Антропогенний вплив на біосферу

Взаємодіючи з природою, людина завжди прагнула поліпшити свій добробут, зробити життя більш комфортним і матеріально забезпеченим. Це обумовило збільшення виробництва необхідної продукції промисловості та сільського господарства і призвело до необмеженого використання різноманітних природних ресур-сів.

Розвиток промислового виробництва, заснованого на вико­ристанні ресурсного і технологічного потенціалу, неминуче поро-джує дисгармонію у системі „природа - суспільство”. Свідченням цього є техногенна деградація природних ресурсів, ландшафтів та ін. Наприклад, в Україні відносно чисті території не переви-щують 7 % від загальної площі, а на 68 % екологічна ситуація є несприятливою для здоров'я людини. У багатьох країнах терито-рії екологічних катастроф досягають 1 % загальних їх площ.

Грандіозні науково-технічні досягнення останніх десятиріч супроводжуються виникненням не менш значних глобальних екологічних проблем: зникненням сотень біологічних видів, над­мірним забрудненням природних вод, винищенням лісів, дегра-дацією орних земель, появою озонових „дірок” і, врешті-решт, поглибленням соціально-економічної кризи, яка призводить до голоду сотні мільйонів людей.

Забруднення - це внесення в навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин, агентів або внесення в надлишковій кіль-кості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми й людину і яких природне середо-вище не здатне позбутися самоочищенням.

Розрізняють природне забруднення, яке виникає внаслідок потужних природних процесів (виверження вулканів, лісові пожежі, вивітрювання тощо) і антропогенне, яке є результатом діяльності людини й інколи за масштабами впливу переважає природне. Різні типи забруднення можна розділити на три основні групи: фізичне, хімічне та біологічне.

Фізичне забруднення пов'язане зі змінами фізичних, темпе­ратурно-енергетичних, хвильових і радіаційних параметрів зовнішнього середовища. Зокрема, тепловий вплив виявляється в погіршенні режиму земної поверхні та умов життя людей. Джерелами теплового забруднення в межах міських територій є: підземні газопроводи промислових підприємств (140-160 °С), теплотраси (50-150 °С), збірні колектори і комунікації (35-45 °С) тощо. До фізичного забруднення можна віднести вплив шуму й електромагнітне випромінювання, джерелами якого є високо-вольтні лінії електропередач, електропідстанції, антени радіо- і телекомунікаційних станцій, а останнім часом також деякі побу-тові електроприлади. Встановлено, що при тривалому впливі електромагнітних полів навіть у здорових людей спостеріга-ється перевтома, головний біль, почуття апатії та ін.

Хімічне забруднення - збільшення кількості хімічних компо-нентів певного середовища, а також:проникнення (введення)

в нього хімічних речовин, не притаманних йому або в концен-траціях, котрі перевищують норму. Найнебезпечнішим для природних екосистем і людини є саме хімічне забруднення, яке отруює навколишнє середовище різними токсикантами (аеро-золі, хімічні речовини, важкі метали, пестициди, пластмаси, детергенти та ін.). За підрахунками спеціалістів, у наш час у при-родному середовищі міститься 7-8,6 млн. хімічних речовин, при-чому їхня кількість щорічно поповнюється ще на 250 тис. нових сполук. Багато хімічних речовин мають канцерогенні та мута-генні властивості, серед яких особливо небезпечними є 200 (спи-сок складений експертами ЮНЕСКО): бензол, азбест, бензапірен, пестициди, важкі метали (особливо ртуть, свинець, кадмій), хар-чові додатки і різноманітні фарбники.

Біологічне забруднення - випадкове або пов'язане з діяльністю людини проникнення в екосистеми не притаманних їм рослин, тварин і мікроорганізмів (бактеріологічне); часто справляє нега-тивний вплив при масовому розмноженні нових видів.

Особливо забруднюють середовище підприємства, які ви­робляють антибіотики, ферменти, вакцини, сироватки, кормовий білок, біоконцентрати та ін., тобто підприємства промислового біосинтезу, в викидах якого наявні живі клітини мікроорганізмів. До біологічного забруднення можна віднести надмірну експансію живих організмів. Так, у містах наявність звалищ, несвоєчасне прибирання побутових відходів призвели до значного збільшення синантропних тварин: щурів, комах, голубів, ворон та ін.

Забруднювачі бувають також первинні (безпосередньо з дже-рела забруднення) і вторинні (внаслідок розкладу первинних або хімічних реакцій). Ще виділяють забруднювачі стійкі (ті, що не розкладаються), які акумулюються в трофічних ланцюгах.

Проникнення різних забруднювачів у природне середовище може мати небажані наслідки: завдання шкоди рослинності і тваринному світу (зниження продуктивності лісів і культурних рослин, вимирання тварин); порушення стійкості природних біогеоценозів; втручання в біогеохімічні цикли тощо.

Багато забруднювачів (пестициди, поліхлордифеніли, пласт-маси) украй повільно розкладаються в природних умовах, а токсичні сполуки (ртуть, свинець) взагалі не знешкоджуються.

Якщо до середини XX ст. домінували натуральні продукти (бавовна, шовк, вовна, каучук, мило, їжа практично без добавок), то в наш час у промислово розвинутих країнах вони замінені синтетичними, які важко розкладаються і забруднюють навко-лишнє середовище. Це насамперед синтетичне волокно, миючі засоби (детергенти, відбілювачі), їжа з добавками, мінеральні добрива, синтетичний каучук та ін.

Як вже було відмічено раніше, центральне місце в біосфері посідають біогеохімічні цикли: вуглецю, води, азоту та фосфору. Ці цикли найбільшою мірою зазнали трансформації при форму-ванні техносфери та аґросфери, і вивчення їх стало важливим завданням екології.

Так біогеохімічний цикл вуглецю базується на атмосферному депо, яке утримує його в кількості, приблизно рівній 700 млрд. тонн у формі оксиду Карбону (ІІ). Цей цикл ініціюється фотосин-тезом і диханням. Обидва процеси йдуть так інтенсивно, що у рослин і тварин на долю карбону припадає до 40 - 50 % загальної маси. Залишки відмерлих рослин і тварин сприяють утворенню гумусу. Аналогічно утворюється й торф. У цих двох формах вмі-щується до 99 % карбону нашої планети. Швидкість кругообігу цього елемента обчислюється в середньому від 300 до 1000 років.

Утворення техносфери суттєво змінило цей цикл. Зараз антро­погенне надходження вуглекислого газу в атмосферу перевищує природне на 6 - 10%. Це пов'язано, головним чином, з вирубу-ванням лісів та заміною їх менш продуктивними аґроценозами.

Певний внесок робить і промисловість та всі виробництва, які пов'язані зі спалюванням палива. Найбільший вплив на стан атмосфери чинять теплоенергетика, металургійна промисло-вість, підприємства хімічної та будівельної індустрії, автотран-спорт та ін. (табл. 9). У повітря надходять пил, важкі метали, вуглеводні, оксиди карбону, сульфурнітрогену та інші речо-вини, зокрема в усіх термічних процесах, що стосується органіч-них сполук, також утворюється надзвичайно небезпечний для живих організмів і здоров'я людини бенз(а)пірен. Найбільший вплив на хімічний склад атмосферного повітря справляє спалю-вання кам'яного вугілля; останнім часом частка його як джерела енергії зменшилася за рахунок використання нафти й природ-ного газу. Однак, оскільки їх запаси значно менші, ніж кам'яного вугілля, у світі знову з'являється тенденція збільшення викорис-тання вугілля як паливного ресурсу, що негативно вплине на стан довкілля за існуючих технологій.

Таблиця 9

Внесок різних галузей промисловості в забруднення

Серед усіх видів транспорту (автомобільний, залізничний, водний і повітряний) автомобільний займає абсолютне перше місце по кількості і різноманітності забруднюючих речовин, а також по незворотнім змінам ландшафтів і іншим негативним впливам на довкілля.

Проблеми, пов'язані з гідросферою, зумовлені браком прісної води для потреб людства, її забрудненням, порушенням природних кругообігів та зменшенням продуктивності водних екосистем.

Насамперед, вода - найголовніша мінеральна сировина, якої людство витрачає в 1000 разів більше, ніж вугілля чи нафти. Крім того, використовуючи чисту воду для власних потреб, людина повертає в природу меншу її кількість і значно гіршої якості, найчастіше у вигляді стічних вод. Оскільки вода здійснює взаємозв'язки в екосистемах, то порушення будь-якого ланцюга впливає як на кількість так і на якість води. Зокрема, в разі над­ходження значних кількостей біогенних елементів, особливо азоту і фосфоромістких сполук, у відкритих водоймах влітку (при температурі води вище 20°С) створюються сприятливі умови для швидкого розмноження синьо-зелених водоростей („цвітіння” води) і погіршення стану водойми.

Нестача питної води в певних регіонах пов'язана з нерівно-мірним розміщенням поверхневого стоку. Крім того, 96% пріс-них вод знаходиться в льодових щитах Антарктиди, Гренландії, айсбергах, льодовиках, у зоні вічної мерзлоти.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), багато захворювань пов'язані зі споживанням води низької якості (кожен шостий житель Землі використовує для питних потреб воду, яка не відповідає санітарним вимогам).

Екологічні проблеми України, пов'язані з забрудненням води, такі:

J нестача води в певних місцевостях;

J незадовільна якість води для питних потреб;

J забруднення вод Чорного і Азовського морів та зменшення їх біорізноманіття;

J забруднення річок та водосховищ ксенобіотиками;

J підтоплення територій поблизу водосховищ;

J „цвітіння” стоячих вод водосховищ та зникнення малих річок;

J зсуви і селі в гірських районах тощо.

Надзвичайно складною проблемою України є також забруд-нення підземних вод сільськогосподарськими поверхневими та стоками зі звалищ побутових і промислових відходів, внаслідок втрат нафти і нафтопродуктів під час добування, транспорту-вання чи переробки, при будівництві метро, бурінні свердловин тощо.

Антропогенне природокористування вносить у природні біо­геохімічні цикли чимало перешкод. Це, по суті, привело до появи нового антропогенного типу кругообігу хімічних елементів.

Таким чином, жива речовина біосфери (вся сукупність орга-нізмів нашої планети) забезпечує постійний кругообіг речовин та потік енергії, здійснює значну біогеохімічну роботу з перетво-рення оболонок Землі.

За період історичного розвитку Землі сформувалися такі обо­лонки: літосфера, гідросфера та атмосфера. Частина цих оболонок, яка населена живими організмами і називається біосферою, пред­ставляє собою сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдину екосистему вищого порядку про що буде йти мова в наступному параграфі.