Реферат: Взаимодействие человека и природы

Негосударственное образовательное учреждение

Вологодский кооперативный техникум

Р Е Ф Е Р А Т

на тему:

«Взаимодействие человека и природы»

по дисциплине:

«Экологические основы природопользования»

Выполнили студентки

очного отделения

группы 2 бух

Ордина И. М.

Кудряшова Ю.А.

г. Вологда

2003

Взаимодействие человека и природы

1.1 ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ БИОСФЕРЫ.. 3

1.2. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ. 8

1.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ.. 11

1.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. ПРИЗНАКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА.. 21

1.5 Влияние биосферы на человека. 26

1.6. ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА. ПРОБЛЕМЫ ПИТАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ.. 28

1.6.1. Проблемы рационального питания. 28

1.6.2. Плодородие земли и почвы.. 34

1.6.3. Загрязнение земель и почв. 36

1.6.4. Нормирование загрязнений почв и их влияние на здоровье людей. 40

1.6.5. Нарушение и рекультивация земель. 43

1.6.6. Охрана земель и контроль за их использованием. 45

1.1 ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ БИОСФЕРЫ

Тонкий слой земной поверхности и атмосферы, где существует жизнь, называется биосферой. Биосфера, или, как ее чаще назы­вают, окружающая среда, включает две группы компонентов. Живые, или биотические, компоненты составляют растения, животные и микроорганизмы; к неживым, или абиотическим, компонентам отно­сятся: воздушная среда (атмосфера), водная среда (гидросфера), почва, недра (верхняя часть земной коры), климатическая и акустиче­ская среды.

Рассмотрим абиогенные составляющие окружающей среды, под­вергающиеся наибольшему антропогенному воздействию.

Воздушная среда может быть наружной, в которой чело­век находится меньшую часть времени (до 10—15%), внутренней производственной, в которой человек проводит примерно треть сво­его времени (до 25—30%), и внутренней жилой, в которой люди пре­бывают большую часть времени (до 60—70%). Из этого не следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так как из нее поступает воздух в жилые и производственные помещения.

У поверхности земли наружный воздух содержит по объему (%): азота 78,08; кислорода 20, 95; инертных газов 0,94; диоксида углерода 0,03. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, содержа­ние азота увеличивается до 78,89%. У поверхности земли воздух включает различные примеси. В городах в нем может содержаться более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутрен­ний воздух в жилищах, как правило, отличается повышенным содер­жанием диоксида углерода. Внутренний воздух производственных по­мещений имеет примеси, характер которых определяется технологией производства.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане. Площадь поверхности океана (акватория) составляет 361 млн. км2, что в 2,4 раза больше площади суши (149 млн. км2). Более 1 млрд. км3 воды в океане сохраняет постоянную соленость (около 3,5%о) и температуру (примерно 3,7°С). Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно средиземных морях. Со­держание растворенного кислорода в воде заметно уменьшается на глубине 50—60 м.

Подземные воды могут быть солеными, солоноватыми и пресными; геотермальные воды имеют повышенную температуру.

Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км3. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км3.

При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, подвергая ее опреснению или гиперфильтрации. Оба этих процесса весьма энергоемки, поэтому представ­ляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве ис­точника пресной воды айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам стран, испытывающих недостаток пре­сной воды. По предварительным расчетам получение пресной воды та­ким способом примерно вдвое менее энергоемко по сравнению с оп­реснением и гиперфильтрацией.

Важным обстоятельством, связанным с водной средой, является то, что через нее в основном передается примерно 80% инфекционных за­болеваний.

Почва — верхний слой литосферы (земной коры, твердой оболоч­ки Земли) — занимает особое место среди всех природных богатств: она дает продукты питания, корм для скота, волокно для одежды, ле­соматериалы и т. д. Толщина почвы составляет в среднем 18—20 см, в некоторых районах суши она вообще отсутствует, а кое-где достигает 1,5—2 м. Под сово­купным воздействием климата, растительности, жизнедеятельности ор­ганизмов, изменений рельефа в почве непрерывно происходят процес­сы созидания и разрушения. Подсчитано, что создание плодородного слоя почвы толщиной 2—3 см при благоприятных условиях происхо­дит за 200—1000 лет.

Структура почвы зависит от наличия в ней глины или песка. Если количество песка (частицы диаметром 0,02—2 мм) в почве очень вы­сокое, она не сможет удерживать воду и воздух, в результате чего бу­дут окисляться основные органические вещества. Если в почве высо­кое содержание глины (частицы диаметром менее 0,002 мм) и ила, почва будет менее проницаемой для воды и газов. Обычно почвы с высоким содержанием глинистых частиц накапливают и удерживают питательные вещества, необходимые для активного роста растений.

Растения и животные также влияют на характер почвы. В верхних слоях почвы накапливаются растительные остатки, которые впослед­ствии разлагаются под действием почвенных организмов. Разложив­шиеся растительные остатки разрыхляют почву, делая ее воздухо- и водопроницаемой. Роющие животные от сурка до муравья, земля­ного червя и крохотных беспозвоночных также способствуют раз­рыхлению почвы.

Главный фактор, характеризующий качество почвы, — плодородие. Его ухудшение возможно в результате действия процессов природного или антропогенного происхождения (водная и ветровая эрозия, заболачивание, загрязнение почвы промышленными и бытовыми отходами, загрязнение в результате вноси­мых удобрений и ядохимикатов). Особенно большой ущерб плодоро­дию почв наносит эрозия.

Растительный и животный мир целесообразно рас­сматривать совместно, так как они не могут существовать раздельно. В зеленых растениях благодаря фотосинтезу создается органическое вещество. Фотосинтез — процесс получения углеводов из диоксида уг­лерода и воды с помощью световой энергии солнечных лучей, кото­рую растения превращают в химическую энергию и запасают в угле­водах. При этом выделяется кислород, а углерод входит в состав орга­нических соединений.

Животный мир вносит значительный вклад в почвообразователь­ные процессы, состояние водоемов, расселение растений. Звери и пти­цы, мигрируя, рассеивают семена растений, обогащают почву и водо­емы органическими веществами. Они служат резервом генетического фонда для дальнейшего выведения ценных пород домашних живот­ных. Животный мир включает более 2 млн. видов, раститель­ный — лишь около 500 тыс.

Человек оказывает большое воздействие на животный и раститель­ный мир. Это воздействие может быть прямым, выражающимся, на­пример, в добыче промысловых животных и истреблении вредных ви­дов, и косвенным, состоящим в изменении условий их существования: загрязнении атмосферы, воды и почвы; осушении болот, распашке сте­пей, строительстве плотин и водохранилищ и др.

Недра содержат величайшие богатства Земли, ее минеральные ресурсы. Это полезные ископаемые: руды черных, цветных и редких металлов, различные виды топлива, химическое сырье и строительные материалы.

Минеральные ресурсы не способны к самовосстановлению и отно­сятся к исчерпаемым, невозобновляемым. Поэтому необходимо сле­дить за сохранностью запасов полезных ископаемых, обеспечивать ох­рану месторождений от затопления и обновления, не застраивать тер­ритории их залегания.

С целью нанесения наименьшего ущерба природе и по экономиче­ским соображениям необходимы комплексная разработка месторожде­ний полезных ископаемых и рекультивация нарушенных земель. Наря­ду с полезными ископаемыми все составные вещества, содержащиеся в рудном теле и по­крывающих породах, могут служить сырьем для различных отраслей народного хозяйства, и при их комплексном использовании сопутст­вующие компоненты не будут образовывать отвалы. Следует учесть, что стоимость сопутствующих компонентов часто бывает не меньше стоимости основного полезного ископаемого.

Рекультивация состоит в сохранении почвенного слоя, снимаемо­го до начала горных работ, в формировании из вынутого грунта пло­ских отвалов, террас и в последующем использовании почвенного слоя для покрытия их поверхности. Рекультивация включает восста­новление почвы или создание на отвалах условий, обеспечивающих ее плодородие.

Климатическая среда — важный фактор, определяю­щий развитие видов животного и растительного мира, урожайность сельскохозяйственных культур. Большая часть территории нашей стра­ны имеет значительно более холодный, чем в других странах, климат.

Акустическая среда — фактор, существенно влияющий на самочувствие людей и животных. Исследования доказали, что по­вышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений.

Акустические колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц — инфразвуковые, от 16 Гц до 20 кГц — звуковые, свыше 20 кГц — ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц). Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты.

Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности, состояния нервной системы и пр. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум — не только причина развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония, расстройство центральной нервной системы, язва желудка и др. Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к продолже­нию рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль. По данным австралийских исследовате­лей шумовое загрязнение, характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни людей на 10—12 лет.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимиче­ского круговорота. Выделяют два основных круговорота: боль­шой (геологический) и малый (биотический). Геологический кругово­рот длится миллионы лет и происходит между сушей, атмосферой и океаном. При этом часть химических соединений растворяется в воде, переходит в воздух или потребляется организмами. В результа­те медленных геотектонических изменений материки опускаются, а морское дно поднимается, морские напластования возвращаются на сушу, и процесс начинается вновь.

Малый круговорот является частью большого, происходит на уров­не конкретной экологической системы (лес, тундра, болото и т. д.) и заключается в том, что минеральные питательные вещества почвы и воды под действием солнечной энергии аккумулируются в растени­ях, расходуясь на создание их массы, обеспечивая существование дру­гих биотических компонентов.

1.2. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ

Живые и неживые компоненты в разных сочетаниях образуют экосистемы, представляющие собой участки земли, где все живые существа приспособлены к совместному сущест­вованию — биогеоценозу.

Экосистемы удивительным образом различаются в разных частях планеты. Но хотя тропический влажный лес или коралловый риф име­ют как будто мало общего с холодной тундрой или открытым морем, жизнеспособность всех экосистем основывается на четырех общих принципах: 1) каждая экосистема способна поглощать энергию и на­правлять ее своим обитателям; 2) в каждой экосистеме происходит круговорот питательных веществ; 3) в каждой экосистеме устанавлива­ется и сохраняется динамическое равновесие; 4) поток энергии и ве­ществ зависит от характеристики организмов, от уникальной роли ка­ждого из них.

В любой экосистеме обязательно существует поток- энергии, заклю­чающийся в том, что солнечная энергия сначала поглощается расте­ниями, затем переходит от растений к травоядным животным, от тра­воядных к плотоядным животным и т. д. Все экосистемы имеют осо­бые пути, по которым осуществляются поток и распределение ве­ществ. В част­ности, в биосфере постоянно происходит циркуляция воды. Вода и те­пло с различных источников (живых и неживых) достигают атмосфе­ры в результате испарения. Когда водяной пар движется вместе с вет­ром, теряя тепло и конденсируясь, образуются аэрозоли или другие, конденсационные центры. Позднее пар выпадает в виде дождя, снега и града или вновь конденсируется на более холодной поверхности в виде росы или инея.

Третий основной компонент экосистемы — изменяющаяся совокуп­ность генотипов, которые организуют материю, используя имеющуюся энергию. Распространение этих генотипов, а иначе говоря, видов рас­тений и животных, и вместе с ними перемещение различных веществ в пространстве и во времени обычно происходят в определенном по­рядке.

Растения поглощают около 1—5% энергии, достигшей поверхности земли, и фиксируют ее в процессе фотосинтеза для образования Саха­ров и других углеводов. Эти растения, называемые продуцентами (производителями), используют часть фиксированной энергии для дыхания, поскольку они должны восстанавливать и увеличивать свою клеточную массу. Все травоядные и плотоядные животные — по­требители — зависят от фиксированной энергии, которая идет на удовлетворение их собственных энергетических потребностей и на об­разование сырьевого материала для других потребителей, в частности для человека. Это относится и к организмам — разрушителям (микроорганизмам), которые разлагают мертвые ткани и освобождают питательные вещества в такой форме, чтобы продуценты опять могли их использовать. Каждая экосистема имеет своих продуцентов, потре­бителей и разрушителей.

Кроме того, все системы определенным образом изменяются до тех пор, пока не достигнут состояния динамического равновесия под влия­нием условий среды.

Экосистемы имеют высокоорганизованную структуру взаимодейст­вия между своими компонентами, причем рискованным для дина­мического равновесия экосистемы может оказаться как удаление того или иного организма, так и введение нового вида.

С годами экосистемы изменяются, изменяется их абиотическая сре­да, численность и виды организмов, живущих в экосистеме, пути и эф­фективность передачи энергии и веществ, и, если не возникает ка­ких-либо катастрофических условий, стабильность экосистемы увели­чивается. Можно предположить существование примитивных экоси­стем в прошлом, которые эволюционировали в более сложные, биоло­гически более разнообразные и физически более устойчивые совре­менные экосистемы. Какими бы характеристиками ни обладали экоси­стемы, все они эволюционируют в направлении более высокой ста­бильности, т. е. к динамическому равновесию, при котором обеспечи­ваются потребности всех видов в пище, убежище, удалении отходов, регуляция численности популяций и уровня заболеваемости.

Процесс изменения экосистем называют сукцессией. Первич­ная сукцессия начинается в бесплодной среде, которая никогда до этого не была обитаемой. Вторичная сукцессия происходит на территории, которая была ранее заселена, но оказалась разрушенной под действием естественных сил: огня, шторма и климатиче­ского сдвига, или в результате искусственного вмешательства — обра­ботки земли, распашки и т. д. В обоих случаях образуется простое со­общество первых организмов, которые постепенно создают условия, благоприятные для обеспечения все большего разнообразия организ­мов, населяющих экосистему. Сообщество, состоящее из популяций растений и животных, живущих на одной и той же территории, стано­вится все более сложным, пока не будет достигнуто равновесие с фи­зической средой. Такое сообщество называют климаксовым, и до тех пор, пока оно не будет нарушено, оно само поддерживает свою ста­бильность, будь это тропический, березово-осиновый лес или северная тундра.

На протяжении столетий климаксовые сообщества прогрессирова­ли, разрушались, исчезали и вновь появлялись в зависимости от изме­нения климата. Если указанные процессы происходят без вмешатель­ства человека, то их последовательность предсказуема, так как базиру­ется на известных принципах, приведенных ранее.

Известно, что экосистемы становились разнообразнее и накапливали химические элементы по мере эволюции наземных рас­тений от мха до пышных лесов. Слой почвы утолщался по мере того, как у растений развивались настоящие корни (отсутствующие у самых ранних наземных растений). Увеличивалась взаимозависимость видов, например, насекомых и цветковых растений, муравьев и тли.

1.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ

В 60-х годах XX в. в Египте вблизи города Асуана была построе­на высокая плотина через реку Нил. Это огромное сооружение приве­ло к появлению одного из самых крупных искусственных озер в мире. Вода вращает гигантские турбины, которые производят мил­лионы киловатт электроэнергии ежегодно, и орошает 3000 га земли. Там, где раньше собирали только один урожай в год, стало возмож­ным выращивать три и даже четыре урожая ежегодно. Плотина регу­лирует также значительные сезонные колебания уровня воды Нила, Увеличена навигация, промышленность получает электроэнергию, а само озеро послужило источником лова пресноводных рыб. Это по­ложительные последствия, связанные с постройкой плотины. Но име­ются и отрицательные последствия, которым не было уделено доста­точного внимания.

Одно из таких последствий — значительное уменьшение улова сар­дин в водах дельты Нила. Как известно, во время ежегодного разлива Нила в высокогорных районах Эфиопии в его пойме собираются тыся­чи тонн богатых веществами илистых наносов, которые до строитель­ства плотины уносились по реке в море. Эта вода не только обогащала питательными веществами берега Нила, но также и близлежащие воды Средиземного моря. Мелкие плавающие растения моря быстро росли, затем использовались в пищу беспозвоночными животными, которые, в свою очередь, становились добычей сардин. Однако с завершением строительства плотины плодородные осадки перестали достигать Сре­диземного моря, и поэтому популяция сардин начала сокращаться. Это сокращение составляет приблизительно 18 000 т ежегодно и дает убы­ток в 5 млн. долларов.

Отсутствие богатых питательными веществами осадков сказывает­ся также на плодородии полей нижней части долины Нила. Увеличи­лось применение синтетических удобрений (азота), что, естественно, повлекло за собой определенные расходы и частично компенсировало эту потерю, но промышленные удобрения сами по себе не в состоянии поддерживать высокий уровень азота в почве.

Таким образом, строительство плотины оказалось серьезным, доро­гим и драматичным экспериментом, нарушившим равновесие экоси­стемы Нила в результате недальновидного вмешательства человека. Возникает вопрос: вносят ли люди, как другие организмы, вклад в уве­личение продуктивности и стабильности биосферы или же они нару­шают равновесие в результате своего вмешательства?

Человек несет ответственность за нарушение экосистемы, потому что уменьшает ее способность поддерживать популяцию человека без внесения какого-либо дополнительного вклада, часто очень дорогого. Необходимо сводить к минимуму вред, наносимый экосистеме, учить­ся такому важному и часто дорогостоящему делу, как восстановление разрушенных или исчезнувших экосистем.

Наряду со значительными непосредственными изменениями в окружающей среде деятельность людей приводит к менее заметным, но более стабильным и отдаленным последствиям.

Один из наиболее опасных экспериментов такого рода — широкое применение хлорсодержащих углеводородов в качестве инсектицидов. В 40-х годах XX в. эти ядовитые вещества оказались такими эффек­тивными против мух, москитов, вшей, блох и других потенциальных возбудителей заболеваний, что их начали использовать во всем мире. Сотни тысяч тонн этих веществ вносились на площади в сотни мил­лионов гектаров земли в лесах и городах. При этом преследовалась только одна узкая цель — борьба с насекомыми.

Однако отдаленные последствия таких действий чрезвычайно серь­езны. Увеличилось количество насекомых, устойчивых к пестицидам. Сами пестициды не разлагались, а концентрировались в окружающей среде и поглощались всеми видами организмов. У многих крупных ор­ганизмов в тканях накапливалось большое количество пестицидов, что влияло на их приспособляемость. В результате многие естественные враги насекомых погибали, и поэтому с насекомыми некому было бо­роться. В отсутствие естественных врагов насекомых с вредителями можно бороться, только увеличивая коли­чество и разнообразие пестицидов. Более того, даже те насекомые, ко­торые ранее были безвредными, могут стать вредителями, если их численность больше не подвергается ес­тественному контролю.

Хуже всего то, что человек продолжает совершать те же самые ошибки. Как только один инсектицид становится бесполезным, его стараются заменить другим, причем в большинстве случаев следуя той же стратегии полного истребления, которая не оправдала себя раньше. Сколько же ядовитых веществ используется против насекомых? И сколько же из них, попадая в пищу, отравляют тех же самых людей, которых они должны были защищать? Многие пестициды плохо растворяются, но сравнительно легко усваи­ваются организмами. В результате происходит их биоаккумуляция. Этот процесс можно проиллюстрировать следующим образом. В воде содержится примерно 50 частей пестицида на триллион частей воды; микроскопический зоопланктон может аккумулировать в 1000 раз большее количество пестицидов. В креветках, питающихся зоопланк­тоном, концентрация ядовитого вещества в четыре раза выше; мелкая и другая рыба содержит еще большее количество токсических остат­ков, а ныряющие птицы, которые питаются рыбой, могут накапливать чрезвычайно высокое количество данного вещества: до 600—800 частей на миллион частей воды. По этой причине птицы размером с дроз­да гибнут в огромном количестве. Кроме того, яйца, отложенные сам­ками орлов, могут иметь такие тонкие стенки, что птенцы в них не развиваются. Биоаккумуляцией объясняется и тот факт, что лосось, пойманный в о. Мичиган, нередко содержал такое большое количество ДДТ, что признавался непригодным для пищи. Иногда непригодным по этой же причине становилось материнское молоко. В настоящее время применение ДДТ запрещено.

В результате биоаккумуляции происходит накопление и радиоак­тивных изотопов некоторых метаболически важных элементов. Эти изотопы обычно существуют в природе в незначительных количествах, но их содержание в окружающей среде стало возрастать с начала «атомного века» (т. е. с 1945 г.) в результате испытания атомного ору­жия и развития производства ядерной энергии. Наиболее опасные изотопы для человека — иод 133, который скап­ливается в щитовидной железе, стронций 90, концентрирующийся в костных тканях, и цезий 137, аккумулирующийся в тканях мышц. Когда эти элементы становятся компонентами в цепи питания, то их концентрация на каждом уровне этой цепи оказывается выше, чем на предыдущем.

Таким образом, деятельность людей все чаще приводит к непред­сказуемым цепным реакциям в окружающей среде. Человек успешно конкурирует с любыми другими организмами, например с крупными рыбами и млекопитающими, в потреблении продуктов моря. Люди проникают повсюду: в Антарктиду, джунгли, пустыни и т. д. Такое расширение зон обитания и экологической нищи неизбежно ограничи­ло «права» других видов организмов.

Особенно тяжелыми были последствия такого ограничения для ди­ких форм. Вычислено, что за каждое тысячелетие существования чело­века, которое насчитывает более миллиона лет, в результате его дея­тельности исчезал один вид организмов. Правда это только научная догадка, основанная на ископаемых данных. Но тем не менее, можно с уверенностью сказать, что скорость вымирания организмов резко по­высилась. Сегодня вымирает один вид каждые пять или десять лет.

Исчезло более 1% из­вестных видов млекопитающих и птиц, а более 300 видов птиц в настоящее время находятся под серьезной угрозой исчезно­вения.

Люди существенно видоиз­менили окружающую среду, по­строив огромную сеть дорог, го­родов, промышленных, сельско­хозяйственных и других ком­плексов, разделяющих и нару­шающих естественные экоси­стемы, при этом мало внимания уделяя негативным экологиче­ским последствиям.

Дороги разделяют поверх­ность Земли на отдельные части и в ряде случаев нарушают целост­ность биогеоценоза. Леса прорезают широкие просеки, с которых уда­ляют верхний слой почвы и которые регулярно скашивают с целью ре­гулирования на них роста растительности. Каждую зиму на проезжих дорогах расходуют тонны соли. А летом тротуар нагревается под дей­ствием солнечных лучей более чем до 50° С. Движение транспорта на дорогах создает шум, вибрацию, приводит к загрязнению воздуха. Кроме того, движение автомобилей препятствует перемещению через дорогу животных.

Строительство дорог способствует заселению тех территорий, ко­торые раньше были недоступны.

Дорога, пересекающая лес, препятствует естественному движению воды, а также перемещению живых организмов. Дорога, пересекающая дренажный путь в мелководной долине, может через несколько лет превратить богатое пастбище в болото, если дорога не будет дрениро­вана.

Влияние дорог на состояние тех или иных компонентов окружаю­щей среды еще не осознано полностью. Каждый год строятся тысячи километров новых дорог и появляются миллионы новых автомобилей и других видов транспорта.

Города характеризуются скоплением людей, зданий, дорог, науч­ных, промышленных и культурных учреждений, транспорта. По мере роста городов уменьшается количество земли — мест обитания фло­ры и фауны. Концентрация отходов продуктов в городе также оказы­вает неблагоприятное воздействие на естественную среду, поскольку в ней резко уменьшилось количество организмов, разрушающих эти отходы. Воздух, вода, почва и даже космос становятся все более за­грязненными.

Температурные условия города и дикой местности резко противо­положны. Из-за ограниченного количества растительности, которая бо­гата влагой и активно ее испаряет, температура в городе быстро повы­шается в течение дня и уменьшается ночью, если при этом отсутствует смог.

Города являются также центрами шумового загрязнения, что не­благоприятно сказывается на работоспособности.

Будет ли человек продолжать игнорировать экологические факторы или нет, в конце концов ему придется платить истинную цену за свое существование. И эта цена высока, поскольку приходится расплачи­ваться за 200-летний период нерадивого отношения к природе.

Закономерности существования естественных экосистем могут по­служить основой для организации человеческих сообществ. В процес­се эволюции экосистемы достигли состояния динамического равнове­сия, при котором все члены экосистем находятся в равновесии друг с другом. Люди должны научиться жить в гармоническом взаимодей­ствии с другими организмами и элементами экосистемы, иначе их экс­плуатация человеком приведет к разрушению всей структуры экоси­стемы.

Первый урок касается территориального располо­жения в экосистеме организмов-производителей и организ­мов-потребителей. Образование и разложение веществ в природе осу­ществляется в основном локально, без распространения вширь. Дерево вырастает, используя углекислоту воздуха, минеральные элементы и воду из почвы на месте своего произрастания. Его листья не упот­ребляются в качестве компоста где-нибудь в нескольких километрах от дерева, а опадают прямо рядом с корнями и таким образом возвра­щают часть питательных веществ в почву. Поэтому потеря питатель­ных веществ в лесу очень мала.

Растительноядные олень или дикий кабан могут передвигаться по сравнительно большой территории до 12—15 км . Орел может схва­тить рыбу и улететь со своей добычей за несколько километров от гнезда. Но все это незначительные расстояния по сравнению с расстоя­ниями в тысячи километров, на которые люди перевозят уголь, сталь, пшеницу, мясо и бесчисленное множество других продуктов и товаров' потребления. Скорее следует думать о том, как сократить количество перевозимых материалов, чем концентрировать внимание на том, как сделать их перевозку более эффективной.

Следует также попытаться предотвратить потерю энергии и ве­ществ в воздухе, почве, морях и реках, где они накапливаются в боль­ших количествах, часто становясь загрязнителями окружающей среды. Особенностью экосистем является и территориальное распростра­нение живых организмов. Организм (чаще всего самец) стремится за­крепиться на определенном участке, а затем пытается привлечь на него самку. Он защищает эту территорию от вторжения других пред­ставителей того же вида и пола. Мелкие рыбы, птицы и многие млеко­питающие, включая человека, проявляют территориальное поведение. Очевидно, это одно из удовлетворительных решений проблемы адек­ватного и эффективного распределения пищи, убежищ, строительного материала и территории.

Каждая экосистема характеризуется соответствующим распределе­нием организмов в имеющемся пространстве. Такую оптимальную продуктивность окружающей среды, способную поддерживать жизнь, называют переносимым объемом. Это в равной мере относится и к людям.

Второй урок организации экосистем заключается в том, что природа образует мало токсических веществ, которые не подвержены биологическому распаду. Защитные токсины, образуемые многими тысячами животных и растений, не распростра­няются беспорядочно и не остаются ядовитыми в течение долгого времени.

Люди же производят ядовитые вещества, биоциды, которые не рас­падаются на неядовитые вещества. Некоторые из них вступают в реак­цию с веществами окружающей среды и становятся еще более ядовитыми, накапливаясь в почве и воде до значительного уровня. Посколь­ку организмы поглощают и аккумулируют эти вещества в цепях пита­ния, то вполне вероятно, что в биосфере уже скопилось достаточное количество токсичных веществ, которое может привести к многочис­ленным вредным последствиям.

В природе существует ряд биологически стабильных соединений углерода. Однако за прошедшие геологические эпохи эти вещества на­капливались глубоко под землей, где они были недоступны для живых организмов. Некоторые из этих высокорезистентных соединений угле­рода составляют часть нефтяных запасов на Земле. При использовании составных веществ нефти и смешивании их с неорганическими веще­ствами высвобождается це­лый арсенал смертельно опасных веществ. Если эти вещества вновь начинают участвовать в круговороте, они не подвергаются разложе­нию и не оседают в почве. Наоборот, они легко усваиваются живыми организмами и мигрируют выше в экологической пирамиде.

Помимо токсических веществ, люди производят продукцию, со­стоящую из сотен компонентов, не разлагающихся под действием дру­гих организмов. Это прежде всего пластмасса. В природу поступает все больше веществ, ко­торые она не в состоянии перерабатывать.

Таким образом, основные правила, которые следует заимствовать у сбалансированных экосистем, следующие:

1) ограничение распространения продукции человеческой деятель­ности;

2) непревышение переносимого объема Земли;

3) ограничение производства продукции как токсичной, так и не­токсичной, которая не может разлагаться естественным путем или вновь участвовать в круговороте под влиянием искусственных воздей­ствий.

По мере того как усложняется экосистема и увеличивается взаимо­зависимость между ее компонентами, в ней устанавливается динамиче­ское равновесие, и она способна нейтрализовать различные наруше­ния, чего нельзя сказать о человеческом обществе.

Чем сложнее становится техника, тем разрушительнее последст­вия ее неправильного использования и тем беспомощнее люди чув­ствуют себя при решении встающих перед ними задач. Народонасе­ление в мире увеличивается с возрастающей скоростью, в то время как способность природной среды поддерживать существование че­ловека уменьшается в связи с ее неправильной эксплуатацией. Возобновляемые ресурсы, такие как леса, рыбные запасы и пастбищ­ные луга, постепенно сокращаются. Все это тоже свидетельствует о нестабильности.

Усиленное злоупотребление природными ресурсами неизбежно ве­дет к экологическому «банкротству». Чрезмерное использование ки­слорода, сокращение природных ресурсов, эрозия почвы, разрушение лесов и загрязнение атмосферы диоксидом углерода — это только не­которые результаты деятельности человека, нарушающей природные механизмы стабилизации.

Быстрота, с которой разрушаются те самые механизмы, от которых зависит наша жизнь, требуют от нас осознания ответственности за со­стояние окружающей среды, стремления к постижению эффективных методов и средств поддержания в ней динамического равновесия.

Проблема охраны окружающей среды включает сле­дующие аспекты: социально-политические, правовые, социально-ги­гиенические, технико-технологические и эколого-экономические.

Социально-политический аспект проблемы охраны окружающей среды связан с необходимостью решения этой проблемы в масштабах всего человечества независимо от той или иной полити­ческой системы. Загрязнение природной среды невозможно удержать в территориальных границах страны, в которой оно происходит. Ка­ким бы мощным экономическим и научно-техническим потенциалом ни обладала отдельная страна, она не может полностью решить слож­ную экологическую проблему. Россия по проблемам охраны окружаю­щей среды сотрудничает как со странами ближнего зарубежья, так и с США, Англией, Францией, Швецией, активно участвует в осущест­влении программы ООН по окружающей среде.

Правовой аспект касается установленной законом систе­мы мер, направленных на охрану окружающей среды и рациональное использование, восстановление и умножение природных богатств. Правовой охране подлежат все объекты природы, как вовлеченные в хозяйственный оборот, так и неэксплуатируемые; государство осу­ществляет контроль за рациональным использованием природных ре­сурсов и охраной природы, за соблюдением законодательства по охра­не природы.

Социально-гигиенически и аспект охраны окружаю­щей среды отражает принципы приоритета охраны здоровья и сохра­нения благоприятных гигиенических условий жизни населения. Меро­приятия по оздоровлению окружающей среды предполагают разработ­ку количественных санитарно-гигиенических показателей состояния качества окружающей среды; критериев безвредности, обеспечивающих оптимальные условия жизнедеятельности человека; учет адапта­ционных возможностей живых организмов к изменениям окружающей среды.

Важный момент данного аспекта — социально-гигиеническое про­гнозирование будущего состояния преобразованной окружающей сре­ды с целью сохранения здоровья населения.

Технико-технологический аспект охраны окружаю­щей среды предполагает организацию производства по принципу безотходности. Реальный путь экологизации технологии в современных условиях — постепенный переход сначала к малоотходным, а затем к безотходным замкнутым производственным циклам.

Эколого-экономический аспект охраны окружаю­щей среды начал формироваться недавно и обусловлен бурным рос­том производства и научно-технической революцией. Масштабы ан­тропогенной деятельности сейчас неизмеримо возросли, изменения природного равновесия стали сильно отражаться на развитии народ­ного хозяйства, и проблема охраны окружающей среды приобрела не только биологическое, но и большое экономическое значение особен­но в связи с ограниченностью природных ресурсов. В то же время само экономическое развитие внутренне противоречиво: с одной сто­роны, оно порождает острые экологические проблемы, с дру­гой — в самом экономическом развитии заложены основы для реше­ния этих проблем. Оптимальным вариантом было бы такое положе­ние, когда экономический рост и повышение благосостояния людей сочетались бы не только с сохранением, но и с непрерывным улуч­шением окружающей среды.

1.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. ПРИЗНАКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Каждый час днем и ночью население нашей планеты увеличивает­ся более чем на 7500 человек. За год чистый прирост населения дости­гает 70 млн. человек. За последние 30 лет население в мире увеличи­лось примерно вдвое. В то же время за последние 40 лет зна­чительно изменилась средняя плотность населения на земном шаре. По сравнению с 1950 годом она увеличилась вдвое и составляет 36 че­ловек на квадратный километр. Характерно, что одновременно с рос­том населения увеличивается (особенно в развитых странах) его сред­ний возраст, растет число пенсионеров, что создает определенные трудности для работающей части населения.

Численность населения существенно влияет на окружающую среду и, в частности, на ее загрязнение, так как с увеличением количества населения возрастает количество всего того, что потребляется, произ­водится, строится человеком (продукты питания, энергия, жилье, ма­шины, транспорт, сырье, металл и т.п.) и выбрасывается.

В общем виде «кризис есть нарушение равновесия системы и в то же время переход к новому ее равновесию». Таким образом, кризис есть стадия, на которой функционирование системы достигает своих пределов. Кризис может характеризоваться ситуацией возникновения препятствий в развитии системы, и задача системы — найти приемле­мый выход из создавшегося положения. Человечество уже не раз стал­кивалось с возникновением экологических кризисов и достаточно уве­ренно преодолевало их.

Рассмотрим не менее глобальные экологические проблемы, во мно­гом связанные с усилением антропогенной деятельности.

Известно, что главный источник жизни на земле — энергия Солнца. От Солнца на Землю поступает огромное количество энергии, в том числе тепловой. Годовое ее количество примерно в десять раз больше количества всей тепловой энергии, заключенной во всех разведанных запасах органического топлива планеты. Использование лишь 0,01% об­щего количества световой энергии, поступающей на поверхность Земли, могло бы полностью обеспечить мировые потребности в энергии. Одна­ко количество усвояемой Землей солнечной энергии ничтожно мало. Его увеличению способствует наличие в атмосфере так называемых «парниковых» газов и прежде всего диоксида углерода, выделение кото­рого заметно возрастает. Он свободно пропускает солнечные лучи, но задерживает отраженное тепловое излучение Земли. В атмосфере содер­жатся и другие газы, обладающие тем же эффектом: метан, фторхлоруглероды (фреоны), рост мирового выброса которых за 1957—1987гг.

Повышение содержания этих газов в воздухе, а также озона, за­грязняющего нижние слои атмосферы, может привести к тому, что Землей будет усваиваться больше солнечной энергии. Это, а также увеличение тепловыделений от хозяйственной деятельности человека, приводит к повышению температуры воздуха на Земле. В Северном полушарии сейчас температура воздуха у поверхности Земли на 0,4°С выше, чем в 1950—1980гг.

По прогнозам на 2050 г. вероятное глобальное повышение темпера­туры составит 3—4° С, изменится режим осадков. В связи с этим в высоких широтах могут растаять мате­риковые льды; уровень воды в морях и океанах поднимется не только вследствие таяния льдов, но и в ре­зультате увеличения объема воды из-за повышения ее температуры.

Высказывается предположение, что летняя жара в последние годы во многих районах планеты есть ре­зультат парникового эффекта.

Для снижения угрозы потепления климата Земли необходимо со­кращение выбросов диоксида углерода и других «парниковых» газов, а также сокращение сжигания различных видов органического топли­ва.

Еще одна глобальная экологическая проблема — так называемые кислотные дожди. Кислотный дождь — одна из наиболее серьезных форм загрязнения окружающей среды, опасная болезнь биосферы. Эти дожди образуются вследствие поступления в атмосферу на большую высоту от сгорающего топлива (особенно сернистого) диоксида серы и окислов азота. Получающиеся при этом в атмосфере слабые раство­ры серной и азотной кислоты могут выпадать в виде осадков иногда через несколько дней в сотнях километров от источника выделения. Установить место зарождения кислотного дождя технически пока не­возможно.

Проникая в почву, кислотные дожди нарушают ее структу­ру, пагубно влияют на полезные микроорганизмы, растворяют природ­ные минералы, такие как кальций и калий, унося их в подпочвенный слой и отбирая у растений их основной источник питания. Вред, нано­симый растительности кислотными дождями, особенно соединениями серы, огромен. Внешний признак воздействия сернистого ангидри­да — постепенное потемнение листьев на деревьях, покраснение игл сосны. Из культивируемых растений наиболее чувствительны к его действию люцерна, ячмень, овес, пшеница, ревень, салат-латук, шпи­нат, табак, фасоль, свекла, редис и томаты.

Загрязнение воздушной среды теплогенерирующими установками, промышленностью и транспортом, как полагают ученые, привело к но­вому явлению — поражению некоторых видов лиственных пород де­ревьев, а также к быстрому сокращению скорости роста по меньшей мере шести видов хвойных деревьев, что прослеживается по годовым кольцам этих деревьев. Начался этот процесс примерно в 1960г. и значительно ускорился в последние 10 лет. Предварительные анализы показывают, что рост некоторых вечнозеленых видов растений за­медлился на 20—30% по сравнению с 1930—1950гг.

Ущерб, наносимый в Европе кислотными дождями рыбным запа­сам, растительному покрову, архитектурным сооружениям, оценивает­ся в 3 млрд. долл. в год.

Кислотные дожди, различные вредные вещества, находящиеся' в воздухе крупных городов, вызывают также разрушение промышлен­ных конструкций и металлических деталей. Исследования, проведен­ные в Спрингфилде (штат Иллинойс, США), показали, что интенсив­ность коррозии в городе в три раза выше, чем в сельской местности.

Большой урон наносят кислотные дожди здоровью людей.

Вредные вещества, образующие кислотные дожди, переносятся, с воздушными потоками из одной страны в другую, что иногда служит причиной международных конфликтов.

Кроме потепления климата и появления кислотных дождей, на пла­нете наблюдается еще одно глобальное явление — разрушение озоно­вого слоя Земли. При превышении предельно допустимой концентра­ции (в воздухе рабочей зоны она составляет 0,1 мг/м3) озон оказывает вредное воздействие на человека и животных. При соединении с вы­хлопными газами автомобилей и промышленными выбросами вредное действие озона усиливается, особенно при солнечном облучении этой смеси. Вместе с тем озоновый слой на высоте Н—20 км от поверхно­сти земли задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое разрушительно влияет на организм человека и животных. Из­быток солнечного излучения вызывает рак кожи и другие заболевания, снижая продуктивность сельскохозяйственных угодий и Мирового океана.

Сегодня во всем мире производится около 1300 тыс. т озоноразрушающих веществ, из них менее 10% — в России. На долю США при­ходится 35% выпуска фторхлоруглеродов, на долю Японии— 10%.

Для предотвращения тяжелых последствий, связанных с разруше­нием защитного озонового слоя Земли, на международном уровне была принята Венская конвенция, посвященная его охране. Она преду­сматривает замораживание и последующее сокращение выпуска озоноразрушающих веществ, а также разработку их безвредных замените­лей.

1.5 Влияние биосферы на человека.

Человек занимает свою нишу в биосфере. Жизнедеятельность чело­века обеспечивается за счет поступления в его организм необходимых микроэлементов, суточная потребность в которых приведена ниже.

Изменение концентрации микроэлементов в организме приводит к нарушению биохимических процессов и к различным заболевани­ям. Поэтому состояние окружающей среды, ее загрязненность непо­средственно влияют на здоровье людей, что подтверждается данными табл.

Среднемесячная заболеваемость взрослого населения России (число случаев на 1000 чел

Данные таблицы показывают не только частоту заболеваний раз­личных органов человека, но и то, насколько больше число случаев за­болеваний в Липецке и Березниках, чем в среднем по стране. В опре­деленной степени объясняется это тем, что концентрация контролиро­вавшихся вредных веществ в атмосферном воздухе Липецка в 2—6, в Березниках в 2—4 раза выше предельно допустимых.

Доказано также, что структура заболеваемости зависит от качест­венного состава выбросов и вида промышленности, загрязняющей воз­дух.

Степень вредного воздействия загрязнений зависит от их химиче­ского состава, концентрации в воздухе, воде, пище, продолжительно­сти действия, степени аккумуляции их органами человека. Наиболь­шую опасность представляют вещества, оказывающие влияние на ор­ганы человека и кровь. Химические соеди­нения и синтетические вещества вызывают отравления. До концентрации С₁ химические загрязнения не оказывают влияния на здоровье человека. В диапазоне концентраций С₂ —С₃ загрязнения при попадании в организм человека и длительном действии могут вы­зывать хронические заболевания. При концентрации выше С₂ могут произойти острые отравления, а бо­лее С₃ — наступить смерть.

Различные излучения отрицательно действуют на сердечно-сосудистую и нервную систему.

Биологические загрязнения могут привести к заболеванию брюшным тифом, гепатитом, холерой, дизентерией и др. Одно из главных направлений сокращения воздействия загрязнений на чело­века и живые организмы — недопущение их поступления в воду, воздух, почву.

Неблагоприятными экологическими условиями объясняется сниже­ние качества нашей жизни и, в частности, ее.

1.6. ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА. ПРОБЛЕМЫ ПИТАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

1.6.1. Проблемы рационального питания

Питание — важнейшая физиологическая потребность организма, от которой во многом зависит состояние здоровья и работоспособность человека. Оно необходимо для построения и непрерывного обновления клеток и тканей, восполнения энергозатрат, выработки ферментов, гор­монов и других регуляторов обменных процессов в организме. Про­блема здорового питания непосредственно связана с экологическими условиями получения, производства и хранения пищевого сырья и пи­щевой продукции.

Качество пищевых продуктов определяется комплексом характери­стик и, в первую очередь, пищевой ценностью, объединяющей биоло­гическую и энергетическую ценность, органолептические и санитарно-гигиенические показатели.

Согласно концепции сбалансированного питания, для нормальной жизнедеятельности человека необходимо не только поступление в организм необходимых компонентов пищи, но и обес­печение определенных соотношений между ними.

Основой полноценного питания человека является качество, коли­чество и соотношение потребляемой им сельскохозяйственной про­дукции.

Широкий ассортимент возделываемых зерновых, зернобобовых, овощных, садово-ягодных культур и производимых продуктов живот­новодства в России позволяет обеспечить потребность населения в пи­тательных и биологически активных веществах. Однако доля каждого продукта в пищевом балансе человека изучена недостаточно. Наука о полноценном и нормированном питании человека только начинает развиваться, несмотря на то, что от организации полноценного питания зависят нормальная жизнедеятельность и максимальное проявление ге­нетического потенциала человека, профилактика около 80% заболева­ний, работоспособность и продолжительность жизни.

Установлено также, что огромные возможности иммунной, генети­ческой и биологической памяти максимально проявляются только при полном и постоянном обеспечении организма питательными и биоло­гически активными веществами.

В результате исследований определен набор продуктов питания и их соотношение для разных групп населения с учетом максимальной обеспеченности питательными и биологически активными веществами. Из этих данных следует, что для обеспечения потребностей населения необходимо около 60 наименований продуктов.

Так, например, для взрослого человека с массой тела 75 кг необхо­димо на год (в кг): хлеба — 74, крупы гречневой — 30, горохо­вой— 7,5, перловой — 14,8, манной — 14, кукурузной — 7,5, пше­на— 22, риса — 30, вермишели—18,5, макарон—18,5, муки пше­ничной и др. — 36,5, картофеля—109,5,' моркови — 25,7, капус­ты— 29,3, свеклы — 18,3, лука—18, чеснока—1,8, тыквы — 9,2, редьки — 3,7, редиса — 3, огурцов—18,5, помидоров — 29,5, бакла­жан— 5,5, фасоли — 5, перца салатного — 4, укропа — 0,4, петруш­ки — 0,4, клубники — 3,9, малины — 3,5, смородины — 5,5, крыжов­ника— 1,8, облепихи — 2, вишен — 3,7, винограда — 4, яблок—И, абрикосов — 2, груш—1,5, слив — 2,5, апельсинов — 5, лимо­нов— 3,7, арбузов — 15, дынь — 3,5, орехов — 2,5, меда — 4,8, саха­ра— 15,3, молока— 148, творога — 4, сыра — 4,5, сметаны — 5,5, ке­фира— 8, масла сливочного — 7, яиц—11,8, рыбы—18,6, мяса го­вяжьего — 20, свиного — 11, куриного — 5,5, утиного — 4, гусино­го— 5, кроличьего — 5,5.

Для того чтобы эти продукты как можно чаще входили в состав диеты, все они с учетом сходства химического состава распределены на 10 групп: 1—хлеб и хлебопродукты, 2 — крупы, 3 — овощи, 4 — корнеклубнеплоды, 5 — ягоды, 6 — фрукты, 7 — молоко и молоч­ные продукты, 8 — мясо и мясные продукты, 9 — мед, сахар и другие кондитерские добавки, 10 — вода питьевая минеральная и другие на­питки. Из каждой группы один или несколько продуктов должны вхо­дить в диету взрослого человека, при этом их необходимо периодиче­ски менять, учитывая, что продукты даже одной группы имеют разный химический состав.

Расчеты показывают, что при научной организации и координации производства на территории России, составляющей восьмую часть суши, можно кормить высококачественными продуктами питания 1,5—2 млрд. человек. Это значит, что при росте промышленного про­изводства в западных странах и увеличении населения основным по­ставщиком продуктов питания в Европе и в мире должна стать Россия. Это можно ускорить, разрабатывая новые технологии производства и переработки продуктов питания и активно выводя их на внешние рынки.

Однако в последнее десятилетие состояние питания и здоровья на­селения России, в том числе ее отдельных регионов, особенно эколо­гически неблагополучных, характеризуется негативными тенденциями. Среди причин заболеваний большое место занимает нарушение струк­туры питания, обусловленное как недостаточным потреблением пище­вых веществ, в первую очередь витаминов, макро- и микроэлементов, полноценных белков, так и нерациональным их соотношением. Среди малоимущих слоев населения усиливается тенденция недостаточного потребления продуктов питания. Обследование семейных бюджетов, например, в неблагоприятной в экологическом отношении Кемеров­ской области свидетельствует о постоянно снижающихся показателях потребления основных пищевых продуктов питания.

Нарушения в питании населения вызваны кризисным состоянием как производства продовольственного сырья и пищевых продуктов, так и резким ухудшением экономического положения в стране.

В качестве срочных мер учеными сейчас разрабатываются регио­нальные целевые программы по профилактике заболеваний, связанных с несбалансированным питанием. Цель программ — улучшение пита­ния и состояния здоровья различных групп населения.

Для решения проблемы поставлены следующие приоритетные за­дачи:

— организация системы регионального мониторинга по обеспече­нию населения витаминами и микроэлементами;

— изучение фактического состояния питания и здоровья различ­ных групп населения;

— разработка и внедрение в производство пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми питательными веществами;

— осуществление программы непрерывного обучения различных групп населения в области организации рационального питания.

В результате выполнения разработанных программ будет создана система производства и потребления обогащенных продуктов пита­ния, которая позволит улучшить питание и состояние здоровья, что в свою очередь обеспечит снижение заболеваний и повышение каче­ства жизни.

Большую работу в указанном направлении проводят сотрудники Института питания Российской академии медицинских наук (РАМН).

Массовые обследования, регулярно проводимые Институтом пита­ния РАМН и охватывающие более 90% населения страны, свидетель­ствуют о глубоком дефиците как у детского, так и у взрослого населе­ния прежде всего витаминов С, группы В и бета-каротина. Серьезную проблему для многих регионов России представляет недостаточная обеспеченность населения минеральными веществами — кальцием, магнием и железом.

Нарушение структуры питания населения приводит к различным формам иммунодефицитов, снижению сопротивляемости организма инфекциям и другим неблагоприятным факторам окружающей среды, к увеличению частоты таких алиментарнозависимых заболеваний, как железодефицитные анемии у взрослых и детей; связанные с дефици­том иода заболевания щитовидной железы, а с дефицитом каль­ция — заболевания опорно-двигательного аппарата и др.

Один из эффективных путей улучшения обеспеченности организма витаминами и минеральными веществами — использование в питании населения экологически чистых и высококачественных пищевых про­дуктов.

Институтом питания РАМН совместно со специалистами агропро­мышленного комплекса разработан большой ассортимент продуктов ле­чебно-профилактического назначения, обогащенных витаминами, каро­тином, минеральными веществами. Среди них хлебобулочные изделия, обогащенные витаминами, бета-каротином; стерилизованное молоко «Провита», обогащенное каротином и витамином С; мучные кондитерские изделия — крекеры, сахарное, сдобное печенье, обогащенное комплексом витаминов, каротином; кондитерские изделия на пектине — мармелад «Рыжик», «Апельсиновые дольки», зефир «Солнечный» с витамином С и бета-каротином.

В особую группу продуктов с оптимизированным минеральным со­ставом можно выделить разработанные Институтом питания РАМН лечебно-профилактические соли: «Соль пищевая профилактическая» с пониженным содержанием натрия и «Соль пищевая иодированная». Предпосылкой для разработки рецептур солей с пониженным со­держанием натрия явилось то, что для огромного большинства людей характерно избыточное потребление хлористого натрия.

Именно этот избыток расценивается как фактор, повышающий риск гипертонической болезни, ухудшающий работу почек и сердца. Ограничение потребления хлорида натрия — важное звено в профи­лактике гипертонической болезни и такого грозного осложнения диа­бета, как нефропатия. В составе «Соли пищевой профилактической» 30% натрия заменены на калий и магний, благоприятно воздействую­щие на работу сердечной мышцы. Эта соль рекомендуется вместо обычной поваренной соли для приготовления и досаливания пищи в количестве 5—6 г в сутки, что обеспечивает 35% физиологической потребности в калии и 15% — в магнии.

Для восполнения недостаточного потребления иода с рационом пищи разработана «Соль пищевая иодированная», которая предназна­чена для приготовления и досаливания пищи. Недостаток иода приво­дит к тяжелым нарушениям в организме человека. Он служит причи­ной так называемого эндемического зоба или базедовой болез­ни— увеличения щитовидной железы, грозящего переходом в рак. Другое проявление йодной недостаточности — снижение работоспо­собности, угнетение иммунной системы, нарушение умственного раз­вития, детородной функции, низкий рост. Дефицит иода во время бе­ременности ведет к выкидышам, рождению глухонемых, умственно неполноценных детей.

Потребность взрослого человека в иоде составляет 150—300 мкг в сутки. Из-за низкого содержания этого элемента в воде и продуктах питания его поступление с обычным рационом недостаточно.

Разработанная технология предусматривает обогащение соли ио­дом в форме высокостабильного иодата калия (KJO3) до уровня 40 мкг иода в 1 г соли. Эта соль в количестве 5—6 г в сутки полностью обес­печивает потребность организма в иоде.

1.6.2. Плодородие земли и почвы

Одна из глобальных экологических проблем — резкий рост населе­ния на планете. Причем на каждого сытого человека приходится дру­гой, которому едва удается себя прокормить, и третий, который недое­дает изо дня в день. А ведь каждый час население увеличи­вается более чем на 7500 человек.

Главным средством сельскохозяйственного производства является земля — важнейшая часть окружающей среды, характеризующаяся пространством, рельефом, климатом, почвенным покровом, раститель­ностью, водами. Современный земельный фонд во всем мире характе­ризуется следующими данными (%): пахотные земли— 10, луга и па­стбища — 20, леса — 30, прочие земли, включая ледники, пустыни, тундры и т.п., — 40. Рост населения на земле диктует необходимость увеличения пахотных земель и их плодородия для получения продук­тов питания, но на практике получается обратное.

За период своего развития человечество потеряло из-за водной, ветровой эрозии и других разрушительных процессов почти 2 млрд. га продуктивных земель. Это больше, чем в настоящее время находится под пашнями и пастбищами. Темпы современного опустынивания, по данным ООН, составляют около 6 млн. га в год. Если такой процесс не остановить, то к концу тысячелетия планета утратит до трети зе­мель, которыми люди располагали в 70-х годах. Потери не обходят стороной и Россию. Только в результате водохозяйственных мероприя­тий за последние 25 лет потеряно примерно 2% пахотных земель и па­стбищ, а около 6% их находится в критическом состоянии. Разрабо­танная в 50—60-х годах концепция затопления земель при строитель­стве гидростанций привела к потере около 12 млн. га лучших пахот­ных земель и лугов.

Одним из главных компонентов земли, обусловливающих ее пло­дородие, являются почвы. Под почвой понимается естественно-. историческое органоминеральное природное тело, возникшее на по­верхности земли в результате длительного воздействия биотиче­ских, абиотических и антропогенных факторов и имеющее специфи­ческие генетико-морфологические свойства и признаки, создающие условия для роста и развития растений.

Почва формируется в естественных условиях со скоростью 0,4 см в год, или 12,5 т/га в год.

Почва состоит из минеральных, органических, органоминеральных соединений, воды, воздуха, солей и гумуса (перегноя) — основы пло­дородия почв. В черноземе содержание гумуса составляет 4—9%, в других почвах 1—4%. Количество и качество гумуса оказывают влияние на водный, воздушный, тепловой режим почв, их физические и физико-химические свойства.

В последнее время на больших площадях из-за уменьшения содер­жания гумуса снижается продуктивность почв. Только за последние 20 лет его запасы сократились на 25—30%, а ежегодные потери в целом по Российской Федерации составляют примерно 82 млн. т. По данным агрохимического обследования, в России 16,5 млн. га пашни характе­ризуются очень низким содержанием гумуса, 21 млн. га — низким. Гумусированность черноземов центральных черноземных областей за по­следние 100 лет снизилась почти вдвое — от 9—12% до 4—9% и ниже. Ежегодные потери гумуса в черноземах составляют в среднем 0,5—1,0 т/га.

Плодородие почв сохраняется благодаря поддержанию определен­ных свойств, которые подразделяются на следующие группы: аэрофи­зические и технологические (влажность, пористость, водопроницае­мость, плотность); физико-химические (водородный показатель — рН, солоноватость, насыщенность основаниями, состав катионов); агрохи­мические и химические (процент гумуса, азота, фосфора, калия, карбо­натов); растительные; санитарные.

1.6.3. Загрязнение земель и почв

В результате антропогенного воздействия земли и почвы загряз­няются, что приводит к снижению их плодородия, а в некоторых случаях к выводу их из сферы землепользования. Под загряз­нением понимается насыщение поверхностных слоев земли фи­зическими, химическими и биологическими компонентами, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду и плодоро­дие почв.

Источниками загрязнения земли служат промышленность, транс­порт, энергетика, химические удобрения, хозяйственно-бытовые от­ходы и другие виды деятельности людей. Загрязнение зе­мель происходит через сточные воды, воздух, в результате непо­средственного воздействия физических, химических, биологических факторов, вывозимых и сбрасываемых на земли отходов производ­ства.

Виды антропогенных воздействий на почву, приводящих к изменению ее плодородия

Анализ данных таблицы показывает, что каждое искусственное вмешательство в естественные процессы почвообразования приводит к изменениям, которые могут иметь положительный и отрицательный эффект.

Уровень загрязнения почвы классифицируется на фоновый, локаль­ный, региональный, глобальный.

Фоновым принято считать содержание загрязняющих веществ в почве, соответствующее или близкое к ее природному составу.

Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или не­
скольких источников загрязнений.

Региональное загрязнение возникает вследствие переноса загряз­няющих веществ на расстояние не более 40 км от техногенных и более 10 км от сельскохозяйственных источников загрязнения.

Глобальное загрязнение почвы создается вследствие дальнего пере­носа загрязняющего вещества на расстояние более 1000 км от любых источников загрязнения. Наибольшую опасность для почв представля­ют химические загрязнения, эрозия и засоление. По степени опасности химические вещества подразделяются на три класса: класс 1 — веще­ства высокоопасные; класс 2 — вещества умеренно опасные; класс 3 — вещества малоопасные.

Класс опасности устанавливается по показателям. Отне­сение веществ к классам опасности проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02—83. Так, мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен относятся к веществам класса 1; бор, кобальт, никель, мо­либден, медь, сурьма, хром — к классу 2; барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций — к классу 3.

По степени загрязнения почвы подразделяют на сильнозагрязнен­ные, среднезагрязненные, слабозагрязненные.

В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физико-химических, хими­ческих и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму.

Показатели и классы опасности химических веществ

По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы подразделяют на очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости почв к химическим загрязнениям характеризуется такими показателями, как гумусное со­стояние почв, кислотно-основные свойства, окислительно-восстанови­тельные свойства, катионообменные свойства, биологическая актив­ность, уровень грунтовых вод, доля веществ, находящихся в раство­ренном состоянии.

При оценке устойчивости почв к химическим загрязнениям учиты­вают показатели, характеризующие краткосрочные (2—5 лет) и долгосрочные (5—10 лет) изменения почв и показатели ранней диагностики развития изменений в почвах.

Краткосрочные изменения свойств почв диагностируются по дина­мике влажности, величине водородного показателя рН, составу почвенных растворов, дыханию почв, содержанию питательных веществ.

Долгосрочные изменения свойств почв диагностируются по содер­жанию и запасу гумуса, отношению углерода гуминовых кислот к уг­лероду фульвокислот, по обеднению почв из-за эрозии, общей щелоч­ности, кислотности, по содержанию солей.

1.6.4. Нормирование загрязнений почв и их влияние на здоровье людей

В минеральной части почв присутствуют кремний, алюминий, же­лезо, медь, калий, кальций, марганец, фосфор, сера и другие элементы (всего более 47). Как правило, химические элементы в почве находят­ся в окисленном состоянии или в виде солей угольной, серной, фос­форной, соляной и других кислот.

Органическая составляющая почв представляет собой продукты распада животного и растительного происхождения (гумус), а также белки, углеводы, органические кислоты, жиры, дубильные вещества и др. В почвах находится большое количество живых организмов, иг­рающих важную роль в процессе почвообразования.

Из почвы химические вещества в определенных количествах пере­ходят в растения, а из растений с пищей попадают в организм живот­ных и человека. Микроэлементы играют важную роль в развитии растительного и животного мира, в том числе и человека. Недостаток и избыток микроэлементов в почве приводят к нарушению обменных процессов не только у травоядных, но и у плотоядных животных и в организме человека. Заболевания, связанные с недостатком или из­бытком микроэлементов, называются эндемическими. Почвы способны накапливать радиоактивные вещества, которые поражают живые орга­низмы, а попадая с пищей в организм животных и человека, приводят к заболеваниям.

Наиболее распространено загрязнение почв канцерогенами типа полициклических ароматических углеводородов. Основные источни­ки канцерогенных загрязнений — выхлопные газы двигателей тепло­возов, автомобилей, строительных машин, самолетов, а также выбро­сы котельных и промышленных предприятий. Загрязнение почв кан­церогенами отмечается на расстоянии до 5 км от дорог и источников выбросов утвержденные Минздравом СССР. При этом под предельно допустимым количеством загрязняющих почву веществ (ПДК) понимается массовая доля загрязняющего почву химического вещества (мгУкг), не вызывающая прямого или косвенного влияния (включая отдаленные последствия) на окружающую среду и здоровье человека. Одновремен­но с нормированием химических веществ в почве были разработаны теоретические и методологические основы нормирования количества пестицидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, органических соеди­нений и микроэлементов. Ниже показаны значения ПДК некоторых химических веществ в почве:

Номенклатура регламентированных ПДК химических веществ в почве составляет несколько десятков наименований. По степени вредности химические вещества при систематическом их поступлении в почву располагаются в такой последовательности: пестициды и их метаболиты, тяжелые металлы, микроэлементы, нефтепродукты, сернистые соединения, вещества органического синтеза и др. Кроме ПДК, в качестве оценочного применяется показатель ориентировочно допустимого количества загрязняющего почву химического вещества (ОДК), который определяется расчетным методом. Санитарная оцен­ка состояния почв проводится по специальным показателям. В каче­стве основного химического показателя принято санитарное чис­ло — частное от деления количества почвенного белкового азота в миллиграммах в 100 г абсолютно сухой почвы к количеству органи­ческого азота в тех же единицах. Показателем бактериального загряз­нения почвы служит титр кишечной палочки и титр одного из ана­эробов. Санитарно-гельминтологическим показателем почвы служит число яиц гельминтов в 1 кг почвы. Энтомологический показатель определяется по наличию личинок и куколок мух в 0,25 м2 поверхно­сти почвы.

Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий

Для земель единого государственного земельного фонда устанав­ливается номенклатура показателей санитарного состояния почв в со­ответствии с ГОСТ 17.4.2.01—81. Эта номенклатура показателей должна применяться при разработке нормативно-технической доку­ментации по охране почв от загрязнений, а также при контроле со­стояния почв.

Контроль за состоянием почв осуществляется по специальным ме­тодикам санитарными врачами, санитарно-эпидемиологическими стан­циями, а по химическим загрязнениям, вызывающим подкисление или подщелачивание почв, — агрохимическими лабораториями, санитар­но-эпидемиологическими станциями и органами охраны природы по методикам, приводимым во «Временных методических рекомендациях по контролю загрязнения почв». Методы анализа загрязнения почв следующие:

1.6.5. Нарушение и рекультивация земель

Нарушение земель происходит при изыскательских работах, добы­че и переработке ископаемых, при строительстве предприятий и дорог. Оно вызывает изменение почвенного покрова, гидрологического режи­ма, образование техногенного рельефа и другие качественные измене­ния. Нарушенные земли утрачивают свою первоначальную ценность, отрицательно влияя на окружающую среду.

При различных земляных работах верхние плодородные слои, со­держащие гумус, подлежат снятию и последующему использованию на малопригодных и рекультивируемых землях.

Глубина снятия плодородных слоев почв регламентируется ГОСТ 17.5.3.06—85. Нормы снятия плодородного слоя почв приве­дены ниже.

Нарушенные земли подлежат рекультивации, под которой понима­ется комплекс работ, направленных на восстановление их продуктив­ности и народнохозяйственной ценности, а также улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества.

Рекультивация — составная часть технологических процессов вос­становления нарушенных земель. На работы по рекультивации состав­ляется проект, при разработке которого учитывают природные условия района, расположение нарушенного участка, перспективы развития района, состояние земель на начало рекультивации, использование рекультивированных земель, выбор смешиваемых земель, силы, средства и время на рекультивацию, сроки использования рекультивированных земель, кроме того предусматривается охрана окружающей среды от пыли.

Важнейшим этапом рекультивации является землевание — комплекс работ по снятию, транспортировке и нанесению плодородного слоя почвы и потенциально-пригодных пород на рекультивируемые участки земли.

Основная характеристика землевания — величина наносимого на рекультивированную землю плодородного слоя, который определяется исходя из предназначения участка, особенностей природной зоны, экономических возможностей и др. Землевание может быть сплошным и выборочным, обычным и комбинированным.

Обычное землевание проводят в один прием без перемешивания основных и наносимых почв.

Комбинированное землевание осуществляют в два этапа: нанесе­ние плодородного слоя толщиной 10—15 см и перемешивание его с улучшаемой почвой или породой; повторное нанесение плодородно­го слоя почвы до запроектированной нормы.

1.6.6. Охрана земель и контроль за их использованием

Под охраной земель понимается комплекс организационно-хозяй­ственных, агрономических, технических, мелиоративных, экономиче­ских и правовых мероприятий по предотвращению и устранению про­цессов, ухудшающих состояние земель, а также случаев нарушения порядка пользования землей.

Охрана земель осуществляется на основе комплексного подхода к угодьям как к сложным экосистемам. Использование земель должно носить природоохранный ресурсосберегающий характер и предусмат­ривать сохранение плодородия почв.

Государственный контроль за использованием и охраной земель осуществляется:

— Комитетом по земельной реформе в центре и на местах, кото­рый контролирует соблюдение земельного законодательства, режимы использования земель, своевременность рекультивации нарушенных земель, своевременное и качественное выполнение мероприятий по улучшению земель, предупреждению эрозии, засоления, заболачивания земель, их возврат в землепользование;

— Государственным санитарно-эпидемиологическим надзором, ко­торый контролирует выполнение землепользователями санитарного за­конодательства, санитарных правил и норм захоронения в землю ток­сичных отходов, заражения земель свалками, бактериально-паразити­ческими и другими опасными организмами, загрязнения земель хими­ческими и радиоактивными веществами;

— местными органами архитектуры, строительства и жилищ-но-коммунального хозяйства, которые осуществляют контроль и не до­пускают самовольное строительство, соблюдают градостроительные требования при отводе земель, экологические требования и нормы при строительстве и реконструкции предприятий, контролируют загрязне­ния и захламление земель, а также рекультивацию и восстановление земель после завершения строительства;

— органами охраны природы, которые контролируют выполнение природоохранных требований при отводе земель в пользование, со­блюдение экологических правил и норм при реконструкции предпри­ятий, степень загрязнения земель сточными водами, выбросами, про­мышленными и бытовыми отходами, пестицидами, удобрениями.

Основными принципами рационального землепользования и сохра­нения плодородия почв, положенными в основу деятельности государ­ственных органов по управлению земельными ресурсами, являются: планирование и районирование земель с учетом экономических фон­дов землепользования; почвенно-мелиоративные работы по всей тер­ритории страны; контроль состояния и плодородия почв с целью свое­временного принятия мер по недопущению снижения плодородия почв; приоритетное внимание к повышению плодородия освоенных зе­мель за счет различных мелиоративных работ; освоение новых земель с учетом всех видов ресурсов и возмещения затрат на освоение земель в короткие сроки; 'научно обоснованное (с учетом влияния на окру­жающую среду) осушение земель; паспортизация всех земель и почв с разработкой планов повышения их плодородия; совершенствование системы управления землепользованием и охраной земель и создание стройной системы технологического и метрологического обеспечения; разработка в составе системы управления действенной системы кон­троля и информации о состоянии земель; введение системы правовой и экономической ответственности землепользователей за состояние и охрану почв.

Охрана земель осуществляется как государственными органами, предоставляющими землю в пользование, так и землепользователями, которые обязаны обеспечивать ее рациональное использование и опти­мальное взаимодействие с природными факторами.

Нарушители земельного законодательства привлекаются к админи­стративной и уголовной ответственности. Эти виды ответственности распространяются на следующие виды нарушений: сделки, нарушаю­щие государственную собственность на землю; самовольное занятие земельных участков, бесхозяйственное использование земель и их ис­пользование с целью извлечения нетрудовых доходов; невыполнение обязательств по улучшению земель и охране почв от ветровой и водной эрозии; несвоевременный возврат временно занимаемых земель; уничтожение межевых знаков; непринятие мер по борьбе с сорняками, невыполнение условий снятия и хранения плодородного слоя почв при строительстве и т. д.

Список использованной литературы:

1) «Экологические основы природопользования». Авторы: В.Г. Еремин, В.Г. Сафонов. М-2002 г.

2) «Экологические основы природопользования». Авторы Э.А. Арустамов, И.В. Леванова, Н.В. Баркалова, М-2000 г.

Технология работы медно-молибденового месторождения Шорское

Земельные ресурсы мира и России

Влияние различных предшественников на урожайность и качество зерна яровой пшеницы сорта "Селенга" за три года в Республике Бурятия

Продуктивность сортов подсолнечника в зависимости от способов и норм посева в условиях Новоузенского района Саратовской области

Формирование показателей качества яровой пшеницы в условиях Чулымо-Енисейской котловины

Изучение эффективности почвенных гербицидов при разных сроках внесения и влияния их на засоренность и урожайность посевов кукурузы в условиях Зауралья

Экосистемы основных ландшафтных зон

Фуркатный ячмень К-Ц в условиях северной лесостепи Челябинской области

Основные загрязнители почвы, кормов и продукции животноводства

Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

Безопасность жизнедеятельности

Влияние народного хозяйства на географическую оболочку

Агроэкологическая оценка загрязнения почвы кобальтом и разработка системы земледелия в СХП "Колос"

Физиология растений

Шпаргалка по экологическому праву

Экологическое право

Окультуривание пахотных земель

Физическая география СНГ (Азиатская часть)

Бурые лесные почвы