезнетворные микроорганизмы. Во время засух че рез поврежденные листья испаряется больше воды, что приводит к истощению растения в целом.

На высотах 20-25 км, в стратосфере, имеет место повышен ная концентрация озона (О3), который защищает наземные орга низмы от губительного жесткого ультрафиолетового излучения Солнца в полосе от 220 до 290 нм [5]. Озоновый слой появился вместе с появлением в земной атмосфере кислорода, за счет дис социации (распада) его молекул на атомарный кислород (О2 О + О). Озона в атмосфере очень мало, всего 4·10-7 об. %. Если со брать весь озон атмосферы в один слой и опустить его на по верхность Земли, то толщина такого слоя, при нормальных усло виях (при температуре 0оС и давлении 760 мм рт.ст.), составит всего лишь 3 мм. Однако это количество озона полностью по глощает, вследствие химических и физических особенностей, всю энергию ультрафиолетовой радиации солнца, вплоть до нм. Кроме того, озон поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя ее охлаждению.

Отметим, что в небольших дозах ультрафиолетовое облуче ние, при длине волны: 280-400 нм;

для человека, животных и растений благоприятно: способствует выработке в организме че ловека и животных витамина D3 [5], регулирующего процесс кальциевого обмена. Более энергичное коротковолновое излуче ние, при длине волны короче 280 нм, оказывает противополож ное действие. Резко увеличивается число заболеваний раком ко жи, а также поражение сетчатки глаз у людей и некоторых выс ших животных. Биологи предсказывают резкое увеличение мута ций как фауны, так и флоры, включая сельскохозяйственные культуры растений и породы домашних животных. Под влияни ем этих лучей происходит распад важнейших частей клетки. В ней формируются вещества, блокирующие процессы воспроиз водства ДНК и синтез РНК. Особенно сильно отреагируют на из лучение с длинной волны менее 280 нм простые организмы (бак терии, планктон), что приведет к плохо пока предсказуемым по следствиям для всех представителей биосферы, ведь они являют ся основанием экологической пирамиды.

Заметные изменения (в частоте заболеваний, вероятности мутации) должны начаться уже при длительном и глобальном уменьшении содержания озона даже на несколько процентов [17]. «Утоньшение» слоя озона даже на 1% может увеличить ин тенсивность эффективного излучения, приводящего к заболева ниям раком кожи людей;

уменьшение на 1,5-2,5% может вызвать рост числа таких заболеваний на 10-20% [17].

Механизм «защитной работы» озона можно проиллюстри ровать схемой:

О3 + h = О2 + О О2 + h = 2О О2 + О + М = О3 + М Где h – энергия фотона ультрафиолетового излучения, за траченная на разрушение О3 и тем самым поглощенная озоном;

М – любая частица, присутствующая в системе и необходимая для отвода энергии от образующейся молекулы О3.

Неблагоприятные затраты озона характеризует уравнение:

О3 + А = АО + О Где А – агент, получившийся в результате деятельности лю дей, например: NO (полученный при сгорании топлива);

Cl (обра зующийся при распаде фреонов).

Отразим сказанное в рисунке (рис.3.3.).

Излучение Солнца УФ-лучи О2+О3+hуфО2+3О защитные затраты О О3+А=АО+О2 неблагоприятные затраты О атмосфера 2050 А Рис. 3.3. Схема затрат стратосферного озона hуф – энергия ультрафиолетового излучения, преимущест венно с длиной волны менее 280 нм.

В литературе употребляют термин «озоновые дыры», кото рый означает, что в данном месте атмосферы содержание страто сферного озона понижено на 10-50 % и более, по сравнению с многолетней нормой.

По данным [8] всего в мире производится около 1,3.106 т озоноразрушающих веществ. Установлено, что выбросы сверх звуковых самолетов могут привести к разрушению 10 % озоново го слоя атмосферы, один запуск космического корабля типа «Шаттл» приводит к «гашению» около 107 т озона [8], также ве лика роль в уменьшении стратосферного озона фреонов (хлор фторуглеродов) [9].

В 2000 г исполнилось 15 лет со времени принятия Конвен ции по защите озонового слоя от воздействия антропогенных вы бросов фреонов. США и Россия осуществляют совместные рабо ты в направлении уменьшения скорости разрушения озона в стратосфере и его формированию (методы электромагнитного излучения, электрических разрядов, лазерного излучения) [9].

Парниковый эффект обусловлен наличием в атмосфере та ких антропогенных примесей, как диоксид углерода, метан, ок сиды азота, озон, фреоны. Они пропускают солнечные лучи, но препятствуют длинноволновому излучению с земной поверхно сти. Механизм получения парникового эффекта иллюстрирует рис.3.4.

Солнечные лучи (световая энергия) Н2О СО2 СН4 NО NО фреоны (хлорфторуглероды) t t ИК-лучи ИК-лучи Рис. 3.4. Парниковый эффект Пояснения к рис.3.4: Н2О – пары воды;

СО2 – диоксид угле рода;

СН4 – метан;

NO – оксид азота (II);

NO2 – оксид азота (IV);

ИК – лучи – тепловое длинноволновое инфракрасное излучение (длина волны: 760-1300 нм);

t - повышение температуры.

Увеличение температуры и влажности в замкнутом про странстве парника (теплицы) связано с тем, что прозрачное по крытие (стекло, полиэтилен и др.) пропускает солнечные лучи, но оно не проницаемо для длинноволновых тепловых излучений и водяного пара. Аналогичным «изолятором» являются и «пар никовые» антропогенные газы, что обусловливает постепенное потепление климата на Земле.

Солнечные лучи, падающие на Землю трансформируются:

30% их отражается в космическое пространство, остальные 70% поглощаются поверхностью суши и океанов [29]. Поглощенная энергия солнечного излучения в основном преобразуется в теп лоту, направленную обратно в космос в виде инфракрасных лу чей. Но атмосфера, содержащая пары воды, диоксид углерода и другие газы (см. рис.3.4) не пропускает инфракрасные лучи, бла годаря чему воздух нагревается. Парниковые газы выполняют функцию стеклянного покрытия поверхности Земли в парнике.

Естественный парниковый эффект создает прирост средней температуры Земли на 30оС [29]. Если бы парникового эффекта не было, то средняя температура Земли, составляющая сейчас 15оС, понизилась бы до -15оС. Земля была бы покрыта льдом. И, наоборот, увеличение содержания «парниковых» газов приводит к возрастанию среднегодовой температуры.

В природной среде содержание СО2, основного «парниково го» газа, регулируется биоценозами так, что его поступление равно удалению. В настоящее время люди нарушают это рав новесие. В результате сгорания топлива, прежде всего ископае мого, в атмосферу поступают дополнительные порции СО2, еже годно более 9·109 т [9]. Именно этот процесс рассматривают как тенденцию, которая может привести к глобальному потеплению климата.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к тому, что по сравнению с доиндустриальным перио дом (концом 19 века) средняя глобальная температура повыси лась на 0,6оС, а к 2020 г. – может повыситься еще на 2,22,5оС, при этом на полюсах температура возрастет более, чем на 10оС.

Парниковый эффект имеет как отрицательные так и положитель ные последствия.

Отрицательные последствия – это повышение уровня Ми рового океана. Сейчас оно составляет примерно 25 см за столетие [9]. При дальнейшем повышении температуры к концу 21 в. уро вень океана может повысится до 0,5-2 м. Это приведет к возник новению многих сложных экологических проблем в прибрежной зоне океана, например, произойдет затопление приморских рав нин. К отрицательным последствиям регионального масштаба можно отнести деградацию «вечной» мерзлоты, которая создает ряд социально-экономических проблем.

К положительным последствия парникового эффекта можно отнести активизацию процессов фотосинтеза и, следовательно, увеличение продуктивности естественных лесных формаций.

Проведенные исследования в ряде стран (в Англии, США, Шве ции, Австрии, Германии и др.) по изучению культурных расте ний в лабораторных условиях при повышенной концентрации СО2 показали, что происходит увеличение листовой поверхности, биомассы растений, урожайности. Например, урожайность хлоп ка, при удвоении концентрации СО2, возрастает на 124%, поми доров и баклажан – на 40%, пшеницы, риса и подсолнечника – на 20% [9].

Несмотря на положительные последствия, парниковый эф фект представляет сложную экологическую проблему, так как повышение уровня океана может отрицательно сказаться на жиз ни населения более 30 стран мира. В целях рационализации при родопользования и сдерживания климатических изменений, в г.Киото (Япония, 1997 г.) достигнуто международное соглашение о введении квот на выбросы СО2 при осуществлении хозяйствен ной деятельности.

Хозяйственная деятельность человека обусловливает самые разнообразные типы загрязнений, которые, согласно [9] можно подразделить на три основных: биологическое, химическое, фи зическое. Учитывая сведения [24], добавим информационное за грязнение и приведем классификационную схему загрязнений (рис.3.5). Представленная схема условна и не претендует на уни версальность, например в [29] приведена более обширная и под робная классификация загрязнений экологических систем, но и она не универсальна.

Загрязнение Биологическое Химическое Физическое Информа ционное биотическое аэрозоли тепловое (биогенное) химические шумовое соединения микробиологи чоское радиоактивное тяжелые металлы от генной электромаг инженерии нитное пестициды световое пластмассы другие Рис. 3.5. Основные типы загрязнений окружающей среды Биологическое загрязнение – это привнесение в экологиче ские системы чуждых им растений, животных и микроорганиз мов. Оно часто оказывает негативное влияние при массовом раз множении пришлых видов (колорадский жук в Европе). В ряде случаев новые виды оказываются более конкурентоспособными и начинают вытеснять местные: американская норка – европей скую, ондатра – выхухоль и др. На территории России произра стает более 100 видов сорных растений, занесенных из других стран, в частности амброзия полыннолистная, пыльца которой является сильным аллергеном. В населенных пунктах наличие свалок, несвоевременная уборка бытовых отходов приводят к резкому увеличению санитарных животных: крыс, ворон, насе комых и пр. Значительный вклад в биологическое загрязнение среды вносят предприятия промышленного биосинтеза, произво дящие антибиотики, вакцины, сыворотки, ферменты и т.п., в вы бросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов.

Глобальные экологические проблемы, связанные с химиче ским загрязнением, обсуждены выше (кислотные дожди, исто щение стратосферного озона, парниковый эффект). Множество ярких примеров экологических последствий химического типа загрязнений приведено в литературе (см. например [24,25]), в частности, в учебной литературе по дисциплине «Охрана труда».

В настоящее время в природной среде находится около 7-8 млн.

химических вещств антропогенного происхождения, причем их арсенал ежегодно пополняют еще 250 тыс. новых соединений.

Многие химические вещества обладают канцерогенными и мута генными свойствами. Экспертами ЮНЕСКО составлен список 200 наиболее опасных для жизни веществ. В него включены: бен зол, асбест, пестициды (ДДТ, элдрин, линдан и др.), бенз(а)пирен, тяжелые металлы: ртуть, кадмий, свинец и другие разнообразные красители и пищевые добавки.

Физическое и информационное загрязнения близки по природе распространения. По воздействию на живой организм информационное загрязнение близко к биологическому. В на стоящее время в США созданы и приняты на вооружение 3 вида систем информационного оружия (ИНФОР и РЭП) [24]:

1) ИНФОР-1 – нарушает и парализует информационные системы и сети, обеспечивающие функционирование органов управления государственных и военных объектов, промышлен ности, транспорта, связи, энергетики, банков и других учрежде ний;

к этому классу ИНФОР относятся «компьютерные вирусы», логические бомбы и другие.

2) ИНФОР-2 – оказывает психологическое воздействие:

влияет на психику людей в направлении управления ими;



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.