В чем опасность загрязнения биосферы

Что значит загрязнение биосферы

Загрязнение биосферы происходило с самого начала ее образования на планете Земля. Поначалу это были только загрязнения природного происхождения: такие, как вулканическая лава. Но с появлением человека и развитием цивилизации загрязнение атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы (почвы) стало по большей части делом его рук.

О загрязнении биосферы принято говорить, когда в ней образуются или попадают в нее извне не характерные для ее естественного состояния (или превышающие допустимый уровень их содержания) компоненты, приводящие к негативному воздействию на окружающую среду.

Такие вещества могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Это также могут быть опасные для здоровья живых существ микроорганизмы или энергия (например, радиационное и электромагнитное излучение, тепловая энергия, шумы, световые волны). Объединяет их одно: они оказывают вредное влияние на биосферу — место обитания живых организмов, загрязняют ее, представляя опасность для их жизни. Поэтому их называют загрязнителями. 

Загрязнители могут оказывать непосредственное действие на здоровье человека, вызывая генные мутации, патологию органов, хронические болезни. Но чаще они действуют опосредованно, через постепенное ухудшение условий окружающей среды, в том числе накапливаясь в воде, в тканях животных и растений, которые человек употребляет в пищу.

Причины 

Причинами загрязнения биосферы являются три группы факторов:

• естественно-природные;
• имеющие природное происхождение, но усиленные человеческой деятельностью;
• антропогенные.

К первой группе факторов относится поступление вредных веществ из космоса, а также в результате извержения вулканов, наводнений, землетрясений, схода селевых потоков, выхода наружу из недр земли руды и газов, эрозии почв, последствий жизнедеятельности живых организмов (исключая человеческий фактор), а также прочих природных процессов.

Во вторую группу входят причины, связанные с происхождением природного характера, но во многом зависящие от действий человека. К ним можно отнести воздействие вредных бактерий и вирусов — особенно в том случае, когда они были культивированы лабораторным путем; пыльные бури, возникшие как результат вырубки человеком лесов; пожары в лесах и степях, образовавшиеся в результате халатности человека (непотушенный костер, брошенный окурок или стекло).

Третья группа напрямую связана с хозяйственной деятельностью людей: с сельским хозяйством, промышленным и прочими видами производства, строительством, транспортной инфраструктурой, развитием энергетики.

Факторы данной группы последнее время становятся основными среди причин загрязнения биосферы:

• рост численности населения и связанная с этим необходимость обеспечения их материальными ресурсами, а также быстро растущее количество бытовых отходов;
• замена сырьевых источников естественного происхождения на синтетические (неразлагаемые);
• урбанистические процессы (концентрация людей в городах, развитие городской инфраструктуры, строительство жилья на ранее незаселенных территориях);
• рост производства и связанное с ним увеличение количества неперерабатываемых отходов, вредных выбросов.

Виды загрязнений

Классификация видов загрязнений существует по разным признакам.

По временному признаку они делятся на первичные и вторичные. К первичным относятся те, во время которых вредные для здоровья компоненты сразу попадают в биосферу.

Вторичные загрязнения появляются спустя некоторое время после попадания в окружающую среду первичных. В этом случае опасные вещества синтезируются под воздействием внешних источников, например:

• фотохимический процесс, связанный с воздействием солнечного света;
• гниение и газообразование под действием высокой температуры.

Загрязнители вторичного типа обычно опаснее, чем первичного. Примером может служить фосген, образующийся из смеси хлора и окиси углерода под действием солнечных лучей.

Классификация по признаку масштабности позволяет выделить загрязнения:

• локального типа;
• регионального типа;
• глобального типа.

Локальный тип характеризуется охватом сравнительно небольшой местности (само предприятие, являющееся источником загрязнения или часть городской среды) с повышенной концентрацией загрязнителей на ней.

Особенность загрязнений регионального типа — охват достаточно большого пространства, выходящего за пределы одного города, с завышенным содержанием вредных веществ.

К глобальному типу загрязнений относятся те, что охватили практически всю биосферу Земли. Самый актуальный пример: повышенная концентрация углекислоты из-за большого количества выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

По воздействию на окружающую среду принято выделять четыре вида загрязнений:

• физическое;
• биологическое;
• химическое;
• механическое.

Механическим называется захламление природы мусором (бытовыми или производственными отходами в твердом виде). Чаще всего они помимо механического воздействия на среду обитания живых организмов и ухудшения ее качества оказывают дополнительное химическое и/или физическое воздействие. 

Химические загрязнения меняют химический состав компонентов биосферы. Это может быть увеличение концентрации каких-либо веществ или появление ранее отсутствовавших в ней. Так нитраты из минеральных удобрений загрязняют не только почву, но и воду, а частицы аэрозолей являются загрязнителями воздуха.

Биологическим называется загрязнение биосферы живыми организмами, оказывающими вредное воздействие как на самого человека, так и на состояние экологии в целом. Попасть в биосферу с последующим размножением в ней они могут естественным путем (например, вирусы, мутировавшие в организмах животных), но могут и в результате утечки из биолабораторий (или даже сознательного их выведения в качестве биологического оружия).

Самый распространенный пример: активное размножение кишечной палочки в водоемах в летний период.

Особенность физического загрязнения состоит в негативном изменении различных физических параметров окружающей среды. Оно может быть:

• радиоактивным;
• электромагнитным (возникающим в результате работы разных технических устройств);
• в виде звуковых и световых волн, вредных для живых организмов;
• тепловым (аномальное повышение температуры).

Чаще всего тепловое загрязнение происходит при сливе горячей воды теплоэлектростанциями в ближайшие водоемы.

Источники

По мнению экспертов ООН главными источниками загрязнения атмосферы являются:

1. Ведение домашнего хозяйства в жилищах, оборудованных печами. Сжигание угля, дров, а также сгораемых бытовых отходов приводит к выбросу в атмосферу вредных веществ. То же самое касается теплоэлектростанций с недостаточным уровнем очистки газообразных отходов.
2. Транспортное хозяйство. В городах, где люди вынуждены пользоваться транспортом, оборудованным ДВС, он ответственен за основную массу вредных выбросов (в районе 90 %).
3. Бытовые и производственные отходы. Проблема отсутствия культуры раздельного сбора мусора приводит к огромным площадям, занимаемым свалками и мусорными полигонами. Органические отходы разлагаются с образованием газа, содержащего диоксид углерода и метан, которые провоцируют глобальное потепление на планете.
4. Сельскохозяйственная деятельность человек связана с разведением животных, выделяющих в процессе пищеварения вещества, способные усиливать количество озона в воздухе (что ведет к болезням органов дыхания) и влиять на климатические изменения. Этими веществами являются аммиак и метан.
5. Промышленное производство. Они являются поставщиками таких опасных для здоровья компонентов, как тяжелые металлы, сажа, азот и диоксид серы. Проблема заключается в плохой фильтрации отходов или полном отсутствии очистительных конструкций.

Неприглядной особенностью современного мира является большое количество источников загрязнения гидросферы. Вот только некоторые из них:

• слив в океан воды после мытья нефтяных танкеров ведет к образованию нефтяной пленки и делает непригодной среду обитания;
• попадание в воду из почвы органических удобрений приводит к росту водорослей и недостатку кислорода для обитателей водоемов;
• стоки промышленных предприятий содержат металлы (As, Ni, Cr, Zn, Kd, Pb), отравляя ее;
• попадание в Мировой океан неразлагаемого пластика в громадных количествах перекрывает представителям флоры и фауны океанов поступление кислорода и света.

Процесс загрязнения почвы тоже имеет тенденцию к нарастанию. Остановимся на основных источниках загрязнения литосферы.

1. Неконтролируемое использование химических удобрений, ведущее к снижению плодородности земель.
2. Оседание твердых металлов, содержащихся в атмосферных выбросах (один из основных поставщиков — железнодорожное хозяйство).
3. Химические вещества, попадающие в почву вместе с водой, отравленной отходами со свалок; после разлива нефти в водоемах. 

Накапливаемые в почве токсичные вещества попадают в сельскохозяйственную продукцию, употребляемую в пищу. Избежать этого становится все труднее.

Источником теплового загрязнения является горячая вода, сливаемая в водоемы различными предприятиями и электростанциями типа ГЭС и ТЭЦ. Изменение температурного режима приводит к размножению бактерий, понижению содержания CO2 и N, необходимых для растительности водоемов, к снижению репродуктивной способности некоторых рыб или вовсе к их гибели.

Источник светового загрязнения — искусственное освещение. Его особенность состоит в нарушении биоритмов представителей животного мира (особенно птиц и рыб), что провоцирует снижение их популяций. Световое загрязнение оказывает влияние и на человека, нарушая выработку мелатонина, необходимого не только для крепкого сна, но и поддерживающего здоровое состояние организма.

Источники радиоактивного загрязнения:

• сброс радиоактивных отходов и захоронение радиоактивного мусора в мировом океане, что ведет к накоплению этих элементов в некоторых видах рыб;
• аварии на АЭС, в результате которых радиоактивные частицы распространились на огромные расстояния.

Источниками шумового загрязнения (вредных для живых существ звуков, произведенных посредством деятельности человека) служат:

• громкая трансляция музыки;
• шумно работающая бытовая техника;
• сработка сигнализации;
• строительные и ремонтные работы;
• различного вида промышленные предприятия;
• транспорт, издающий сигналы и шумы.

Следствиями такой шумовой атаки для человека могут стать серьезные проблемы со здоровьем, вплоть до инвалидности, а животные могут начать покидать привычные места обитания.

Об электромагнитном загрязнении биосферы говорят, когда происходит деформация естественного электромагнитного поля Земли за счет электромагнитного излучения антропогенного характера. Основные источники электромагнитного загрязнения:

• работающие электроприборы и электрооборудование;
• электрические кабеля, сети;
• установки электромагнитного типа;
• трансформаторные подстанции и станции;
• линии электропередач (ЛЭП);
• устройства, передающие интернет (антенны, роутеры);
• магниты и электризующиеся предметы.

Степень негативного воздействия электромагнитных полей антропогенного происхождения зависит от силы излучения и способна влиять на репродуктивную функцию, сердечно-сосудистую систему как человека, так и других представителей биосферы.

Последствия

Помимо описанных выше проблем и последствий, которые уже сейчас испытывает наша цивилизация в связи с загрязнением биосферы, есть и другие. Вот только некоторые из них.

Влияние на здоровье человека

Самые распространенные заболевания, вызванные загрязнениями — различные аллергические реакции от астмы до высыпаний на коже. Астму вызывают загрязнители воздуха. Они же могут спровоцировать и онкологию. Кожный зуд может появиться после купания в загрязненных водоемах. Тяжелые металлы, попадая в пищу человека, также способны вызывать онкологию. Шумовое загрязнение может спровоцировать нарушение сна, стресс, а в худшем случае — глухоту.

Деградация почвы

Химические препараты, применяемые для борьбы с вредителями, приводят к потере почвой питательных элементов и уменьшению ее плодородности. Качество почвы ухудшается и из-за растворенных в воде вредных химических веществ. Все это делает землю непригодной для использования в сельском хозяйстве.

Истончение озонового слоя

Химические загрязнители (в частности, фреоны), попавшие в атмосферу, пагубно действуют на озоновый слой, истощая его. В отдельных местах он становится настолько тонок, что говорят об «озоновых дырах». Тонкий слой озона не справляется с защитой Земли от УФ-излучения, которое в больших количествах опасно не только для человека, но и для всего живого на Земле.

Парниковый эффект

Он развивается из-за накопления углекислого газа (этому способствует растущее число выхлопных газов, которые не могут быть переработаны в кислород из-за вырубки лесов). Парниковый эффект провоцирует глобальное потепление с последующим таянием ледников, повышением уровня моря и затоплением суши. 

Защита биосферы

Учитывая во многом необратимые последствия загрязнения биосферы, все государства обязаны объединиться для решения вопросов по охране окружающей среды, чтобы предотвратить дальнейшее негативное воздействие на  нее антропогенных факторов.

Необходимо решать возникшие проблемы с экологией на законодательном и исполнительном уровне. Следует тщательно контролировать процесс эксплуатации природных ресурсов, а нарушителей привлекать к строгой ответственности, вменяя им в обязанность полностью ликвидировать причиненный природе ущерб.

Объединившись, люди могут заняться очисткой мест отдыха, пляжей, водоемов от твердых отходов и других видов загрязнений, посадкой деревьев для компенсации вырубленных и уничтоженных пожаром лесополос.

Подобные действия дадут им возможность сплотиться, чтобы предотвратить надвигающуюся природную катастрофу и остановить дальнейшее загрязнение биосферы.

Методы борьбы с загрязнениями

Понимая причины загрязнения биосферы, человек способен разработать методы ликвидации негативных последствий собственной деятельности. Для избежания техногенных катастроф следует максимально снизить количество попадающих во внешнюю среду загрязнителей.

Большинство специалистов считают, что для успешной борьбы с загрязнениями необходимо принять следующие меры:

1. Внедрить на производственных предприятиях инновационные технологии по очистке газообразных отходов и сточных вод, создав современные эффективные очистные сооружения. 
2. Найти способ очищать выхлопные газы, производимые ДВС, от азота и оксидов серы. Переходить на транспорт, не производящий выхлопных газов. Это позволит резко сократить выброс вредных веществ в окружающую среду.
3. Переориентировать предприятия на использование малоотходных технологий.
4. Организовать на промышленных предприятиях, организациях, на бытовом уровне раздельный сбор мусора.
5. Развивать технологические процессы по грамотной переработке вторсырья и безопасной утилизации неперерабатываемых отходов.
6. Отказаться от применения синтетических удобрений, заменив их по возможности на органические.
7. Находить и развивать альтернативные безопасные способы получения энергии (такие, как энергия солнца и ветра).
8. Экономно расходовать чистую воду, в том числе за счет применения на производстве замкнутого цикла.
9. Прекратить выпуск фреонов и их дальнейшее использование.
10. Проектировать и строить жилые дома с учетом снижения шумовой нагрузки. Запретить проведение работ, связанных с повышенным уровнем шума, в ночное время.