Anthropogene Einwirkung auf die Natur. Kursarbeit: Anthropogene Einwirkung auf die Biosphäre

Anthropogene Einwirkung auf die Biosphäre.

Anthropogene Auswirkungen werden als Aktivitäten im Zusammenhang mit der Umsetzung wirtschaftlicher, militärischer, Freizeit-, kultureller und anderer menschlicher Interessen verstanden, die physikalische, chemische, biologische und andere Veränderungen in die natürliche Umwelt einführen.

Der amerikanische Ökologe B. Commoner identifizierte fünf Haupttypen menschlicher Eingriffe in Umweltprozesse:

Vereinfachung des Ökosystems und Unterbrechung biologischer Kreisläufe (Landpflügen, Entwaldung usw.);

Die Konzentration von abgeführter Energie in Form von thermischer Verschmutzung;

Das Wachstum von Giftmüll;

Einführung in das Ökosystem neuer Arten;

Das Auftreten genetischer Veränderungen bei Pflanzen und Tieren.

Die Tiefe der Umweltfolgen des menschlichen Einflusses auf die Natur hängt von mehreren Variablen ab: Bevölkerung, Lebensstil und Umweltbewusstsein. Die allermeisten Einwirkungen sind zielgerichtet, d.h. bewusst von einer Person ausgeführt, um bestimmte Ziele zu erreichen. So werden laut WHO von mehr als 6 Millionen bekannten chemischen Verbindungen etwa 500.000 praktisch von Menschen in wirtschaftlichen Aktivitäten verwendet, davon haben etwa 40.000 für den Menschen schädliche Eigenschaften und 12.000 sind Giftstoffe.

Aber es gibt auch spontane (unfreiwillige) anthropogene Einwirkungen, die negative Folgen haben. Beispiel: die Überschwemmungsprozesse des Territoriums, die nach seiner Entwicklung auftreten; Exposition gegenüber Pestiziden und Düngemitteln, die in der Landwirtschaft verwendet werden.

Durch den menschlichen Einfluss auf die Bestandteile der Biosphäre wird die natürliche Umwelt destabilisiert. Zu den Hauptfaktoren der Destabilisierung gehören:

Wachstum des Verbrauchs natürlicher Ressourcen und deren Reduzierung;

Das Wachstum der Weltbevölkerung mit einer Verringerung der Wohnflächen;

Abbau der Hauptbestandteile der Biosphäre und Abnahme der Fähigkeit der Natur, sich selbst zu erhalten;

Klimawandel und Abbau der Ozonschicht der Erde;

Verringerung der biologischen Vielfalt.

Umweltverschmutzung ist der wichtigste und am weitesten verbreitete Faktor des menschlichen Einflusses auf die Biosphäre.

durch Verschmutzung bezeichnet den Eintrag in die Umwelt oder das Vorkommen von festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen, Mikroorganismen oder Energien (in Form von Geräuschen, Geräuschen, Strahlung) in der Umwelt in Mengen, die für die menschliche Gesundheit, Tiere, Pflanzen und Ökosysteme schädlich sind.

Umweltverschmutzung kann durch natürliche Ursachen entstehen (natürliche Verschmutzung ) oder unter dem Einfluss menschlicher Aktivität ( anthropogene Verschmutzung ).

Natürliche Schadstoffe können Staubstürme, Vulkanasche, Muren usw. sein.

Quellen der anthropogenen Verschmutzung, die für Populationen von Organismen, die Teil von Ökosystemen sind, am gefährlichsten sind, sind Industrieunternehmen (Chemie, Metallurgie, Zellstoff und Papier, Baumaterialien usw.), Wärmeenergietechnik, Transport, landwirtschaftliche Produktion und andere Technologien. Unter dem Einfluss der Urbanisierung sind die Gebiete von Großstädten und Industrieagglomerationen am stärksten verschmutzt.

Nach den Verschmutzungsobjekten unterscheidet man Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser, Verschmutzung der atmosphärischen Luft, Verschmutzung des Bodens etc. In den letzten Jahren sind auch die mit der Verschmutzung des erdnahen Weltraums verbundenen Probleme aktuell geworden.

Je nach Art der Verschmutzung chemisch (Schwermetalle, Tenside, Pestizide etc.) , körperlich (thermisch, Rauschen, elektromagnetisch usw.) und biologisch ( Krankheitserreger, gentechnische Produkte usw.) Umweltverschmutzung.

Gleichzeitig wird die chemische Verschmutzung in primäre und sekundäre Verschmutzung unterteilt. Primäre Verschmutzung - dies sind die Schadstoffe, die aus landgestützten Emissionsquellen (natürlich oder anthropogen) in die Umwelt gelangen. Sekundäre Verschmutzung ist das Ergebnis physikalischer und chemischer Umwandlungen der Primärverschmutzung in der natürlichen Umwelt.

In Bezug auf Umfang und Verteilung kann die Verschmutzung sein lokal ( lokal), regional und global.

Eine der Verschmutzungsklassifikationen, die auf einem systematischen Ansatz basiert, wurde von G. V. Stadnitsky und A. I. Rodionov (1988) vorgenommen. Unter Umweltverschmutzung verstehen die Autoren alle unerwünschten anthropogenen Veränderungen für Ökosysteme und unterteilen sie in

- Zutat (mineralische und organische) Verschmutzung als eine Reihe von Stoffen, die natürlichen Biogeozänosen fremd sind (z. B. häusliches Abwasser, Pestizide, Verbrennungsprodukte in Verbrennungsmotoren usw.);

- parametrisch Umweltverschmutzung im Zusammenhang mit Änderungen der qualitativen Parameter der Umgebung (Wärme, Lärm, Strahlung, elektromagnetisch);

- biozönotisch Verschmutzung, die eine Störung der Zusammensetzung und Struktur von Populationen lebender Organismen verursacht (Überfischung, gezielte Einführung und Akklimatisierung von Arten usw.);

- stationär-zerstörerisch Umweltverschmutzung (Station - Lebensraum der Bevölkerung, Zerstörung - Zerstörung) im Zusammenhang mit der Verletzung und Transformation von Landschaften und Ökosystemen im Rahmen des Naturmanagements (Regulierung von Wasserläufen, Urbanisierung, Entwaldung usw.).

Bei der Untersuchung von Umweltbelastungen müssen Art und Quelle der Belastung und die daraus resultierenden Umweltfolgen berücksichtigt werden.

BILDUNGSMINISTERIUM DER RUSSISCHEN FÖDERATION

STAATLICHE BILDUNGSEINRICHTUNG

HOCHSCHULBILDUNG

"KUZBAS STAATLICHE TECHNISCHE UNIVERSITÄT"

Institut für Chemische Technologie fester Brennstoffe und Ökologie

PRÜFUNG

Durch Disziplin

"Ökologie"

Abgeschlossen von: Gruppenschüler

OPz-08 Wassiljew S. S.

Geprüft:

Kemerowo, 2009

Einführung

2.1 Luftverschmutzung

2.2 Bodenverschmutzung

2.3 Verschmutzung natürlicher Gewässer

Fazit

Gebrauchte Bücher

Einführung

Der Mensch hat die Umwelt schon immer hauptsächlich als Ressourcenquelle genutzt, aber seine Aktivitäten hatten lange Zeit keine spürbaren Auswirkungen auf die Biosphäre. Erst Ende des letzten Jahrhunderts rückten Veränderungen der Biosphäre unter dem Einfluss wirtschaftlicher Aktivitäten in den Fokus der Wissenschaft. In der ersten Hälfte des Jahrhunderts haben diese Veränderungen zugenommen und treffen nun wie eine Lawine auf die menschliche Zivilisation. In dem Bemühen, seine Lebensbedingungen zu verbessern, erhöht ein Mensch ständig das Tempo der materiellen Produktion, ohne über die Folgen nachzudenken. Bei diesem Ansatz werden der Natur die meisten Ressourcen in Form von Abfällen wieder zugeführt, die oft giftig oder für die Entsorgung ungeeignet sind. Dies bedroht die Existenz der Biosphäre und des Menschen selbst. Der Zweck des Abstracts besteht darin, Folgendes hervorzuheben: den aktuellen Zustand der natürlichen Umwelt; die Hauptquellen der Verschmutzung der Biosphäre charakterisieren; Wege finden, die Umwelt vor Verschmutzung zu schützen.

1. Aktueller Zustand der natürlichen Umwelt

Betrachten wir einige Merkmale des aktuellen Zustands der Biosphäre und der darin ablaufenden Prozesse.

Die globalen Prozesse der Bildung und Bewegung lebender Materie in der Biosphäre sind verbunden und begleitet von der Zirkulation riesiger Massen von Materie und Energie. Im Gegensatz zu rein geologischen Prozessen haben biogeochemische Kreisläufe mit lebender Materie eine viel höhere Intensität, Geschwindigkeit und Menge an am Kreislauf beteiligter Materie.

Mit dem Aufkommen und der Entwicklung der Menschheit hat sich der Evolutionsprozess merklich verändert. In den frühen Stadien der Zivilisation führten das Abholzen und Abbrennen von Wäldern für die Landwirtschaft, die Beweidung, den Fischfang und die Jagd auf Wildtiere, Kriege zur Verwüstung ganzer Landstriche, zur Zerstörung von Pflanzengemeinschaften und zur Ausrottung bestimmter Tierarten. Mit der Entwicklung der Zivilisation, insbesondere der rasanten nach der industriellen Revolution des ausgehenden Mittelalters, ergriff die Menschheit eine immer größere Macht, eine immer größere Fähigkeit, riesige Massen von Materie einzubeziehen und zu nutzen, um ihre wachsenden Bedürfnisse zu befriedigen - sowohl organische, lebende, und mineralisch, inert.

Das Bevölkerungswachstum und die zunehmende Entwicklung von Landwirtschaft, Industrie, Bauwesen und Verkehr verursachten eine massive Entwaldung in Europa und Nordamerika. Viehbeweidung in großem Umfang führte zum Absterben von Wäldern und Grasbedeckungen, zur Erosion (Zerstörung) der Bodenschicht (Zentralasien, Nordafrika, Südeuropa und USA). Ausgerottete Dutzende von Tierarten in Europa, Amerika, Afrika.

Wissenschaftler vermuten, dass die Bodenverarmung auf dem Territorium des alten mittelamerikanischen Maya-Staates infolge von Brandrodung einer der Gründe für den Tod dieser hochentwickelten Zivilisation war. In ähnlicher Weise verschwanden im antiken Griechenland riesige Wälder durch Abholzung und übermäßige Beweidung. Diese verstärkte Bodenerosion und führte zur Zerstörung der Bodenbedeckung an vielen Berghängen, verstärkte die Trockenheit des Klimas und verschlechterte die landwirtschaftlichen Bedingungen.

Der Bau und Betrieb von Industrieunternehmen und der Bergbau haben zu schweren Verletzungen der Naturlandschaften, Verschmutzung von Boden, Wasser und Luft mit verschiedenen Abfällen geführt.

Wirkliche Verschiebungen in biosphärischen Prozessen begannen im 20. Jahrhundert als Ergebnis einer weiteren industriellen Revolution. Die rasante Entwicklung von Energie, Technik, Chemie und Verkehr hat dazu geführt, dass die menschliche Aktivität im Umfang mit den natürlichen Energie- und Stoffprozessen in der Biosphäre vergleichbar geworden ist. Die Intensität des Verbrauchs von Energie und stofflichen Ressourcen durch die Menschheit wächst proportional zur Bevölkerungszahl und übertrifft sogar deren Wachstum.

Akademiker V. I. Vernadsky warnte vor den möglichen Folgen des zunehmenden menschlichen Eingriffs in die Natur und schrieb vor einem halben Jahrhundert: „Der Mensch wird zu einer geologischen Kraft, die das Antlitz der Erde verändern kann.“ Diese Warnung war prophetisch gerechtfertigt. Die Folgen anthropogener (menschgemachter) Aktivitäten manifestieren sich in der Erschöpfung natürlicher Ressourcen, der Verschmutzung der Biosphäre durch Produktionsabfälle, der Zerstörung natürlicher Ökosysteme, der Veränderung der Struktur der Erdoberfläche und dem Klimawandel.Anthropogene Einflüsse führen zu Störungen fast aller natürlichen biogeochemischen Kreisläufe.

Durch die Verbrennung verschiedener Brennstoffe werden jährlich etwa 20 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre emittiert und eine entsprechende Menge Sauerstoff aufgenommen. Der natürliche Vorrat an CO2 in der Atmosphäre beträgt etwa 50.000 Milliarden Tonnen, dieser Wert schwankt und hängt insbesondere von der vulkanischen Aktivität ab. Die anthropogenen Emissionen von Kohlendioxid übersteigen jedoch die natürlichen und machen derzeit einen großen Teil ihrer Gesamtmenge aus. Eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, begleitet von einer Erhöhung der Aerosolmenge (feine Staubpartikel, Ruß, Suspensionen von Lösungen einiger chemischer Verbindungen), kann zu spürbaren Klimaveränderungen und dementsprechend zu Störungen führen der über Jahrmillionen entstandenen Gleichgewichtsverhältnisse in der Biosphäre.

Das Ergebnis einer Verletzung der Transparenz der Atmosphäre und folglich des Wärmehaushalts kann das Auftreten eines "Treibhauseffekts" sein, dh eine Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Atmosphäre um mehrere Grad. Dies kann das Abschmelzen von Gletschern in den Polarregionen, einen Anstieg des Weltozeanspiegels, eine Änderung seines Salzgehalts, seiner Temperatur, globale Klimastörungen, Überschwemmungen des Küstentieflandes und viele andere nachteilige Folgen verursachen.

Die Freisetzung von Industriegasen in die Atmosphäre, darunter Verbindungen wie Kohlenmonoxid CO (Kohlenmonoxid), Stickoxide, Schwefel, Ammoniak und andere Schadstoffe, führt zur Hemmung der Lebenstätigkeit von Pflanzen und Tieren, zu Stoffwechselstörungen, Vergiftungen und zum Tod lebender Organismen.

Unkontrollierter Einfluss auf das Klima in Kombination mit irrationaler Landwirtschaft kann zu einer erheblichen Abnahme der Bodenfruchtbarkeit und großen Schwankungen der Ernteerträge führen. Laut UN-Experten haben die Schwankungen in der landwirtschaftlichen Produktion in den letzten Jahren 1 % überschritten. Aber ein Rückgang der Nahrungsmittelproduktion um nur 1 % kann zum Hungertod von zig Millionen Menschen führen.

Die katastrophale Reduzierung der Wälder auf unserem Planeten, irrationale Abholzungen und Brände haben dazu geführt, dass sie vielerorts, einst vollständig mit Wäldern bedeckt, nur noch auf 10-30% des Territoriums überlebt haben. Die Fläche der Tropenwälder in Afrika ist um 70 % zurückgegangen, in Südamerika um 60 %, in China sind nur noch 8 % des Territoriums mit Wald bedeckt.

1.1 Umweltverschmutzung

Das Auftreten neuer Bestandteile in der natürlichen Umwelt, verursacht durch menschliche Aktivitäten oder grandiose Naturphänomene (z. B. vulkanische Aktivität), wird durch den Begriff Umweltverschmutzung gekennzeichnet.Im Allgemeinen ist Umweltverschmutzung das Vorhandensein schädlicher Substanzen in der Umwelt, die die Umwelt stören das Funktionieren ökologischer Systeme oder ihrer einzelnen Elemente und verringern die Qualität der Umwelt in Bezug auf menschliche Besiedlung oder wirtschaftliche Aktivität. Dieser Begriff bezeichnet alle Körper, Substanzen, Phänomene, Prozesse, die an einem bestimmten Ort, aber nicht zu der Zeit und nicht in der für die Natur natürlichen Menge in der Umwelt auftreten und deren Systeme aus dem Gleichgewicht bringen können.

Die Umweltauswirkungen von Schadstoffen können sich auf unterschiedliche Weise manifestieren; Es kann entweder einzelne Organismen (manifestiert auf der Ebene der Organismen) oder Populationen, Biozönosen, Ökosysteme und sogar die Biosphäre als Ganzes betreffen.

Auf organismischer Ebene kann es zu einer Verletzung einzelner physiologischer Funktionen von Organismen, einer Änderung ihres Verhaltens, einer Abnahme der Wachstums- und Entwicklungsrate und einer Abnahme der Resistenz gegen die Auswirkungen anderer nachteiliger Umweltfaktoren kommen.

Auf der Ebene von Populationen kann die Verschmutzung Veränderungen in ihrer Anzahl und Biomasse, Fruchtbarkeit, Sterblichkeit, strukturellen Veränderungen, jährlichen Migrationszyklen und einer Reihe anderer funktioneller Eigenschaften verursachen.

Auf biozönotischer Ebene beeinflusst die Verschmutzung die Struktur und Funktionen von Gemeinschaften. Dieselben Schadstoffe wirken sich auf verschiedene Komponenten von Gemeinschaften auf unterschiedliche Weise aus. Dementsprechend ändern sich die Mengenverhältnisse in der Biozönose bis hin zum vollständigen Verschwinden einiger Formen und dem Auftreten anderer. Die räumliche Struktur der Gemeinschaften verändert sich, die Ketten der Zersetzung (Detrit) beginnen über Weiden, Absterben - über die Produktion zu herrschen. Letztendlich kommt es zu einer Degradation von Ökosystemen, ihrer Verschlechterung als Bestandteil der menschlichen Umwelt, einer Abnahme der positiven Rolle bei der Bildung der Biosphäre und einer wirtschaftlichen Abwertung.

Es gibt natürliche und anthropogene Verschmutzungen.Natürliche Verschmutzungen entstehen durch natürliche Ursachen - Vulkanausbrüche, Erdbeben, katastrophale Überschwemmungen und Brände. Anthropogene Verschmutzung ist das Ergebnis menschlicher Aktivitäten.

Derzeit übersteigt die Gesamtkapazität der anthropogenen Verschmutzungsquellen in vielen Fällen die Kapazität der natürlichen.So emittieren natürliche Stickoxidquellen 30 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr und anthropogene - 35-50 Millionen Tonnen; Schwefeldioxid, etwa 30 Millionen Tonnen bzw. mehr als 150 Millionen Tonnen.Durch menschliche Aktivitäten gelangt Blei fast zehnmal mehr in die Biosphäre als bei der natürlichen Verschmutzung.

Schadstoffe, die durch menschliche Aktivitäten entstehen, und ihre Auswirkungen auf die Umwelt sind sehr vielfältig, dazu gehören: Verbindungen von Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Schwermetalle, verschiedene organische Substanzen, künstlich hergestellte Materialien, radioaktive Elemente und vieles mehr.

So gelangen laut Experten jedes Jahr etwa 10 Millionen Tonnen Öl in den Ozean. Öl auf Wasser bildet einen dünnen Film, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Luft verhindert. Öl setzt sich am Boden ab und gelangt in Bodensedimente, wo es die natürlichen Lebensprozesse von Bodentieren und Mikroorganismen stört. Neben Erdöl werden in erheblichem Umfang Haushalts- und Industrieabwässer in die Meere eingeleitet, die insbesondere gefährliche Schadstoffe wie Blei, Quecksilber und Arsen enthalten, die stark toxisch wirken. Hintergrundkonzentrationen solcher Substanzen wurden vielerorts bereits dutzendfach überschritten.

Jeder Schadstoff hat eine bestimmte negative Auswirkung auf die Natur, daher muss sein Eintrag in die Umwelt streng kontrolliert werden. Die Gesetzgebung legt für jeden Schadstoff die maximal zulässige Einleitung (MPD) und die maximal zulässige Konzentration (MPC) in der natürlichen Umwelt fest.

Maximum Allowable Discharge (MPD) ist die Masse eines Schadstoffs, die von einzelnen Quellen pro Zeiteinheit emittiert wird und deren Überschreiten zu negativen Auswirkungen auf die Umwelt führt oder die menschliche Gesundheit gefährdet. Unter der maximal zulässigen Konzentration (MAK) wird die Menge eines Schadstoffes in der Umwelt verstanden, die die Gesundheit des Menschen oder seiner Nachkommen nicht durch dauerhaften oder vorübergehenden Kontakt mit ihm beeinträchtigt. Derzeit wird bei der Bestimmung von MPC nicht nur der Grad des Einflusses von Schadstoffen auf die menschliche Gesundheit berücksichtigt, sondern auch ihre Auswirkungen auf Tiere, Pflanzen, Pilze, Mikroorganismen sowie auf die natürliche Lebensgemeinschaft insgesamt.

Spezielle Umweltüberwachungsdienste (Überwachungsdienste) überwachen die Einhaltung der festgelegten Standards für MPCs und MPCs für Schadstoffe. Solche Dienste wurden in allen Regionen des Landes eingerichtet. Ihre Rolle ist besonders wichtig in Großstädten, in der Nähe von Chemieanlagen, Kernkraftwerken und anderen Industrieanlagen. Überwachungsdienste haben das Recht, die gesetzlich vorgesehenen Maßnahmen bis hin zur Einstellung der Produktion und jeglicher Arbeiten anzuwenden, wenn Umweltschutzstandards verletzt werden.

Neben Umweltbelastungen äußern sich anthropogene Einflüsse in der Erschöpfung der natürlichen Ressourcen der Biosphäre. Die enorme Nutzung natürlicher Ressourcen hat in einigen Regionen (z. B. in den Kohlebecken) zu einer erheblichen Veränderung der Landschaft geführt. Verwendete der Mensch zu Beginn der Zivilisation nur etwa 20 chemische Elemente für seinen Bedarf, flossen zu Beginn des XX 60. heute mehr als 100 zu – fast das gesamte Periodensystem.Jährlich werden etwa 100 Milliarden Tonnen Erz, Brennstoff, Mineraldünger werden abgebaut (der Geosphäre entnommen).

Die schnell wachsende Nachfrage nach Brennstoffen, Metallen, Mineralien und deren Gewinnung führte zur Erschöpfung dieser Ressourcen. So werden Experten zufolge bei Beibehaltung der derzeitigen Produktions- und Verbrauchsraten die erkundeten Ölreserven in 30 Jahren erschöpft sein, Gas - in 50 Jahren, Kohle - in 200. Eine ähnliche Situation hat sich nicht nur mit Energieressourcen entwickelt, sondern auch mit Metalle (Erschöpfung der Aluminiumreserven wird in 500-600 Jahren erwartet, Eisen - 250 Jahre, Zink - 25 Jahre, Blei - 20 Jahre) und Bodenschätze wie Asbest, Glimmer, Graphit, Schwefel.

Dies ist ein alles andere als vollständiges Bild der gegenwärtigen ökologischen Situation auf unserem Planeten. Auch einzelne Erfolge im Umweltschutz können den allgemeinen Verlauf des Prozesses der schädlichen Beeinflussung des Zustandes der Biosphäre nicht merklich verändern.

2. Atmosphäre - die äußere Hülle der Biosphäre

2.1 Luftverschmutzung

Verschiedene negative Veränderungen in der Erdatmosphäre sind hauptsächlich mit Änderungen in der Konzentration von Nebenbestandteilen der atmosphärischen Luft verbunden.

Es gibt zwei Hauptquellen der Luftverschmutzung: natürliche und anthropogene.

Die natürliche Quelle sind Vulkane, Staubstürme, Verwitterung, Waldbrände, Zersetzungsprozesse von Pflanzen und Tieren.

Zu den wichtigsten anthropogenen Luftverschmutzungsquellen gehören Unternehmen des Kraftstoff- und Energiekomplexes, des Verkehrs und verschiedene Maschinenbauunternehmen.

Neben gasförmigen Schadstoffen gelangt eine große Menge Feinstaub in die Atmosphäre. Dies sind Staub, Ruß und Ruß. Eine große Gefahr ist die Belastung der natürlichen Umwelt mit Schwermetallen. Blei, Cadmium, Quecksilber, Kupfer, Nickel, Zink, Chrom, Vanadium sind in Industriezentren zu fast konstanten Bestandteilen der Luft geworden. Die Luftverschmutzung durch Blei ist ein besonders akutes Problem.

Die globale Luftverschmutzung beeinträchtigt den Zustand natürlicher Ökosysteme, insbesondere der grünen Hülle unseres Planeten.Einer der offensichtlichsten Indikatoren für den Zustand der Biosphäre sind die Wälder und ihr Wohlergehen.

Saure Regenfälle, die hauptsächlich durch Schwefeldioxid und Stickoxide verursacht werden, schaden den Waldbiozönosen stark. Es wurde festgestellt, dass Nadelbäume stärker unter saurem Regen leiden als Laubbäume.

Nur auf dem Territorium unseres Landes hat die Gesamtfläche der von Industrieemissionen betroffenen Wälder 1 Million Hektar erreicht. Ein wesentlicher Faktor für die Waldzerstörung der letzten Jahre ist die Umweltbelastung mit Radionukliden. So waren infolge des Unfalls im Kernkraftwerk Tschernobyl 2,1 Millionen Hektar Wald betroffen.

Besonders stark betroffen sind Grünflächen in Industriestädten, deren Atmosphäre sehr schadstoffhaltig ist.

Das Luftumweltproblem des Ozonabbaus, einschließlich des Auftretens von Ozonlöchern über der Antarktis und der Arktis, ist mit dem übermäßigen Einsatz von Freonen in der Produktion und im Alltag verbunden.

2.2 Bodenverschmutzung

Unter normalen natürlichen Bedingungen sind alle im Boden ablaufenden Prozesse im Gleichgewicht. Aber oft ist eine Person für die Verletzung des Gleichgewichtszustands des Bodens verantwortlich. Als Folge der Entwicklung der menschlichen Wirtschaftstätigkeit kommt es zu Umweltverschmutzung, einer Veränderung der Bodenzusammensetzung und sogar zu ihrer Zerstörung. Derzeit kommt auf jeden Einwohner unseres Planeten weniger als ein Hektar Ackerland. Und diese unbedeutenden Bereiche schrumpfen aufgrund unfähiger menschlicher Aktivitäten weiter.

Riesige Flächen fruchtbaren Bodens werden im Bergbau, beim Bau von Unternehmen und Städten zerstört. Die Zerstörung von Wäldern und natürlicher Grasbedeckung, wiederholtes Pflügen des Landes ohne Einhaltung der Regeln der Landtechnik führt zu Bodenerosion - der Zerstörung und Abschwemmung der fruchtbaren Schicht durch Wasser und Wind (Abb. 58). Erosion ist mittlerweile zu einem weltweiten Übel geworden. Es wird geschätzt, dass allein im letzten Jahrhundert durch Wasser- und Winderosion 2 Milliarden haplofere Flächen mit aktiver landwirtschaftlicher Nutzung auf dem Planeten verloren gegangen sind.

Eine der Folgen der Intensivierung der menschlichen Produktionstätigkeit ist die starke Verschmutzung der Bodenbedeckung. Die wichtigsten Bodenschadstoffe sind Metalle und ihre Verbindungen, radioaktive Elemente sowie in der Landwirtschaft verwendete Düngemittel und Pestizide.

Quecksilber und seine Verbindungen gehören zu den gefährlichsten Bodenschadstoffen. Quecksilber gelangt mit Pestiziden, Industrieabfällen, die metallisches Quecksilber und seine verschiedenen Verbindungen enthalten, in die Umwelt.

Noch weiter verbreitet und gefährlicher ist die Belastung der Böden mit Blei. Es ist bekannt, dass beim Schmelzen von einer Tonne Blei bis zu 25 kg Blei mit Abfällen in die Umwelt freigesetzt werden. Bleiverbindungen werden als Benzinzusätze verwendet, daher sind Kraftfahrzeuge eine ernsthafte Quelle der Bleiverschmutzung. Besonders viel Blei in den Böden entlang der Hauptverkehrsstraßen.

In der Nähe großer Zentren der Eisen- und Nichteisenmetallurgie sind Böden mit Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Nickel, Aluminium und anderen Metallen verseucht. An vielen Orten ist ihre Konzentration zehnmal höher als die MPC.

Radioaktive Elemente können durch Niederschläge von Atomexplosionen oder bei der Entfernung flüssiger und fester Abfälle aus Industrieunternehmen, Kernkraftwerken oder Forschungseinrichtungen, die mit der Erforschung und Nutzung der Atomenergie verbunden sind, in den Boden gelangen und sich darin anreichern. Radioaktive Substanzen aus Böden gelangen in Pflanzen, dann in tierische und menschliche Organismen, reichern sich in ihnen an.

Die moderne Landwirtschaft, die in großem Umfang Düngemittel und verschiedene Chemikalien zur Bekämpfung von Schädlingen, Unkräutern und Pflanzenkrankheiten einsetzt, hat einen erheblichen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung von Böden. Derzeit ist die Menge der am Kreislauf beteiligten Stoffe im Prozess der landwirtschaftlichen Tätigkeit ungefähr gleich groß wie im Prozess der industriellen Produktion. Gleichzeitig nehmen die Produktion und der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden in der Landwirtschaft von Jahr zu Jahr zu. Unsachgemäßer und unkontrollierter Einsatz führt zu Störungen der Stoffkreisläufe in der Biosphäre.

Besonders gefährlich sind persistente organische Verbindungen, die als Pestizide verwendet werden. Sie reichern sich im Boden, Eingang, Bodensedimenten von Stauseen an. Aber am wichtigsten ist, dass sie in ökologische Nahrungsketten eingebunden sind, von Boden und Wasser zu Pflanzen, dann zu Tieren gelangen und schließlich mit der Nahrung in den menschlichen Körper gelangen.

2.3 Verschmutzung natürlicher Gewässer

Unter Verschmutzung von Gewässern versteht man die Minderung ihrer biosphärischen Funktionen und wirtschaftlichen Bedeutung durch den Eintrag von Schadstoffen in sie.

Einer der Hauptwasserschadstoffe sind Öl und Ölprodukte. Öl kann durch seine natürlichen Abflüsse in den Vorkommensgebieten ins Wasser gelangen. Die Hauptquellen der Umweltverschmutzung sind jedoch mit menschlichen Aktivitäten verbunden: Ölförderung, Transport, Verarbeitung und Verwendung von Öl als Brennstoff und industrielle Rohstoffe.

Andere Schadstoffe sind Metalle (z. B. Quecksilber, Blei, Zink, Kupfer, Chrom, Zinn, Mangan), radioaktive Elemente, Pestizide aus landwirtschaftlichen Feldern und Abwässer aus Viehbetrieben. Eine geringe Gefahr für die aquatische Umwelt durch Metalle sind Quecksilber, Blei und ihre Verbindungen.

Die erweiterte Produktion (ohne Aufbereitungsanlagen) und der Einsatz von Pestiziden auf den Feldern führen zu einer starken Belastung der Gewässer mit Schadstoffen. Die Verschmutzung der aquatischen Umwelt erfolgt durch die direkte Einführung von Pestiziden während der Behandlung von Gewässern zur Schädlingsbekämpfung, durch den Eintritt von Gewässern, die von der Oberfläche behandelter landwirtschaftlicher Flächen fließen, wenn Abfälle von Produktionsunternehmen in Gewässer eingeleitet werden sowie durch Verluste bei Transport, Lagerung und teilweise bei Niederschlägen.

Neben Pestiziden enthalten landwirtschaftliche Abwässer eine beträchtliche Menge an Düngemittelrückständen (Stickstoff, Phosphor, Kalium), die auf die Felder ausgebracht werden. Darüber hinaus gelangen große Mengen an organischen Stickstoff- und Phosphorverbindungen in die Abwässer von Viehzuchtbetrieben sowie in die Abwässer. Eine Erhöhung der Nährstoffkonzentration im Boden führt zu einer Verletzung des biologischen Gleichgewichts im Reservoir.

In einem solchen Reservoir nimmt die Anzahl der mikroskopisch kleinen Algen zunächst stark zu. Mit zunehmendem Nahrungsangebot nimmt die Zahl der Krebstiere, Fische und anderer Wasserorganismen zu. Dann gibt es den Tod einer großen Anzahl von Organismen. Es führt zum Verbrauch aller im Wasser enthaltenen Sauerstoffreserven und zur Anreicherung von Schwefelwasserstoff. Die Situation im Wasser ändert sich so sehr, dass es für die Existenz jeglicher Organismenformen ungeeignet wird. Das Reservoir "stirbt" allmählich.

Eine der Arten der Wasserverschmutzung ist die thermische Verschmutzung. Kraftwerke, Industrieunternehmen leiten häufig erhitztes Wasser in ein Reservoir. Dies führt zu einer Erhöhung der Temperatur des darin enthaltenen Wassers. Mit steigender Temperatur im Reservoir nimmt die Sauerstoffmenge ab, die Toxizität von Verunreinigungen im Wasser steigt und das biologische Gleichgewicht wird gestört.

In verschmutztem Wasser beginnen sich mit steigender Temperatur krankheitserregende Mikroorganismen und Viren schnell zu vermehren. Sobald sie in Trinkwasser gelangen, können sie Ausbrüche verschiedener Krankheiten verursachen.

In einigen Regionen war das Grundwasser eine wichtige Süßwasserquelle. Früher galten sie als die reinsten. Gegenwärtig werden jedoch auch viele Grundwasserquellen durch menschliche Aktivitäten verschmutzt. Oft ist diese Verschmutzung so groß, dass das Wasser daraus ungenießbar geworden ist.

Die Menschheit verbraucht eine riesige Menge an Süßwasser für ihren Bedarf. Seine Hauptverbraucher sind Industrie und Landwirtschaft. Die wasserintensivsten Industrien sind Bergbau, Stahl, Chemie, Petrochemie, Zellstoff und Papier sowie Lebensmittel. Nanih verschwendet bis zu 70 % des gesamten in der Industrie verwendeten Wassers. Der Hauptverbraucher von Frischwasser ist die Landwirtschaft: 60-80 % des gesamten Frischwassers wird für ihren Bedarf verwendet.

Schon heute leiden nicht nur die Gebiete, denen die Natur die Wasserressourcen entzogen hat, unter einem Mangel an Frischwasser, sondern auch in vielen Regionen, die bis vor kurzem in dieser Hinsicht als wohlhabend galten. Derzeit wird der Bedarf an Frischwasser von 20 % der städtischen und 75 % der ländlichen Bevölkerung des Planeten nicht gedeckt.

Auch große Flüsse (zB Wolga, Don, Dnjepr) sind durch Eingriffe des Menschen in natürliche Prozesse in Richtung einer Verringerung des Volumens der transportierten Wassermassen (Flussabfluss) verändert worden. Der größte Teil des in der Landwirtschaft verwendeten Wassers wird für die Verdunstung und die Bildung pflanzlicher Biomasse aufgewendet und daher nicht in die Flüsse zurückgeführt. Bereits jetzt ist in den am dichtesten besiedelten Gebieten des Landes der Flussfluss um 8% und in Flüssen wie Don, Terek, Ural um 11-20% zurückgegangen. Sehr dramatisch ist das Schicksal des Aralsees, der durch die übermäßige Entnahme des Wassers der Flüsse Syr Darya und Amu Darya zur Bewässerung eigentlich aufgehört hat zu existieren.

Die begrenzte Frischwasserversorgung wird durch Verschmutzung weiter reduziert. Abwasser (Industrie, Landwirtschaft und Haushalte) stellt die Hauptgefahr dar, da ein erheblicher Teil des verbrauchten Wassers in Form von Abwasser in Wasserbecken zurückgeführt wird.

3. Strahlungs- und Umweltprobleme in der Biosphäre

Strahlenbelastung haben einen signifikanten Unterschied zu anderen. Radioaktive Nuklide sind die Kerne instabiler chemischer Elemente, die geladene Teilchen und kurzwellige elektromagnetische Strahlung aussenden.Diese Teilchen und Strahlung zerstören Zellen, wenn sie in den menschlichen Körper eindringen, wodurch verschiedene Krankheiten, einschließlich Strahlung, auftreten können.

Überall in der Biosphäre gibt es natürliche Radioaktivitätsquellen, und der Mensch war, wie alle lebenden Organismen, schon immer der natürlichen Strahlung ausgesetzt. Die äußere Belastung erfolgt durch Strahlung kosmischen Ursprungs und radioaktive Nuklide in der Umwelt. Eine innere Belastung entsteht durch radioaktive Elemente, die mit Luft, Wasser und Nahrung in den menschlichen Körper gelangen.

Um die Auswirkungen von Strahlung auf eine Person zu quantifizieren, werden Einheiten verwendet - das biologische Äquivalent eines Röntgens (rem) oder eines Sieverts (Sv): 1 Sv \u003d 100 rem. Da radioaktive Strahlung schwerwiegende Veränderungen im Körper hervorrufen kann, muss jeder Mensch die zulässigen Dosen kennen.

Als Folge der inneren und äußeren Exposition erhält eine Person eine durchschnittliche Dosis von 0,1 Rem pro Jahr und folglich ungefähr 7 Rem während seines ganzen Lebens. In diesen Dosen schadet die Strahlung einem Menschen nicht. Es gibt jedoch Gebiete, in denen die Jahresdosis überdurchschnittlich hoch ist. So können beispielsweise Menschen, die in Hochgebirgsregionen leben, durch die Höhenstrahlung eine um ein Vielfaches höhere Dosis erhalten. Große Strahlendosen können in Gebieten auftreten, in denen der Gehalt an natürlichen radioaktiven Quellen hoch ist. In Brasilien (200 km von Sao Paulo) gibt es beispielsweise einen Hügel, auf dem die jährliche Dosis 25 rem beträgt. Dieses Gebiet ist unbewohnt.

Die größte Gefahr ist die radioaktive Kontamination der Biosphäre durch menschliche Aktivitäten. Gegenwärtig werden radioaktive Elemente in großem Umfang auf verschiedenen Gebieten verwendet.Nachlässigkeit bei der Lagerung und dem Transport dieser Elemente führt zu ernsthafter radioaktiver Kontamination. Die radioaktive Kontamination der Biosphäre wird beispielsweise mit der Erprobung von Atomwaffen in Verbindung gebracht.

In der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts wurden Kernkraftwerke, Eisbrecher und U-Boote mit Atomantrieb in Betrieb genommen. Während des normalen Betriebs kerntechnischer Anlagen und der Industrie macht die Umweltbelastung mit radioaktiven Nukliden einen unbedeutenden Bruchteil der natürlichen Hintergrundbelastung aus. Anders verhält es sich bei Unfällen in kerntechnischen Anlagen.

Gegenwärtig wird das Problem der Lagerung und Aufbewahrung radioaktiver Abfälle aus der Militärindustrie und Kernkraftwerken immer akuter. Von Jahr zu Jahr stellen sie eine zunehmende Gefahr für die Umwelt dar. Somit hat die Nutzung der Kernenergie die Menschheit vor neue ernsthafte Probleme gestellt.

Die menschliche Wirtschaftstätigkeit, die einen zunehmend globalen Charakter annimmt, beginnt, einen sehr spürbaren Einfluss auf die Prozesse zu haben, die in der Biosphäre stattfinden. Sie haben bereits einige Ergebnisse menschlicher Aktivitäten und deren Auswirkungen auf die Biosphäre kennengelernt. Glücklicherweise ist die Biosphäre bis zu einem gewissen Grad zur Selbstregulierung fähig, was es ermöglicht, die negativen Folgen menschlicher Aktivitäten zu minimieren. Aber es gibt eine Grenze, wenn die Biosphäre nicht mehr in der Lage ist, das Gleichgewicht zu halten. Es beginnen irreversible Prozesse, die zu ökologischen Katastrophen führen. Die Menschheit ist ihnen bereits in einer Reihe von Regionen des Planeten begegnet.

Die Menschheit hat den Verlauf einer Reihe von Prozessen in der Biosphäre, einschließlich des biochemischen Kreislaufs und der Migration einer Reihe von Elementen, erheblich verändert. Gegenwärtig findet, wenn auch langsam, eine qualitative und quantitative Umstrukturierung der gesamten Biosphäre des Planeten statt. Eine Reihe der komplexesten Umweltprobleme der Biosphäre sind bereits entstanden, die in naher Zukunft gelöst werden müssen.

"Treibhauseffekt". Die Klimaerwärmung kann zu einem intensiven Abschmelzen von Gletschern und einem Anstieg des Meeresspiegels führen. Die Veränderungen, die sich daraus ergeben können, sind nur schwer vorhersehbar.

Dieses Problem könnte gelöst werden, indem die Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre reduziert und ein Gleichgewicht im Kohlenstoffkreislauf hergestellt werden.

Verschwinden der Ozon-Schicht. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler mit zunehmender Besorgnis den Abbau der Ozonschicht der Atmosphäre festgestellt, die ein Schutzschild gegen ultraviolette Strahlung ist. Besonders schnell läuft dieser Prozess über den Polen des Planeten ab, wo die sogenannten Ozonlöcher entstanden sind.Die Gefahr liegt darin, dass UV-Strahlung lebenden Organismen schadet.

Hauptgrund für den Abbau der Ozonschicht ist die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (Freonen) durch den Menschen, die in Produktion und Alltag als Kältemittel, Treibmittel und Lösungsmittel weit verbreitet sind. Aerosole. Freone zerstören intensiv Ozon. Sie selbst werden sehr langsam zerstört, innerhalb von 50-200 Jahren. 1990 wurden weltweit mehr als 1300.000 Tonnen ozonabbauende Substanzen produziert.

Unter Einwirkung von ultravioletter Strahlung zerfallen Sauerstoffmoleküle (O2) in freie Atome, die sich wiederum an andere Sauerstoffmoleküle anlagern können, um Ozon (O3) zu bilden.Freie Sauerstoffatome können auch mit Ozonmolekülen reagieren und zwei Sauerstoffmoleküle bilden. Somit wird ein Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Ozon hergestellt und aufrechterhalten.

Schadstoffe vom Freon-Typ katalysieren (beschleunigen) jedoch den Prozess der Ozonzersetzung und stören das Gleichgewicht zwischen ihm und Sauerstoff in Richtung einer Abnahme der Ozonkonzentration.

Angesichts der Gefahr, die über dem Planeten schwebt, hat die internationale Gemeinschaft den ersten Schritt zur Lösung dieses Problems unternommen. Es wurde ein internationales Abkommen unterzeichnet, wonach die Produktion von Freonen in der Welt bis 1999 um etwa 50 % reduziert werden soll.

Die Massenentwaldung ist eines der wichtigsten globalen Umweltprobleme unserer Zeit.

Sie wissen bereits, dass Waldgemeinschaften eine wesentliche Rolle für das normale Funktionieren natürlicher Ökosysteme spielen. Sie absorbieren atmosphärische Verschmutzungen anthropogenen Ursprungs, schützen den Boden vor Erosion, regulieren den normalen Fluss von Oberflächenwasser, verhindern das Absinken des Grundwasserspiegels und die Versandung von Flüssen, Kanälen und Stauseen.

Die Verringerung der Waldfläche stört den Kreislauf von Sauerstoff und Kohlenstoff in der Biosphäre.

Die Verkleinerung der Wälder bringt den Tod ihrer reichsten Flora und Fauna mit sich. Der Mensch verarmt das Aussehen seines Planeten.

Es scheint jedoch, dass sich die Menschheit bereits bewusst ist, dass ihre Existenz auf dem Planeten untrennbar mit dem Leben und Wohlergehen der Waldökosysteme verbunden ist. Die ernsthaften Warnungen von Wissenschaftlern, die in den Erklärungen der Vereinten Nationen und anderer internationaler Organisationen erklangen, begannen, eine Antwort zu finden. In den letzten Jahren wurde in vielen Ländern der Welt begonnen, künstliche Aufforstung und die Organisation hochproduktiver Waldplantagen erfolgreich durchzuführen.

Abfallproduktion. Abfälle aus industrieller und landwirtschaftlicher Produktion sind zu einem ernsthaften Umweltproblem geworden. Sie wissen bereits, welchen Schaden sie der Umwelt zufügen. Derzeit wird versucht, die Menge an umweltbelastendem Abfall zu reduzieren. Dafür werden aufwendigste Filter entwickelt und installiert, teure Aufbereitungsanlagen und Absetzbecken gebaut. Die Praxis zeigt jedoch, dass sie zwar das Verschmutzungsrisiko verringern, aber das Problem noch nicht lösen. Es ist bekannt, dass selbst bei der fortschrittlichsten Behandlung, einschließlich biologischer, alle gelösten Mineralien und bis zu 10 % der organischen Schadstoffe im gereinigten Abwasser verbleiben. Wasser dieser Qualität kann erst nach mehrmaligem Verdünnen mit sauberem Wasser genusstauglich werden.

Offensichtlich ist die Lösung des Problems mit der Entwicklung und Einführung in die Produktion völlig neuer, geschlossener, abfallfreier Technologien möglich, bei deren Anwendung Wasser nicht ausgestoßen, sondern in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet wird. Alle Nebenprodukte werden nicht als Abfall entsorgt, sondern einer tiefen Verarbeitung unterzogen. Dadurch werden Bedingungen geschaffen, um zusätzliche Produkte zu erhalten, die die Menschen brauchen, und die Umwelt wird geschont.

Landwirtschaft. In der landwirtschaftlichen Produktion ist es wichtig, die Regeln der Landtechnik strikt einzuhalten und die Normen der Düngung zu überwachen. Da chemische Schädlings- und Unkrautbekämpfungsmittel zu erheblichen ökologischen Ungleichgewichten führen, wird in mehreren Richtungen nach Wegen zur Überwindung dieser Krise gesucht.

Es wird daran gearbeitet, Pflanzensorten zu züchten, die gegen landwirtschaftliche Schädlinge und Krankheiten resistent sind: Es werden selektive bakterielle und virale Präparate hergestellt, die beispielsweise nur Insektenschädlinge befallen, und es wird nach Wegen und Methoden der biologischen Bekämpfung gesucht, dh gesucht für ein Wasserkraftwerk und die Vermehrung natürlicher Feinde, die schädliche Insekten vernichten. Aus Hormonen, Antihormonen und anderen Substanzen werden hochselektive Medikamente entwickelt, die auf die biochemischen Systeme bestimmter Insektenarten einwirken können und keine merkliche Wirkung auf andere Insektenarten oder andere Organismen haben.

Energie Produktion. Mit der Energieerzeugung in Wärmekraftwerken sind sehr komplexe Umweltprobleme verbunden. Der Bedarf an Energie gehört zu den Grundbedürfnissen des Menschen. Energie wird nicht nur für die normale Tätigkeit der modernen, komplex organisierten menschlichen Gesellschaft benötigt, sondern auch für die einfache physische Existenz jedes menschlichen Organismus. Derzeit wird Strom hauptsächlich in Wasserkraftwerken, Wärme- und Kernkraftwerken erzeugt.

Wasserkraftwerke sind auf den ersten Blick umweltfreundliche Unternehmen, die der Natur nicht schaden. So dachten viele Jahrzehnte. In unserem Land wurden viele der größten Wasserkraftwerke an den großen Flüssen gebaut. Nun wurde klar, dass diese Konstruktion sowohl der Natur als auch den Menschen großen Schaden zufügte.

Zunächst führt der Bau von Staudämmen an großen flachen Flüssen zur Überflutung großer Gebiete für Stauseen. Dies ist auf die Umsiedlung zahlreicher Menschen und den Verlust von Weideland zurückzuführen.

Zweitens, indem er den Fluss blockiert, schafft der Damm unüberwindbare Hindernisse auf den Wanderrouten von Wanderfischen und halbanadromen Fischen, die zum Laichen in den Oberläufen der Flüsse aufsteigen.

Drittens stagniert das Wasser in den Stauseen, sein Fluss verlangsamt sich, was sich auf das Leben aller Lebewesen auswirkt, die im Fluss und in Ureki leben.

Viertens wirkt sich die lokale Wasserzunahme auf das Grundwasser aus, führt zu Überschwemmungen, Staunässe, Ufererosion und Erdrutschen.

Diese Liste negativer Folgen des Baus von Wasserkraftwerken an Tieflandflüssen lässt sich fortsetzen. Auch große Hochstaudämme an Gebirgsflüssen sind Gefahrenquellen, insbesondere in Gebieten mit hoher Seismizität. In der weltweiten Praxis gibt es mehrere Fälle, in denen der Durchbruch solcher Dämme zu einer großen Zerstörung und zum Tod von Hunderten und Tausenden von Menschen führte.

Aus ökologischer Sicht sind Kernkraftwerke die saubersten unter anderen derzeit in Betrieb befindlichen Energiekomplexen. Die Gefahr radioaktiver Abfälle ist voll anerkannt, daher sorgen sowohl die Konstruktions- als auch die Betriebsstandards von Kernkraftwerken für eine zuverlässige Isolierung von mindestens 99,999 % aller entstehenden radioaktiven Abfälle von der Umwelt.

Nicht jeder weiß, dass Kohle eine geringe natürliche Radioaktivität hat. Da TKW riesige Mengen Brennstoff verbrennen, sind ihre gesamten radioaktiven Emissionen höher als die von Kernkraftwerken. Aber dieser Faktor ist zweitrangig im Vergleich zu der Hauptkatastrophe durch die Installation von organischem Brennstoff, die auf Natur und Menschen angewendet wird - Emissionen chemischer Verbindungen in die Atmosphäre, die Verbrennungsprodukte sind.

Obwohl Kernkraftwerke umweltfreundlicher sind als einfache Kraftwerke, bergen sie im Falle eines schweren Reaktorunfalls ein größeres Gefahrenpotential. Davon hat uns das Beispiel der Tschernobyl-Katastrophe überzeugt. Damit stellt die Energiewirtschaft scheinbar unlösbare Umweltprobleme. Die Suche nach einer Lösung des Problems erfolgt in mehrere Richtungen.

Wissenschaftler entwickeln neue sichere Reaktoren für Kernkraftwerke. Die zweite Richtung ist mit der Nutzung nicht traditioneller erneuerbarer Energiequellen verbunden. Dies ist vor allem die Energie der Sonne und des Windes, die Wärme des Erdinneren, die thermische und mechanische Energie des Ozeans. In vielen Ländern, darunter auch in unserem, wurden mit diesen Energiequellen bereits nicht nur Versuchs-, sondern auch Industrieanlagen errichtet. Sie sind immer noch relativ schwach. Aber viele Wissenschaftler glauben, dass sie eine große Zukunft haben.

Fazit

Durch die Zunahme des anthropogenen Einflusses (menschliche Wirtschaftstätigkeit) insbesondere im letzten Jahrhundert wird das Gleichgewicht in der Biosphäre gestört, was zu irreversiblen Prozessen führen kann und die Frage nach der Möglichkeit des Lebens auf dem Planeten aufwirft. Dies ist auf die Entwicklung von Industrie, Energie, Verkehr, Landwirtschaft und anderen menschlichen Aktivitäten zurückzuführen, ohne die Möglichkeiten der Biosphäre der Erde zu berücksichtigen. Ernsthafte Umweltprobleme sind bereits vor der Menschheit entstanden und erfordern eine sofortige Lösung.

Gebrauchte Bücher

1. A. M. Vladimirov, Umweltschutz / - L .: Gidrometeoizdat, 1991

2. G. A. Bogdanovsky "Chemical Ecology" Verlag der Moskauer Universität 1994

3. E. A. Kriksunov und V. V. Pasechnik, A.P. Sidorin „Ökologie“ Verlag „Drofa“ 2005

4. N.A. Agadzhanyan, V.I. Torshin „Human Ecology“ MMP „Ecocenter“, KRUK2004

BILDUNGSMINISTERIUM DER RUSSISCHEN FÖDERATION

STAATLICHE BILDUNGSEINRICHTUNG

HOCHSCHULBILDUNG

"KUZBAS STAATLICHE TECHNISCHE UNIVERSITÄT"

Institut für Chemische Technologie fester Brennstoffe und Ökologie

PRÜFUNG

Durch Disziplin

"Ökologie"

Abgeschlossen von: Gruppenschüler

OPz-08 Wassiljew S. S.

Geprüft:

Kemerowo, 2009

Einführung

1. Aktueller Zustand der natürlichen Umwelt

2. Atmosphäre - die äußere Hülle der Biosphäre

2.1 Luftverschmutzung

2.2 Bodenverschmutzung

2.3 Verschmutzung natürlicher Gewässer

3. Strahlungs- und Umweltprobleme in der Biosphäre

Fazit

Gebrauchte Bücher

Betrachten wir einige Merkmale des aktuellen Zustands der Biosphäre und der darin ablaufenden Prozesse.

Mit dem Aufkommen und der Entwicklung der Menschheit hat sich der Evolutionsprozess merklich verändert. In den frühen Stadien der Zivilisation führten das Abholzen und Abbrennen von Wäldern für die Landwirtschaft, die Beweidung, den Fischfang und die Jagd auf Wildtiere, Kriege zur Verwüstung ganzer Landstriche, zur Zerstörung von Pflanzengemeinschaften und zur Ausrottung bestimmter Tierarten. Mit der Entwicklung der Zivilisation, insbesondere dem Ende des Mittelalters, das nach der industriellen Revolution turbulent war, erlangte die Menschheit immer mehr Macht, eine immer größere Fähigkeit, riesige Massen von Materie einzubeziehen und zu nutzen, um ihre wachsenden Bedürfnisse zu befriedigen - sowohl organische, lebende, und mineralisch, inert.

Bau und Betrieb von Industrieunternehmen, Bergbau haben zu schweren Verletzungen der Naturlandschaften, Verschmutzung von Boden, Wasser und Luft mit verschiedenen Abfällen geführt.

Wirkliche Verschiebungen in biosphärischen Prozessen begannen im 20. Jahrhundert. als Ergebnis der nächsten industriellen Revolution. Die rasante Entwicklung der Energie, des Maschinenbaus, der Chemie und des Verkehrs hat dazu geführt, dass menschliches Handeln im Maßstab mit den natürlichen Energie- und Stoffprozessen in der Biosphäre vergleichbar geworden ist. Die Intensität des menschlichen Verbrauchs von Energie und materiellen Ressourcen wächst proportional zur Bevölkerungszahl und sogar noch schneller als ihr Wachstum.

Akademiker V. I. Vernadsky warnte vor den möglichen Folgen des zunehmenden Eindringens des Menschen in die Natur und schrieb vor einem halben Jahrhundert: „Der Mensch wird zu einer geologischen Kraft, die das Antlitz der Erde verändern kann.“ Diese Warnung war prophetisch gerechtfertigt. Die Folgen anthropogener (menschgemachter) Aktivitäten äußern sich in der Erschöpfung natürlicher Ressourcen, der Verschmutzung der Biosphäre durch Industrieabfälle, der Zerstörung natürlicher Ökosysteme, der Veränderung der Struktur der Erdoberfläche und dem Klimawandel. Anthropogene Einflüsse führen zur Störung fast aller natürlichen biogeochemischen Kreisläufe.

Durch die Verbrennung verschiedener Brennstoffe werden etwa 20 Milliarde Tonnen Kohlendioxid und eine entsprechende Menge Sauerstoff aufgenommen. Naturreservat CO2 in der Atmosphäre beträgt etwa 50.000 Milliarde m. Dieser Wert schwankt und hängt insbesondere von der vulkanischen Aktivität ab. Jedoch anthropogen Die Kohlendioxidemissionen übersteigen die natürlichen und machen derzeit einen großen Teil der Gesamtemissionen aus. Eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, begleitet von einer Erhöhung der Aerosolmenge (feine Staubpartikel, Ruß, Suspensionen von Lösungen einiger chemischer Verbindungen), kann zu spürbaren Klimaveränderungen und dementsprechend zu Störungen führen der über Jahrmillionen entstandenen Gleichgewichtsverhältnisse in der Biosphäre.

Das Ergebnis der Verletzung der Transparenz der Atmosphäre und folglich des Wärmehaushalts kann das Auftreten sein Gewächshäuser th-Effekt“, das heißt eine Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Atmosphäre um mehrere Grad. Dies kann das Abschmelzen von Gletschern in den Polarregionen, einen Anstieg des Weltozeanspiegels, eine Änderung seines Salzgehalts, seiner Temperatur, globale Klimastörungen, Überschwemmungen des Küstentieflandes und viele andere nachteilige Folgen verursachen.

Luftemissionen von Industriegasen, einschließlich Verbindungen wie Kohlenmonoxid CO (Kohlenmonoxid Gas Stickoxide Schwefel, Ammoniak und andere Schadstoffe, führt zu Hemmung des Pflanzenlebens und Tiere, Stoffwechselstörungen, Vergiftung und Tod lebender Organismen.

Der katastrophale Abbau von Wäldern auf unserem Planeten, irrationale Entwaldung und Brände haben dazu geführt, dass sie vielerorts, einst vollständig mit Wäldern bedeckt, bis heute nur auf 10-30% des Territoriums überlebt haben. Die Fläche der tropischen Wälder in Afrika ist um 70% zurückgegangen, in Südamerika um 60%, in China sind nur 8% des Territoriums mit Wald bedeckt.

1.1 Umweltverschmutzung

Das Auftreten neuer Komponenten in der natürlichen Umgebung, die durch menschliche Aktivitäten oder grandiose Naturphänomene (z. B. vulkanische Aktivität) verursacht werden, wird durch den Begriff gekennzeichnet

Auf der organismisch Ebene auftreten kann Verstoß einzelne physiologische Funktionen von Organismen, Veränderung ihr Verhalten, Verlangsamung des Wachstums und der Entwicklung, verringerte Widerstandsfähigkeit gegen die Auswirkungen anderer nachteiliger Umweltfaktoren.

Auf biozönotischer Ebene beeinflusst die Verschmutzung die Struktur und Funktionen von Gemeinschaften. Dieselben Schadstoffe wirken sich auf verschiedene Komponenten von Gemeinschaften auf unterschiedliche Weise aus. Dementsprechend ändern sich die Mengenverhältnisse in der Biozönose bis hin zum vollständigen Verschwinden einiger Formen und dem Auftreten anderer. Die räumliche Struktur der Gemeinschaften verändert sich, Verwesungsketten (Detrit) beginnen über Weiden zu herrschen, Absterben - über Produktion. Letztlich kommt es zu einer Degradation von Ökosystemen, ihrer Verschlechterung als Bestandteil der menschlichen Umwelt, einer Abnahme ihrer positiven Rolle bei der Bildung der Biosphäre und einer wirtschaftlichen Abwertung.

Zusammenfassung vom Studenten ausgefüllt: Gruppe №382 Papin Oleg Sergeevich

Staatliche Universität Surgut

Fachbereich Biologie

Surgut 1998

Einführung.

Der Mensch hat die Umwelt schon immer hauptsächlich als Ressourcenquelle genutzt, aber seine Aktivitäten hatten lange Zeit keine spürbaren Auswirkungen auf die Biosphäre. Erst Ende des letzten Jahrhunderts rückten Veränderungen der Biosphäre unter dem Einfluss wirtschaftlicher Aktivitäten in den Fokus der Wissenschaft. In der ersten Hälfte des Jahrhunderts haben diese Veränderungen zugenommen und treffen nun wie eine Lawine auf die menschliche Zivilisation. In dem Bemühen, seine Lebensbedingungen zu verbessern, erhöht ein Mensch ständig das Tempo der materiellen Produktion, ohne über die Folgen nachzudenken. Bei diesem Ansatz werden der Natur die meisten Ressourcen in Form von Abfällen wieder zugeführt, die oft giftig oder für die Entsorgung ungeeignet sind. Dies bedroht die Existenz der Biosphäre und des Menschen selbst. Nachdem Sie dieses Kapitel gelesen haben, werden Sie Folgendes lernen:

Zum aktuellen Zustand der natürlichen Umwelt;

Über die Hauptverschmutzungsquellen der Biosphäre;

Über die Möglichkeiten, die Umwelt vor Verschmutzung zu schützen.

1. AKTUELLER UMWELTZUSTAND

Betrachten wir einige Merkmale des aktuellen Zustands der Biosphäre und der darin ablaufenden Prozesse.

Wie bereits erwähnt, hat sich mit dem Aufkommen und der Entwicklung der Menschheit der Evolutionsprozess merklich verändert. In den frühen Stadien der Zivilisation führten das Abholzen und Abbrennen von Wäldern für die Landwirtschaft, die Beweidung, den Fischfang und die Jagd auf Wildtiere, Kriege zur Verwüstung ganzer Landstriche, zur Zerstörung von Pflanzengemeinschaften und zur Ausrottung bestimmter Tierarten. Mit der Entwicklung der Zivilisation, insbesondere dem Ende des Mittelalters, das nach der industriellen Revolution turbulent war, erlangte die Menschheit immer mehr Macht, eine immer größere Fähigkeit, riesige Massen von Materie einzubeziehen und zu nutzen, um ihre wachsenden Bedürfnisse zu befriedigen - sowohl organische, lebende, und mineralisch, inert.

Das Bevölkerungswachstum und die zunehmende Entwicklung von Landwirtschaft, Industrie, Bau und Verkehr verursachten eine massive Entwaldung in Europa, Nordamerika, eine großflächige Beweidung durch Vieh führte zum Absterben von Wäldern und Grasbedeckungen, zu Erosion (Zerstörung) der Bodenschicht ( Zentralasien, Nordafrika, Südeuropa und die USA). Ausgerottete Dutzende von Tierarten in Europa, Amerika, Afrika.

Bau und Betrieb von Industrieunternehmen, Bergbau haben zu schweren Verletzungen der Naturlandschaften, Verschmutzung von Boden, Wasser und Luft mit verschiedenen Abfällen geführt.

Das Ergebnis der Verletzung der Transparenz der Atmosphäre und damit des Wärmehaushalts kann das Auftreten eines "Treibhauseffekts" sein, dh eine Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Atmosphäre um mehrere Grad. Dies kann das Abschmelzen von Gletschern in den Polarregionen, einen Anstieg des Weltozeanspiegels, eine Änderung seines Salzgehalts, seiner Temperatur, globale Klimastörungen, Überschwemmungen des Küstentieflandes und viele andere nachteilige Folgen verursachen.

Katastrophal reduzierte Wälder auf unserem Planeten Irrationale Abholzungen und Brände haben dazu geführt, dass sie vielerorts, einst komplett mit Wald bedeckt, nur noch auf 10-30% des Territoriums überlebt haben. Die Fläche der tropischen Wälder in Afrika ist um 70% zurückgegangen, in Südamerika um 60%, in China sind nur 8% des Territoriums mit Wald bedeckt.

Verschmutzung der natürlichen Umwelt. Das Auftreten neuer Bestandteile in der natürlichen Umwelt, die durch menschliche Aktivitäten oder einige grandiose Naturphänomene (z. B. vulkanische Aktivität) verursacht werden, wird durch den Begriff Verschmutzung gekennzeichnet. Im Allgemeinen ist Umweltverschmutzung das Vorhandensein von Schadstoffen in der Umwelt, die das Funktionieren ökologischer Systeme oder ihrer einzelnen Elemente stören und die Qualität der Umwelt in Bezug auf die menschliche Besiedlung oder wirtschaftliche Tätigkeit beeinträchtigen. Dieser Begriff bezeichnet alle Körper, Substanzen, Phänomene, Prozesse, die an einem bestimmten Ort, aber nicht zu dem für die Natur natürlichen Zeitpunkt und in der Menge in der Umwelt auftreten und deren Systeme aus dem Gleichgewicht bringen können.

Auf biozönotischer Ebene beeinflusst die Verschmutzung die Struktur und Funktionen von Gemeinschaften. Dieselben Schadstoffe wirken sich auf verschiedene Komponenten von Gemeinschaften auf unterschiedliche Weise aus. Dementsprechend ändern sich die Mengenverhältnisse in der Biozönose bis hin zum vollständigen Verschwinden einiger Formen und dem Auftreten anderer. Die räumliche Struktur der Gemeinschaften verändert sich, Verwesungsketten (Detrit) beginnen über Weiden zu herrschen, Absterben - über Produktion. Letztlich kommt es zu einer Degradation von Ökosystemen, ihrer Verschlechterung als Bestandteil der menschlichen Umwelt, einer Abnahme ihrer positiven Rolle bei der Bildung der Biosphäre und einer wirtschaftlichen Abwertung.

Es gibt natürliche und anthropogene Verschmutzungen. Natürliche Verschmutzung entsteht durch natürliche Ursachen – Vulkanausbrüche, Erdbeben, katastrophale Überschwemmungen und Brände. Anthropogene Verschmutzung ist das Ergebnis menschlicher Aktivitäten.

Derzeit übersteigt die Gesamtleistung der anthropogenen Schadstoffquellen in vielen Fällen die der natürlichen. So emittieren natürliche Stickoxidquellen 30 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr und anthropogene - 35-50 Millionen Tonnen; Schwefeldioxid, etwa 30 Millionen Tonnen bzw. mehr als 150 Millionen Tonnen.Durch menschliche Aktivitäten gelangt Blei fast zehnmal mehr in die Biosphäre als bei der natürlichen Verschmutzung.

Schadstoffe, die durch menschliche Aktivitäten entstehen, und ihre Auswirkungen auf die Umwelt sind sehr vielfältig. Dazu gehören: Verbindungen aus Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Schwermetalle, verschiedene organische Substanzen, künstlich hergestellte Materialien, radioaktive Elemente und vieles mehr.

So gelangen laut Experten jedes Jahr etwa 10 Millionen Tonnen Öl ins Meer. Öl auf Wasser bildet einen dünnen Film, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Luft verhindert. Öl setzt sich am Boden ab und gelangt in Bodensedimente, wo es die natürlichen Lebensprozesse von Bodentieren und Mikroorganismen stört. Neben Erdöl werden in erheblichem Umfang Haushalts- und Industrieabwässer in die Meere eingeleitet, die insbesondere gefährliche Schadstoffe wie Blei, Quecksilber und Arsen enthalten, die stark toxisch wirken. Hintergrundkonzentrationen solcher Substanzen wurden vielerorts bereits dutzendfach überschritten.

Jeder Schadstoff hat eine bestimmte negative Auswirkung auf die Natur, daher muss sein Eintrag in die Umwelt streng kontrolliert werden. Die Gesetzgebung legt „für jeden Schadstoff die maximal zulässige Einleitung (MPD) und die maximal zulässige Konzentration (MPC) in der natürlichen Umwelt fest.

Spezielle Dienste für die Überwachung (Beobachtung) der Umwelt überwachen die Einhaltung der festgelegten Standards von MPC und MPC für Schadstoffe. Solche Dienste wurden in allen Regionen des Landes eingerichtet. Ihre Rolle ist besonders wichtig in Großstädten, in der Nähe von Chemieanlagen, Kernkraftwerken und anderen Industrieanlagen. Die Überwachungsdienste haben das Recht, die gesetzlich vorgeschriebenen Maßnahmen bis hin zur Einstellung der Produktion und jeglicher Arbeiten anzuwenden, wenn Umweltschutzstandards verletzt werden.

Neben Umweltbelastungen äußern sich anthropogene Einflüsse in der Erschöpfung der natürlichen Ressourcen der Biosphäre. Die enorme Nutzung natürlicher Ressourcen hat in einigen Regionen (z. B. in den Kohlebecken) zu erheblichen Landschaftsveränderungen geführt. Verwendete ein Mensch zu Beginn der Zivilisation nur etwa 20 chemische Elemente für seinen Bedarf, so flossen Anfang des 20. Jahrhunderts 60 ein, heute mehr als 100 – fast das gesamte Periodensystem. Jährlich werden etwa 100 Milliarden Tonnen Erz, Brennstoffe und Mineraldünger abgebaut (der Geosphäre entnommen).

Die schnell wachsende Nachfrage nach Brennstoffen, Metallen, Mineralien und deren Gewinnung führte zur Erschöpfung dieser Ressourcen. So werden Experten zufolge bei Beibehaltung der derzeitigen Produktions- und Verbrauchsraten die nachgewiesenen Ölreserven in 30 Jahren erschöpft sein, Gas - in 50 Jahren, Kohle - in 200. Eine ähnliche Situation hat sich nicht nur bei Energieressourcen entwickelt, sondern auch mit Metallen (Erschöpfung der Reserven Aluminium wird in 500-600 Jahren erwartet, Eisen - 250 Jahre, Zink - 25 Jahre, Blei - 20 Jahre) und Bodenschätze wie Asbest, Glimmer, Graphit, Schwefel.

2. ATMOSPHÄRE – DIE ÄUSSERE HÜLLE DER BIOSPHÄRE. LUFTVERSCHMUTZUNG.

Die Masse der Atmosphäre unseres Planeten ist vernachlässigbar - nur ein Millionstel der Masse der Erde. Seine Rolle in den natürlichen Prozessen der Biosphäre ist jedoch enorm. Das Vorhandensein der Atmosphäre rund um den Globus bestimmt das allgemeine thermische Regime der Oberfläche unseres Planeten und schützt es vor schädlicher kosmischer und ultravioletter Strahlung. Die atmosphärische Zirkulation wirkt sich auf die lokalen klimatischen Bedingungen und durch sie auf das Regime von Flüssen, Boden- und Vegetationsbedeckung und die Prozesse der Reliefbildung aus.

Die moderne Gaszusammensetzung der Atmosphäre ist das Ergebnis einer langen historischen Entwicklung der Erde. Es ist hauptsächlich ein Gasgemisch aus zwei Komponenten - Stickstoff (78,09 %) und Sauerstoff (20,95 %). Normalerweise enthält es auch Argon (0,93 %), Kohlendioxid (0,03 %) und geringe Mengen an Edelgasen (Neon, Helium, Krypton, Xenon), Ammoniak, Methan, Ozon, Schwefeldioxid und andere Gase. Neben Gasen enthält die Atmosphäre feste Partikel, die von der Erdoberfläche (z. B. Verbrennungsprodukte, vulkanische Aktivität, Bodenpartikel) und aus dem Weltraum (kosmischer Staub) stammen, sowie verschiedene Produkte pflanzlichen, tierischen oder mikrobiellen Ursprungs. Außerdem spielt Wasserdampf in der Atmosphäre eine wichtige Rolle.

Die drei Gase, aus denen die Atmosphäre besteht, sind für verschiedene Ökosysteme von größter Bedeutung: Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff. Diese Gase sind an den wichtigsten biogeochemischen Kreisläufen beteiligt.

Sauerstoff spielt eine wesentliche Rolle im Leben der meisten Lebewesen auf unserem Planeten. Jeder muss atmen. Sauerstoff war nicht immer Teil der Erdatmosphäre. Es erschien als Ergebnis der lebenswichtigen Aktivität photosynthetischer Organismen. Unter dem Einfluss von UV-Strahlen verwandelt es sich in Ozon. Als sich Ozon ansammelte, bildete sich in der oberen Atmosphäre eine Ozonschicht. Wie ein Schirm schützt die Ozonschicht die Erdoberfläche zuverlässig vor der für Lebewesen tödlichen UV-Strahlung.

Die moderne Atmosphäre enthält kaum ein Zwanzigstel des auf unserem Planeten verfügbaren Sauerstoffs. Die Hauptreserven an Sauerstoff sind in Karbonaten, organischen Substanzen und Eisenoxiden konzentriert, ein Teil des Sauerstoffs ist in Wasser gelöst. In der Atmosphäre bestand offensichtlich ein ungefähres Gleichgewicht zwischen der Sauerstoffproduktion im Prozess der Photosynthese und seinem Verbrauch durch lebende Organismen. In letzter Zeit besteht jedoch die Gefahr, dass die Sauerstoffreserven in der Atmosphäre durch menschliche Aktivitäten abnehmen. Besonders gefährlich ist die in den letzten Jahren zu beobachtende Zerstörung der Ozonschicht. Die meisten Wissenschaftler führen dies auf menschliche Aktivitäten zurück.

Der Sauerstoffkreislauf in der Biosphäre ist äußerst komplex, da eine Vielzahl organischer und anorganischer Stoffe sowie Wasserstoff mit ihm reagieren und sich mit diesem Sauerstoff zu Wasser verbinden.

Kohlendioxid (Kohlendioxid) wird im Prozess der Photosynthese zur Bildung organischer Substanzen verwendet. Dank dieses Prozesses schließt sich der Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre. Kohlenstoff ist wie Sauerstoff Bestandteil von Böden, Pflanzen, Tieren und beteiligt sich an verschiedenen Mechanismen der Stoffzirkulation in der Natur. Der Gehalt an Kohlendioxid in der Luft, die wir atmen, ist in verschiedenen Teilen der Welt ungefähr gleich. Die Ausnahme bilden Großstädte, in denen der Gehalt dieses Gases in der Luft über der Norm liegt.

Einige Schwankungen des Kohlendioxidgehalts in der Luft des Gebiets hängen von der Tageszeit, der Jahreszeit und der Biomasse der Vegetation ab. Gleichzeitig zeigen Studien, dass seit Anfang des Jahrhunderts der durchschnittliche Gehalt an Kohlendioxid in der Atmosphäre zwar langsam, aber stetig zunimmt. Wissenschaftler verbinden diesen Prozess hauptsächlich mit menschlicher Aktivität.

Stickstoff ist ein unverzichtbares biogenes Element, da es Bestandteil von Proteinen und Nukleinsäuren ist. Die Atmosphäre ist ein unerschöpfliches Stickstoffreservoir, doch die meisten Lebewesen können diesen Stickstoff nicht direkt nutzen: Er muss zunächst in Form chemischer Verbindungen gebunden werden.

Ein Teil des Stickstoffs gelangt in Form von Stickstoffmonoxid, das unter der Einwirkung elektrischer Entladungen bei Gewittern entsteht, aus der Atmosphäre in die Ökosysteme. Der Hauptteil des Stickstoffs gelangt jedoch durch seine biologische Fixierung in Gewässer und Böden. Es gibt verschiedene Arten von Bakterien und Blaualgen (zum Glück sehr viele), die in der Lage sind, Luftstickstoff zu fixieren. Durch ihre Aktivitäten sowie durch den Abbau organischer Reststoffe im Boden sind autotrophe Pflanzen in der Lage, den notwendigen Stickstoff aufzunehmen.

Der Stickstoffkreislauf ist eng mit dem Kohlenstoffkreislauf verbunden. Obwohl der Stickstoffkreislauf komplexer ist als der Kohlenstoffkreislauf, ist er tendenziell schneller.

Andere Bestandteile der Luft nehmen nicht an biochemischen Kreisläufen teil, aber das Vorhandensein einer großen Anzahl von Schadstoffen in der Atmosphäre kann zu ernsthaften Verletzungen dieser Kreisläufe führen.

Luftverschmutzung. Verschiedene negative Veränderungen in der Erdatmosphäre sind hauptsächlich mit Änderungen in der Konzentration von Nebenbestandteilen der atmosphärischen Luft verbunden.

Es gibt zwei Hauptquellen der Luftverschmutzung: natürliche und anthropogene. Die natürliche Quelle sind Vulkane, Staubstürme, Verwitterung, Waldbrände, Zersetzungsprozesse von Pflanzen und Tieren.

Zu den wichtigsten anthropogenen Luftverschmutzungsquellen gehören Unternehmen des Kraftstoff- und Energiekomplexes, des Verkehrs und verschiedene Maschinenbauunternehmen.

Laut Wissenschaftlern (1990er Jahre) werden jedes Jahr weltweit durch menschliche Aktivitäten 25,5 Milliarden Tonnen Kohlenoxide, 190 Millionen Tonnen Schwefeloxide, 65 Millionen Tonnen Stickoxide, 1,4 Millionen Tonnen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (Freone), organisch Bleiverbindungen, Kohlenwasserstoffe, einschließlich krebserregend (krebserregend).

Neben gasförmigen Schadstoffen gelangt eine große Menge Feinstaub in die Atmosphäre. Dies sind Staub, Ruß und Ruß. Die Belastung der natürlichen Umwelt mit Schwermetallen stellt eine große Gefahr dar. Blei, Cadmium, Quecksilber, Kupfer, Nickel, Zink, Chrom, Vanadium sind in Industriezentren zu fast konstanten Bestandteilen der Luft geworden. Das Problem der Luftverschmutzung mit Blei ist besonders akut.

Die globale Luftverschmutzung beeinträchtigt den Zustand natürlicher Ökosysteme, insbesondere der grünen Hülle unseres Planeten. Einer der offensichtlichsten Indikatoren für den Zustand der Biosphäre sind die Wälder und ihr Wohlergehen.

Allein auf dem Territorium unseres Landes hat die Gesamtfläche der von Industrieemissionen betroffenen Wälder 1 Million Hektar erreicht. Ein wesentlicher Faktor für die Waldzerstörung der letzten Jahre ist die Umweltbelastung mit Radionukliden. So waren infolge des Unfalls im Kernkraftwerk Tschernobyl 2,1 Millionen Hektar Wald betroffen.

Besonders betroffen sind Grünflächen in Industriestädten, deren Atmosphäre viele Schadstoffe enthält.

3. BODEN IST EIN WICHTIGER BESTANDTEIL DER BIOSPHÄRE. ERDBODENVERSCHMUTZUNG.

Boden - die oberste Landschicht, die unter dem Einfluss von Pflanzen, Tieren, Mikroorganismen und Klima aus den Muttergesteinen, auf denen sie sich befindet, entstanden ist. Dies ist ein wichtiger und komplexer Bestandteil der Biosphäre, der eng mit seinen anderen Teilen verbunden ist.

Folgende Hauptkomponenten wirken im Boden auf komplexe Weise zusammen:

Mineralische Partikel (Sand, Ton), Wasser, Luft;

Detritus - totes organisches Material, die Überreste der lebenswichtigen Aktivität von Pflanzen und Tieren;

Viele lebende Organismen - von Detritusfressern bis hin zu Zersetzern, die Detritus zu Humus zersetzen.

Der Boden ist somit ein bioinertes System, das auf der dynamischen Wechselwirkung zwischen mineralischen Bestandteilen, Detritus, Detritusfressern und Bodenorganismen basiert.

Böden durchlaufen in ihrer Entwicklung und Entstehung mehrere Stadien. Junge Böden sind in der Regel das Ergebnis der Verwitterung von Muttergesteinen oder des Transports von Sedimentablagerungen (z. B. Schwemmland). Auf diesen Substraten siedeln sich Mikroorganismen, Pionierpflanzen - Flechten, Moose, Gräser, Kleintiere an. Andere Pflanzen- und Tierarten werden nach und nach eingeführt, die Zusammensetzung der Biozönose wird komplexer, eine ganze Reihe von Beziehungen entstehen zwischen dem mineralischen Substrat und lebenden Organismen. Dadurch entsteht ein reifer Boden, dessen Eigenschaften vom ursprünglichen Ausgangsgestein und Klima abhängen.

Der Prozess der Bodenentwicklung endet, wenn das Gleichgewicht erreicht ist, die Übereinstimmung des Bodens mit der Vegetationsbedeckung und dem Klima, dh ein Höhepunktzustand eintritt. Daher ähneln die Veränderungen im Boden, die während seiner Entstehung auftreten, den sukzessiven Veränderungen in Ökosystemen.

Jeder Bodentyp entspricht bestimmten Arten von Pflanzengemeinschaften. So wachsen Kiefernwälder in der Regel auf leichten Sandböden, während Fichtenwälder schwerere und nährstoffreiche Lehmböden bevorzugen.

Der Boden ist wie ein lebender Organismus, in dem verschiedene komplexe Prozesse ablaufen. Um den Boden in gutem Zustand zu erhalten, ist es notwendig, die Art der Stoffwechselvorgänge aller seiner Bestandteile zu kennen.

Die Oberflächenschichten des Bodens enthalten meist viele Reste pflanzlicher und tierischer Organismen, deren Zersetzung zur Bildung von Humus führt. Die Humusmenge bestimmt die Fruchtbarkeit des Bodens.

Im Boden leben sehr viele verschiedene Lebewesen – Edaphobionten, die ein komplexes Netzwerk von Nahrungsresten bilden: Bakterien, Mikropilze, Algen, Protozoen, Mollusken, Arthropoden und ihre Larven, Regenwürmer und viele andere. Alle diese Organismen spielen eine große Rolle bei der Bildung des Bodens und der Veränderung seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Pflanzen nehmen die notwendigen Mineralien aus dem Boden auf, aber nach dem Tod der Pflanzenorganismen kehren die entfernten Elemente in den Boden zurück. Bodenorganismen verarbeiten nach und nach alle organischen Reststoffe. Somit findet unter natürlichen Bedingungen eine ständige Zirkulation von Stoffen im Boden statt.

Bei künstlichen Agrozenosen wird ein solcher Kreislauf unterbrochen, da eine Person einen erheblichen Teil der landwirtschaftlichen Produkte zurückzieht und für den eigenen Bedarf verwendet. Durch die Nichtteilnahme dieses Teils der Produktion am Kreislauf wird der Boden unfruchtbar. Um dies zu vermeiden und die Bodenfruchtbarkeit in künstlichen Agrozenosen zu erhöhen, stellt eine Person organische und mineralische Düngemittel her.

Erdbodenverschmutzung. Unter normalen natürlichen Bedingungen sind alle im Boden ablaufenden Prozesse im Gleichgewicht. Aber oft ist eine Person für die Verletzung des Gleichgewichtszustands des Bodens verantwortlich. Infolge der Entwicklung menschlicher Aktivitäten kommt es zu Verschmutzungen, Veränderungen in der Zusammensetzung des Bodens und sogar zu dessen Zerstörung. Derzeit kommt auf jeden Einwohner unseres Planeten weniger als ein Hektar Ackerland. Und diese unbedeutenden Bereiche schrumpfen aufgrund unfähiger menschlicher Aktivitäten weiter.

Riesige Flächen fruchtbaren Bodens gehen während des Bergbaus, beim Bau von Unternehmen und Städten verloren. Die Zerstörung von Wäldern und natürlicher Grasbedeckung, wiederholtes Pflügen des Landes ohne Einhaltung der Regeln der Landtechnik führt zu Bodenerosion - der Zerstörung und Abschwemmung der fruchtbaren Schicht durch Wasser und Wind (Abb. 58). Erosion ist mittlerweile zu einem weltweiten Übel geworden. Es wird geschätzt, dass allein im letzten Jahrhundert durch Wasser- und Winderosion 2 Milliarden Hektar fruchtbares Land mit aktiver landwirtschaftlicher Nutzung auf dem Planeten verloren gegangen sind.

Eine der Folgen der erhöhten menschlichen Produktionstätigkeit ist die intensive Verschmutzung der Bodenbedeckung. Die wichtigsten Bodenschadstoffe sind Metalle und ihre Verbindungen, radioaktive Elemente sowie in der Landwirtschaft verwendete Düngemittel und Pestizide.

Die Bleibelastung von Böden ist noch weiter verbreitet und gefährlicher. Es ist bekannt, dass beim Schmelzen von einer Tonne Blei bis zu 25 kg Blei mit Abfällen in die Umwelt freigesetzt werden. Bleiverbindungen werden als Benzinzusätze verwendet, daher sind Kraftfahrzeuge eine ernsthafte Quelle der Bleiverschmutzung. Besonders viel Blei in den Böden entlang der Hauptverkehrsstraßen.

Radioaktive Elemente können durch Niederschläge von Atomexplosionen oder bei der Entfernung flüssiger und fester Abfälle aus Industrieunternehmen, Kernkraftwerken oder Forschungseinrichtungen, die mit der Erforschung und Nutzung der Atomenergie verbunden sind, in den Boden gelangen und sich darin anreichern. Radioaktive Substanzen aus Böden gelangen in Pflanzen, dann in die Organismen von Tieren und Menschen, reichern sich in ihnen an.

Besonders gefährlich sind persistente organische Verbindungen, die als Pestizide verwendet werden. Sie reichern sich im Boden, im Wasser und in Bodensedimenten von Stauseen an. Vor allem aber sind sie in ökologische Nahrungsketten eingebunden, gelangen von Boden und Wasser zu Pflanzen, dann zu Tieren und gelangen schließlich mit der Nahrung in den menschlichen Körper.

WASSER IST DIE BASIS FÜR LEBENSPROZESSE IN DER BIOSPHÄRE. VERSCHMUTZUNG VON NATÜRLICHEM WASSER.

Wasser ist die häufigste anorganische Verbindung auf unserem Planeten. Wasser ist die Grundlage aller Lebensprozesse, die einzige Sauerstoffquelle im Hauptantriebsprozess auf der Erde - der Photosynthese. Wasser ist in der gesamten Biosphäre vorhanden: nicht nur in Gewässern, sondern auch in der Luft, im Boden und in allen Lebewesen. Letztere enthalten bis zu 80-90 % Wasser in ihrer Biomasse. Verluste von 10-20% Wasser durch lebende Organismen führen zu deren Tod.

In seinem natürlichen Zustand ist Wasser nie frei von Verunreinigungen. Darin sind verschiedene Gase und Salze gelöst, es gibt Schwebstoffe. 1 Liter Süßwasser kann bis zu 1 g Salze enthalten.

Der größte Teil des Wassers konzentriert sich in den Meeren und Ozeanen. Süßwasser macht nur 2 % aus. Das meiste Süßwasser (85 %) ist im Eis der Polarzonen und Gletscher konzentriert. Die Erneuerung des Frischwassers erfolgt durch den Wasserkreislauf.

Mit dem Aufkommen des Lebens auf der Erde wurde der Wasserkreislauf relativ komplex, da zu dem einfachen Phänomen der physikalischen Verdunstung (Umwandlung von Wasser in Dampf) komplexere Prozesse im Zusammenhang mit der Lebenstätigkeit lebender Organismen hinzukamen. Darüber hinaus gewinnt die Rolle des Menschen in seiner Entwicklung in diesem Zyklus immer mehr an Bedeutung.

Der Wasserkreislauf in der Biosphäre läuft wie folgt ab. Wasser fällt als Niederschlag aus atmosphärischem Wasserdampf auf die Erdoberfläche. Ein gewisser Teil des Niederschlags verdunstet direkt von der Oberfläche und gelangt als Wasserdampf wieder in die Atmosphäre. Der andere Teil dringt in den Boden ein, wird von den Pflanzenwurzeln aufgenommen und verdunstet dann, nachdem er die Pflanzen passiert hat, im Prozess der Transpiration. Der dritte Teil versickert in den tiefen Schichten des Untergrunds zu versiegelten Horizonten und ergänzt das Grundwasser. Der vierte Teil in Form von Oberflächen-, Fluss- und Untergrundabflüssen fließt in Gewässer, von wo aus er ebenfalls in die Atmosphäre verdunstet. Schließlich wird ein Teil von Tieren verwendet und von Menschen für ihre Bedürfnisse verbraucht. Das gesamte verdunstete und in die Atmosphäre zurückgeführte Wasser kondensiert und fällt wieder als Niederschlag.

Somit wird einer der Hauptwege des Wasserkreislaufs - die Transpiration, dh die biologische Verdunstung - von Pflanzen durchgeführt, die ihre Lebenstätigkeit unterstützen. Die durch Transpiration freigesetzte Wassermenge hängt von der Pflanzenart, der Art der Pflanzengemeinschaften, ihrer Biomasse, klimatischen Faktoren, Jahreszeiten und anderen Bedingungen ab.

Die Intensität der Transpiration und die dabei verdunstende Wassermasse können sehr bedeutende Werte erreichen. In Lebensgemeinschaften wie Wäldern (mit großer Pflanzen- und Blattoberfläche) oder Sümpfen (mit wassergesättigter Moosoberfläche) ist die Transpiration im Allgemeinen durchaus vergleichbar mit der Verdunstung offener Gewässer (Meer) und übersteigt diese oft sogar. Im Durchschnitt beträgt die Transpiration für Pflanzengemeinschaften eines gemäßigten Klimas 2000 bis 6000 m Wasser pro Jahr.

Der Wert der Gesamtverdunstung (aus dem Boden, von der Pflanzenoberfläche und durch Transpiration) hängt von den physiologischen Eigenschaften der Pflanzen und ihrer Biomasse ab und dient daher als indirekter Indikator für die Vitalaktivität und Produktivität von Gemeinschaften. Die Vegetation als Ganzes spielt die Rolle eines grandiosen Verdampfers und beeinflusst das Klima des Territoriums erheblich. Auch die Vegetationsdecke von Landschaften, insbesondere von Wäldern und Sümpfen, ist von großer wasserschützender und wasserregulierender Bedeutung, da sie Abflussschwankungen (Hochwasser) mildert, zur Feuchtigkeitsspeicherung beiträgt und Bodenaustrocknung und -erosion verhindert.

Verschmutzung natürlicher Gewässer. Unter Verschmutzung von Gewässern versteht man die Minderung ihrer biosphärischen Funktionen und wirtschaftlichen Bedeutung durch den Eintrag von Schadstoffen in sie.

Unter den Industrieprodukten nehmen toxische synthetische Stoffe einen besonderen Platz im Hinblick auf ihre negativen Auswirkungen auf die aquatische Umwelt und lebende Organismen ein. Sie werden zunehmend in der Industrie, im Transportwesen und in öffentlichen Versorgungsbetrieben eingesetzt. Die Konzentration dieser Verbindungen im Abwasser beträgt in der Regel 5-15 mg/l bei MPC - 0,1 mg/l. Diese Substanzen können in Stauseen eine Schaumschicht bilden, die sich besonders an Stromschnellen, Rissen und Schleusen bemerkbar macht. Die Schaumfähigkeit tritt bei diesen Stoffen bereits bei einer Konzentration von 1-2 mg/l auf.

Andere Kontaminanten sind Metalle (z. B. Quecksilber, Blei, Zink, Kupfer, Chrom, Zinn, Mangan), radioaktive Elemente, Pestizide aus landwirtschaftlichen Feldern und Abwässer aus Viehbetrieben. Eine geringe Gefahr für die aquatische Umwelt durch Metalle sind Quecksilber, Blei und ihre Verbindungen.

Die erweiterte Produktion (ohne Aufbereitungsanlagen) und der Einsatz von Pestiziden auf den Feldern führen zu einer starken Belastung der Gewässer mit Schadstoffen. Die Verschmutzung der aquatischen Umwelt erfolgt durch die direkte Einführung von Pestiziden während der Behandlung von Gewässern zur Schädlingsbekämpfung, durch das Eindringen von Wasser in Gewässer, das von der Oberfläche landwirtschaftlicher Kulturflächen abfließt, wenn Abfälle aus Produktionsunternehmen eingeleitet werden Gewässer sowie durch Verluste bei Transport, Lagerung und teilweise durch atmosphärische Niederschläge.

Neben Pestiziden enthalten landwirtschaftliche Abwässer eine beträchtliche Menge an Düngemittelrückständen (Stickstoff, Phosphor, Kalium), die auf die Felder ausgebracht werden. Darüber hinaus gelangen große Mengen an organischen Stickstoff- und Phosphorverbindungen mit dem Abfluss von landwirtschaftlichen Nutztierbetrieben sowie mit Abwässern. Eine Erhöhung der Nährstoffkonzentration im Boden führt zu einer Verletzung des biologischen Gleichgewichts im Reservoir.

In einem solchen Reservoir nimmt die Anzahl der mikroskopisch kleinen Algen zunächst stark zu. Mit zunehmendem Nahrungsangebot nimmt die Zahl der Krebstiere, Fische und anderer Wasserorganismen zu. Dann gibt es den Tod einer großen Anzahl von Organismen. Es führt zum Verbrauch aller im Wasser enthaltenen Sauerstoffreserven und zur Anreicherung von Schwefelwasserstoff. Die Situation im Reservoir ändert sich so sehr, dass es für die Existenz jeglicher Organismenformen ungeeignet wird. Das Reservoir "stirbt" allmählich.

Eine der Arten der Wasserverschmutzung ist die thermische Verschmutzung. Kraftwerke, Industrieunternehmen leiten häufig erhitztes Wasser in ein Reservoir ab. Dies führt zu einer Erhöhung der Temperatur des darin enthaltenen Wassers. Mit steigender Temperatur im Reservoir nimmt die Sauerstoffmenge ab, die Toxizität von Verunreinigungen im Wasser steigt und das biologische Gleichgewicht wird gestört.

Die Menschheit verbraucht eine riesige Menge an Süßwasser für ihren Bedarf. Seine Hauptverbraucher sind Industrie und Landwirtschaft. Die wasserintensivsten Industrien sind Bergbau, Stahl, Chemie, Petrochemie, Zellstoff und Papier sowie Lebensmittel. Sie nehmen bis zu 70 % des in der Industrie verwendeten Wassers auf. Der Hauptverbraucher von Frischwasser ist die Landwirtschaft: 60-80 % des gesamten Frischwassers wird für ihren Bedarf verwendet.

Unter modernen Bedingungen steigt der menschliche Bedarf an Wasser für den Haushaltsbedarf stark an. Die für diese Zwecke verbrauchte Wassermenge liegt je nach Region und Lebensstandard zwischen 3 und 700 Litern pro Person, in Moskau etwa mit rund 650 Litern pro Einwohner, was weltweit zu den höchsten Werten zählt.

Aus der Analyse des Wasserverbrauchs der letzten 5-6 Jahrzehnte ergibt sich, dass der jährliche Anstieg des unwiederbringlichen Wasserverbrauchs, bei dem das verbrauchte Wasser der Natur unwiederbringlich verloren geht, 4-5% beträgt. Vorausschauende Berechnungen zeigen, dass bei Beibehaltung dieser Verbrauchsraten und unter Berücksichtigung des Bevölkerungswachstums und der Produktionsmengen bis 2100 die Menschheit alle Süßwasserreserven erschöpfen kann.

Auch große Flüsse (wie Wolga, Don, Dnjepr) sind durch Eingriffe des Menschen in natürliche Prozesse betroffen und haben das Volumen der transportierten Wassermassen nach unten verändert (Flussabfluss). Der größte Teil des in der Landwirtschaft genutzten Wassers wird für die Verdunstung und die Bildung pflanzlicher Biomasse verwendet und daher nicht in die Flüsse zurückgeführt. Bereits jetzt ist in den am dichtesten besiedelten Gebieten des Landes der Flussfluss um 8% und in Flüssen wie Don, Terek, Ural um 11-20% zurückgegangen. Das Schicksal des Aralsees ist sehr dramatisch, der aufgrund der übermäßigen Aufnahme des Wassers der Flüsse Syrdarya und Amudarya zur Bewässerung tatsächlich aufgehört hat zu existieren.

Die begrenzten Frischwasservorräte werden durch Verschmutzung weiter reduziert. Abwasser (Industrie, Landwirtschaft und Haushalte) stellt die Hauptgefahr dar, da ein erheblicher Teil des verbrauchten Wassers in Form von Abwasser in Wasserbecken zurückgeführt wird.

5. STRAHLUNG IN DER BIOSPHÄRE.

Strahlenbelastung haben einen signifikanten Unterschied zu anderen. Radioaktive Nuklide sind die Kerne instabiler chemischer Elemente, die geladene Teilchen und kurzwellige elektromagnetische Strahlung abgeben. Es sind diese Partikel und Strahlung, die beim Eindringen in den menschlichen Körper Zellen zerstören, wodurch verschiedene Krankheiten auftreten können, einschließlich Strahlung.

Um die Auswirkungen von Strahlung auf eine Person zu quantifizieren, werden Einheiten verwendet - das biologische Äquivalent eines Röntgens (rem) oder Sieverts (Sv): 1 Sv \u003d 100 rem. Da radioaktive Strahlung schwerwiegende Veränderungen im Körper hervorrufen kann, muss jeder Mensch seine zulässige Dosis kennen.

Als Folge der inneren und äußeren Exposition erhält ein Mensch im Jahresdurchschnitt eine Dosis von 0,1 Rem und somit lebenslang etwa 7 Rem. In diesen Dosen schadet die Strahlung einem Menschen nicht. Es gibt jedoch Gebiete, in denen die Jahresdosis überdurchschnittlich hoch ist. So können beispielsweise Menschen, die in Hochgebirgsregionen leben, durch die Höhenstrahlung eine um ein Vielfaches höhere Dosis erhalten. Große Strahlendosen können in Gebieten auftreten, in denen der Gehalt an natürlichen radioaktiven Quellen hoch ist. So gibt es zum Beispiel in Brasilien (200 km von Sao Paulo) einen Hügel, auf dem die Jahresdosis 25 rem beträgt. Dieses Gebiet ist unbewohnt.

Die größte Gefahr ist die radioaktive Kontamination der Biosphäre durch menschliche Aktivitäten. Gegenwärtig werden radioaktive Elemente in großem Umfang auf verschiedenen Gebieten verwendet. Nachlässigkeit bei der Lagerung und dem Transport dieser Elemente führt zu einer ernsthaften radioaktiven Kontamination. Die radioaktive Kontamination der Biosphäre wird beispielsweise mit der Erprobung von Atomwaffen in Verbindung gebracht.

In der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts wurden Kernkraftwerke, Eisbrecher und U-Boote mit Kernkraftwerken in Betrieb genommen. Während des normalen Betriebs von Kernkraftwerken und der Industrie macht die Umweltverschmutzung mit radioaktiven Nukliden einen vernachlässigbaren Bruchteil der natürlichen Hintergrundstrahlung aus. Anders verhält es sich bei Unfällen in kerntechnischen Anlagen.

So wurden bei der Explosion im Kernkraftwerk Tschernobyl nur etwa 5% des Kernbrennstoffs in die Umwelt freigesetzt, was jedoch zur Exposition vieler Menschen führte, große Gebiete wurden so verseucht, dass sie gesundheitsgefährdend wurden. Dies erforderte die Umsiedlung Tausender Einwohner aus den kontaminierten Gebieten. Hunderte und Tausende von Kilometern von der Unfallstelle entfernt wurde eine Zunahme der Strahlung infolge des radioaktiven Niederschlags festgestellt.

6. UMWELTPROBLEME DER BIOSPHÄRE

Die Menschheit hat den Verlauf einer Reihe von Prozessen in der Biosphäre, einschließlich des biochemischen Kreislaufs und der Migration einer Reihe von Elementen, erheblich verändert. Derzeit findet, wenn auch langsam, eine qualitative und quantitative Umstrukturierung der gesamten Biosphäre des Planeten statt. Eine Reihe der komplexesten ökologischen Probleme der Biosphäre sind bereits aufgetreten, die in naher Zukunft gelöst werden müssen.

"Treibhauseffekt". Nach den neuesten Daten von Wissenschaftlern für die 80er Jahre. Die durchschnittliche Lufttemperatur auf der Nordhalbkugel ist im Vergleich zum Ende des 19. Jahrhunderts gestiegen. um 0,5-0,6 "C. Prognosen zufolge könnte die Durchschnittstemperatur auf der Erde bis Anfang 2000 im Vergleich zur vorindustriellen Ära um 1,2 °C ansteigen. Wissenschaftler führen diesen Temperaturanstieg in erster Linie auf einen Anstieg des Gehalts an Kohlendioxid (Kohlendioxid) und Aerosolen in der Atmosphäre zurück. Dies führt zu einer übermäßigen Absorption der Wärmestrahlung der Erde durch die Luft. Eine gewisse Rolle bei der Entstehung des sogenannten „Treibhauseffekts“ spielt natürlich die Abwärme von Blockheizkraftwerken und Kernkraftwerken.

Die Klimaerwärmung kann zu einem intensiven Abschmelzen von Gletschern und einem Anstieg des Meeresspiegels führen. Die Veränderungen, die sich daraus ergeben können, sind nur schwer vorhersehbar.

Dieses Problem könnte gelöst werden, indem die Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre reduziert und ein Gleichgewicht im Kohlenstoffkreislauf hergestellt werden.

Verschwinden der Ozon-Schicht. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler mit zunehmender Besorgnis den Abbau der Ozonschicht der Atmosphäre festgestellt, die ein Schutzschild gegen ultraviolette Strahlung ist. Besonders schnell läuft dieser Prozess über den Polen des Planeten ab, wo die sogenannten Ozonlöcher entstanden sind. Die Gefahr liegt darin, dass ultraviolette Strahlung lebenden Organismen schadet.

Der Hauptgrund für den Abbau der Ozonschicht ist die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (Freone) durch den Menschen, die in Produktion und Alltag als Kältemittel, Treibmittel und Lösungsmittel weit verbreitet sind. Aerosole. Freone zerstören intensiv Ozon. Sie selbst werden sehr langsam zerstört, innerhalb von 50-200 Jahren. 1990 wurden weltweit mehr als 1300.000 Tonnen ozonabbauende Substanzen produziert.

Unter Einwirkung von ultravioletter Strahlung zerfallen Sauerstoffmoleküle (O2) in freie Atome, die sich wiederum mit anderen Sauerstoffmolekülen zu Ozon (O3) verbinden können. Freie Sauerstoffatome können auch mit Ozonmolekülen reagieren, um zwei Sauerstoffmoleküle zu bilden. Somit wird ein Gleichgewicht zwischen Sauerstoff und Ozon hergestellt und aufrechterhalten.

Schadstoffe vom Freon-Typ katalysieren (beschleunigen) jedoch den Prozess der Ozonzersetzung und brechen das Gleichgewicht zwischen ihm und Sauerstoff in Richtung einer Verringerung der Ozonkonzentration.

Angesichts der drohenden Gefahr auf dem Planeten hat die internationale Gemeinschaft den ersten Schritt zur Lösung dieses Problems unternommen. Es wurde ein internationales Abkommen unterzeichnet, wonach die Produktion von Freonen in der Welt bis 1999 um etwa 50 % reduziert werden soll.

Die Massenentwaldung ist eines der wichtigsten globalen Umweltprobleme unserer Zeit.

Die Verringerung der Waldfläche stört den Kreislauf von Sauerstoff und Kohlenstoff in der Biosphäre.

Obwohl die katastrophalen Folgen der Entwaldung bereits allgemein bekannt sind, geht ihre Zerstörung weiter. Derzeit beträgt die gesamte Waldfläche auf dem Planeten etwa 42 Millionen km2, aber sie nimmt jährlich um 2 % ab. Tropische Regenwälder werden besonders intensiv in Asien, Afrika, Amerika und einigen anderen Regionen der Welt zerstört. In Afrika nahmen Wälder also früher etwa 60 % seines Territoriums ein und jetzt nur noch etwa 17 %. Auch die Waldflächen in unserem Land sind deutlich zurückgegangen.

Die Verkleinerung der Wälder bringt den Tod ihrer reichsten Flora und Fauna mit sich. Der Mensch verarmt das Aussehen seines Planeten.

Es scheint jedoch, dass sich die Menschheit bereits bewusst ist, dass ihre Existenz auf dem Planeten untrennbar mit dem Leben und Wohlergehen der Waldökosysteme verbunden ist. Die ernsthaften Warnungen von Wissenschaftlern, die in den Erklärungen der Vereinten Nationen und anderer internationaler Organisationen erklangen, begannen, eine Antwort zu finden. In den letzten Jahren wurde in vielen Ländern der Welt die künstliche Aufforstung und die Organisation hochproduktiver Waldplantagen erfolgreich durchgeführt.

Abfallproduktion. Abfälle aus industrieller und landwirtschaftlicher Produktion sind zu einem ernsthaften Umweltproblem geworden. Sie wissen bereits, welchen Schaden sie der Umwelt zufügen. Derzeit werden Anstrengungen unternommen, um die Menge an umweltbelastenden Abfällen zu reduzieren. Dafür werden aufwendigste Filter entwickelt und installiert, teure Aufbereitungsanlagen und Absetzbecken gebaut. Die Praxis zeigt jedoch, dass sie zwar das Verschmutzungsrisiko verringern, aber das Problem noch nicht lösen. Es ist bekannt, dass selbst bei der fortschrittlichsten Behandlung, einschließlich biologischer, alle gelösten Mineralien und bis zu 10 % der organischen Schadstoffe im gereinigten Abwasser verbleiben. Wasser dieser Qualität kann erst nach mehrmaligem Verdünnen mit sauberem Wasser genusstauglich werden.

Berechnungen zeigen, dass 2.200 km3 Wasser pro Jahr für alle Arten der Wassernutzung aufgewendet werden. Fast 20 % der Süßwasserressourcen der Welt werden zur Verdünnung von Abwässern verwendet. Berechnungen für das Jahr 2000 zeigen, dass selbst wenn die Behandlung das gesamte Abwasser abdeckt, immer noch 30-35.000 km3 Frischwasser benötigt werden, um sie zu verdünnen. Dies bedeutet, dass die Ressourcen des gesamten weltweiten Flussflusses nahezu erschöpft sein werden. Doch in vielen Bereichen sind solche Ressourcen schon jetzt akut knapp,

Offensichtlich ist die Lösung des Problems mit der Entwicklung und Einführung in die Produktion völlig neuer, geschlossener, abfallfreier Technologien möglich. Bei der Anwendung wird kein Wasser abgelassen, sondern in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet. Alle Nebenprodukte werden nicht als Abfall entsorgt, sondern einer tiefen Verarbeitung unterzogen. Dadurch werden Bedingungen geschaffen, um zusätzliche Produkte zu erhalten, die die Menschen brauchen, und die Umwelt wird geschont.

Landwirtschaft. In der landwirtschaftlichen Produktion ist es wichtig, die Regeln der Landtechnik strikt einzuhalten und die Normen der Düngung zu überwachen. Da chemische Schädlings- und Unkrautbekämpfungsmittel zu erheblichen ökologischen Ungleichgewichten führen, gibt es mehrere Möglichkeiten, diese Krise zu überwinden.

Es wird daran gearbeitet, Pflanzensorten zu züchten, die gegen landwirtschaftliche Schädlinge und Krankheiten resistent sind: Es werden selektive bakterielle und virale Präparate hergestellt, die beispielsweise nur Schadinsekten befallen. Es wird nach Wegen und Methoden der biologischen Bekämpfung gesucht, also nach einem Wasserkraftwerk und der Vermehrung natürlicher Feinde, die Schadinsekten vernichten. Aus Hormonen, Antihormonen und anderen Substanzen werden hochselektive Medikamente entwickelt, die auf die biochemischen Systeme bestimmter Insektenarten einwirken können und keine merkliche Wirkung auf andere Insektenarten oder andere Organismen haben.

Energie Produktion. Mit der Energieerzeugung in thermischen Kraftwerken sind sehr komplexe Umweltprobleme verbunden. Der Bedarf an Energie gehört zu den Grundbedürfnissen des Menschen. Energie wird nicht nur für das normale Funktionieren der heutigen komplex organisierten menschlichen Gesellschaft benötigt, sondern auch für die einfache physische Existenz jedes menschlichen Organismus. Derzeit wird Strom hauptsächlich aus Wasserkraftwerken, Wärme- und Kernkraftwerken gewonnen.

Wasserkraftwerke sind auf den ersten Blick umweltfreundliche Unternehmen, die der Natur nicht schaden. So dachte man schon seit vielen Jahrzehnten. In unserem Land wurden viele der größten Wasserkraftwerke an den großen Flüssen gebaut. Nun wurde klar, dass diese Konstruktion sowohl der Natur als auch den Menschen großen Schaden zufügte.

Zweitens schafft der Damm durch die Sperrung des Flusses unüberwindbare Hindernisse auf den Wanderrouten von Wanderfischen und halbanadromen Fischen, die in den Oberläufen der Flüsse zum Laichen aufsteigen.

Drittens stagniert das Wasser in den Stauseen, sein Fluss verlangsamt sich, was sich auf das Leben aller Lebewesen auswirkt, die im Fluss und in der Nähe des Flusses leben.

Viertens wirkt sich lokaler Wasseranstieg auf das Grundwasser aus, führt zu Überschwemmungen, Staunässe, Ufererosion und Erdrutschen.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die tatsächlichen Mengen radioaktiver Abfälle relativ gering sind. Bei einem Standard-Kernkraftwerk mit einer Leistung von 1 Mio. kW sind dies 3-4 Mio. pro Jahr. Es ist klar, dass es immer noch einfacher ist, einen Kubikmeter eines sogar sehr schädlichen und gefährlichen Stoffes zu handhaben als eine Million Kubikmeter eines einfach schädlichen und gefährlichen, wie zum Beispiel Abfall aus Wärmekraftwerken, der fast vollständig ist in die Umwelt freigesetzt.

Nicht jeder weiß, dass Kohle eine geringe natürliche Radioaktivität hat. Da TKW riesige Mengen Brennstoff verbrennen, sind ihre gesamten radioaktiven Emissionen höher als die von Kernkraftwerken. Dieser Faktor ist jedoch zweitrangig im Vergleich zu der Hauptkatastrophe durch die Anlage mit organischem Brennstoff, die auf Natur und Menschen angewendet wird - Emissionen von chemischen Verbindungen, die Verbrennungsprodukte sind, in die Atmosphäre.

Obwohl Kernkraftwerke umweltfreundlicher sind als reine Kraftwerke, bergen sie bei schweren Reaktorunfällen ein großes Gefahrenpotential. Davon hat uns das Beispiel der Tschernobyl-Katastrophe überzeugt. Energie wirft also scheinbar unlösbare Umweltprobleme auf. Die Suche nach einer Lösung des Problems erfolgt in mehrere Richtungen.

Wissenschaftler entwickeln neue sichere Reaktoren für Kernkraftwerke. Die zweite Richtung ist mit der Nutzung nicht traditioneller erneuerbarer Energiequellen verbunden. Dies ist vor allem die Energie von Sonne und Wind, die Wärme des Erdinneren, die thermische und mechanische Energie des Ozeans. In vielen Ländern, darunter auch in unserem, wurden mit diesen Energiequellen bereits nicht nur Versuchs-, sondern auch Industrieanlagen errichtet. Sie sind immer noch relativ schwach. Aber viele Wissenschaftler glauben, dass sie eine große Zukunft haben.

Fazit.

Referenzliste

E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik, A.P. Sidorin "Ökologie" Verlag "Drofa" 1995

G. A. Bogdanovsky "Chemical Ecology", Moskauer Universitätsverlag 1994

AUF DER. Agadzhanyan, V.I. Torshin „Human Ecology“ MMP „Ecocenter“, KRUK 1994

Zweigstelle des NOU HPE "Moscow Institute of Entrepreneurship and Law" in Nowosibirsk

PRÜFUNG

Nach Disziplin: Ökologie und Umweltschutz

Thema: Biosphäre. Anthropogene Auswirkungen auf die Umwelt

Fachgebiet: Wirtschaftswissenschaften

Schülerin: Telina E.S.

Notenbuchcode: 05751

Dozent: Ljapina O.P.

Nowosibirsk

Jahr 2009

Einleitung …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

I. Biosphäre …………………………………………………………………………………...4

1. Die Biosphäre als globales Ökosystem ……………………………………………………………………………………………………………… ………………4

2. Eigenschaften der Biosphäre ……………………………………………………………………..5

3. Grenzen und Struktur der Biosphäre ……………………………………………………..7

3.1 Atmosphäre ……………………………………………………………………...8

3.2 Hydrosphäre ………………………………………………………………..............9

3.3 Lithosphäre ……………………………………………………………................10

II. Anthropogene Auswirkungen auf die Umwelt …………………………………................................ ...12

1. Auswirkungen auf die Biosphäre…………………………………………………................................12

2. Auswirkungen auf die Atmosphäre…………………………………………………………….13

3. Auswirkungen auf die Hydrosphäre…………………………………………………………………………………..15

4. Auswirkungen auf die Lithosphäre……………………………………………………………..17

Fazit ……………………………………………………………………………… 19

Referenzen ………………………………………………………………………...20

Aufgabe Nummer 2 ……………………………………………………………………………...21

Einführung

Mensch und Natur sind untrennbar miteinander verbunden und eng miteinander verbunden. Die Natur ist sowohl für den Menschen als auch für die Gesellschaft als Ganzes die Umwelt des Lebens und die einzige Quelle der lebensnotwendigen Ressourcen. Die Natur und die natürlichen Ressourcen sind die Grundlage, auf der die menschliche Gesellschaft lebt und sich entwickelt, die Hauptquelle für die Befriedigung der materiellen und spirituellen Bedürfnisse der Menschen. Der Mensch ist ein Teil der Natur und nimmt als Lebewesen mit seiner elementaren Lebenstätigkeit spürbaren Einfluss auf die natürliche Umwelt.

ich . Biosphäre

1. Biosphäre als globales Ökosystem.

Biosphäre (aus dem Griechischen. bios - Leben, sphaira - Ball) - der Bereich der systemischen Wechselwirkung zwischen der lebenden und Knochensubstanz des Planeten. Es ist ein globales Ökosystem – die Gesamtheit aller Biogeozänosen (Ökosysteme) unseres Planeten. Die ersten Vorstellungen über die Biosphäre als „Lebensraum“ und äußere Hülle der Erde wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts geäußert. J. Lamarck. 1875 führte der österreichische Geologe E. Suess erstmals den modernen Begriff „Biosphäre“ in die wissenschaftliche Literatur ein und meinte damit den Bereich der Wechselwirkung zwischen den Haupthüllen der Erde: Atmosphäre, Hydro- und Lithosphäre, wo lebende Organismen aufeinandertreffen . Das Verdienst, die Integrität der Doktrin der Biosphäre zu schaffen, gehört VI Vernadsky. Mit diesen Begriffen schuf er die Wissenschaft der "Biosphäre", führte das Konzept der "lebenden Materie" - der Gesamtheit aller lebenden Organismen - ein und wies den lebenden Organismen die Rolle der wichtigsten transformierenden Kraft auf dem Planeten Erde unter Berücksichtigung der Aktivität von Organismen nicht nur in der Gegenwart, sondern auch in der Vergangenheit. Die Biosphäre ist daher der gesamte Raum, in dem Leben existiert oder jemals existiert hat, d.h. wo lebende Organismen oder Produkte ihrer Lebenstätigkeit aufeinandertreffen.

Das Leben in der Biosphäre ist abhängig vom Energiefluss und Stoffkreislauf zwischen den biotischen und abiotischen Komponenten. Die Stoffkreisläufe werden als biogeochemische Kreisläufe bezeichnet. Die Existenz dieser Zyklen wird durch die Energie der Sonne bereitgestellt. Eine visuelle Darstellung der Wege für den Energiedurchgang liefern Nahrungsketten. Jeder ihrer Links ist eine bestimmte trophische Ebene. Die erste trophische Ebene wird von Autotrophen oder Produzenten besetzt. Organismen der zweiten Trophieebene werden als Primärverbraucher bezeichnet, die dritte als Sekundärverbraucher usw. Produzenten sind Pflanzen, Cyanobakterien (Blaualgen) und einige andere Bakterienarten. Ein Teil der Energie, die den Erzeugern bei der Photosynthese zugeführt wird, wird während ihrer eigenen Atmung verbraucht, der andere Teil wird in ihren Zellen und Geweben gespeichert und steht den Verbrauchern zur Verfügung. Organismen, die nicht zur Photosynthese oder Chemosynthese fähig sind, sind Heterotrophe oder Verbraucher. Dazu gehören Tiere, Pilze, die meisten Bakterien und einige Pflanzen, die die Fähigkeit zur Photosynthese verloren haben. Verbraucher sind direkt (Pflanzenfresser) oder indirekt (Räuber) vom Wert der Nettoprimärproduktion als Energie- und Stoffquelle abhängig. Der Durchgang von Energie durch lebende Materie ist ein Weg vom Licht zum Erzeuger, dann zum Verbraucher und von beiden zur Wärme. Dieser Weg ist ein Fluss, kein Kreislauf, da Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird und nicht wieder für die Photosynthese genutzt werden kann. Somit ist der Energiefluss durch lebende Materie ein Prozess des Verlusts von Energie, die von Organismen angesammelt wird. Die Aufrechterhaltung eines dynamischen Gleichgewichts zwischen den biotischen und abiotischen Komponenten der Biosphäre ist eine notwendige Bedingung für die Existenz aller Lebensformen. Der Eingriff des Menschen in die Biosphäre, begleitet von der Verschlechterung der Wasserqualität, der Entwaldung oder der Freisetzung von Schadstoffen in die Atmosphäre, kann das Leben auf der Erde bedrohen.

2. Eigenschaften der Biosphäre.

Die Biosphäre sowie andere untergeordnete Ökosysteme, aus denen sie besteht, verfügen über ein System von Eigenschaften, die ihre Funktion, Selbstregulierung, Stabilität und andere Parameter gewährleisten. Betrachten wir die wichtigsten.

· Die Biosphäre ist ein zentralisiertes System. Als zentrales Bindeglied fungieren lebende Organismen (lebende Materie). Diese Eigenschaft wird umfassend von V.I. Vernadsky, aber leider wird der Mensch in der heutigen Zeit oft unterschätzt: Nur eine Spezies wird in den Mittelpunkt der Biosphäre oder ihrer Verbindungen gestellt - der Mensch (Anthropozentrismus).

· Die Biosphäre ist ein offenes System. Seine Existenz ist ohne Energie von außen undenkbar. Es wird von kosmischen Kräften beeinflusst, hauptsächlich von der Sonnenaktivität. Zum ersten Mal wurden Ideen über den Einfluss der Sonnenaktivität auf lebende Organismen (Heliobiologie) von A. L. Chizhevsky (1897-1964) entwickelt, der zeigte, dass viele Phänomene auf der Erde und in der Biosphäre eng mit der Aktivität der Sonne zusammenhängen.

· Die Biosphäre ist ein sich selbst regulierendes System, für die, wie von V.I. Wernadski, charakteristisch Organisation. Gegenwärtig wird diese Eigenschaft als Homöostase bezeichnet, was die Fähigkeit bedeutet, in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren und aufkommende Störungen zu dämpfen, indem eine Reihe von Mechanismen aktiviert werden. Homöostatische Mechanismen werden hauptsächlich mit lebender Materie, ihren oben diskutierten Eigenschaften und Funktionen in Verbindung gebracht.

· Die Biosphäre ist ein von großer Vielfalt geprägtes System. Vielfalt ist die wichtigste Eigenschaft aller Ökosysteme. Die Biosphäre als globales Ökosystem zeichnet sich durch größtmögliche Diversität unter anderen Systemen aus. Letzteres hat viele Gründe und Faktoren. Dies sind verschiedene Lebensumgebungen (Wasser, Bodenluft, Boden, Organismen); und die Vielfalt der natürlichen Zonen, die sich in klimatischen, hydrologischen, bodenbezogenen, biotischen und anderen Eigenschaften unterscheiden; und das Vorhandensein von Regionen, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden (geochemische Provinzen); und vor allem die Vereinigung einer Vielzahl elementarer Ökosysteme mit ihrer charakteristischen Artenvielfalt innerhalb der Biosphäre.

Eine wichtige Eigenschaft der Biosphäre ist das Vorhandensein von Mechanismen, die den Stoffkreislauf und die damit verbundene Unerschöpflichkeit einzelner chemischer Elemente und ihrer Verbindungen gewährleisten. Ohne Zirkulation wäre beispielsweise das wichtigste "Baumaterial" der Lebewesen in kurzer Zeit erschöpft - Kohlenstoff, der praktisch der einzige ist, der in der Lage ist, interelementare (Kohlenstoff-) Bindungen zu bilden und eine große Menge organischer Verbindungen zu bilden . Nur dank der Kreisläufe und des Vorhandenseins einer unerschöpflichen Sonnenenergiequelle ist die Kontinuität der Prozesse in der Biosphäre und ihre potenzielle Unsterblichkeit gewährleistet.

3. Grenzen und Struktur der Biosphäre.

Die Grenzen der Neo- und Paläobiosphäre sind unterschiedlich.

Oberer Rand. In den meisten Fällen wird die Ozonschicht als obere theoretische Grenze der Biosphäre ohne Angabe ihrer Grenzen angegeben, was durchaus akzeptabel ist, wenn man nicht auf den Unterschied zwischen Neo- und Paläobiosphäre eingeht. Ansonsten ist zu berücksichtigen, dass die Ozonschicht erst vor etwa 600 Millionen Jahren entstanden ist, danach konnten die Organismen Land erreichen. In der Praxis ist die maximale Höhe über dem Meeresspiegel, auf der ein lebender Organismus existieren kann, durch das Niveau begrenzt, auf dem positive Temperaturen verbleiben und Chlorophyll enthaltende Pflanzen - Produzenten leben können (6200 m im Himalaya). Oben bis zur "Schneegrenze" leben nur Spinnen, Springschwänze und einige Milben, die sich von Pflanzenpollen, Pflanzensporen, Mikroorganismen und anderen organischen Partikeln ernähren, die vom Wind verweht werden. Noch höhere, lebende Organismen können nur zufällig angetroffen werden.

Endeffekt. Die untere Grenze der Existenz von aktivem Leben wird traditionell durch den Meeresboden bei 11.022 m (die maximale Tiefe des Marianengrabens) und die Tiefe der Lithosphäre, gekennzeichnet durch eine Temperatur von 100 ° C (etwa 6000 m, gem ultratiefe Bohrungen auf der Kola-Halbinsel). Grundsätzlich ist das Leben in der Lithosphäre nur wenige Meter tief verteilt, begrenzt auf die Bodenschicht. Durch einzelne Risse und Höhlen breitet es sich jedoch auf Hunderte von Metern aus und erreicht Tiefen von 3000 bis 4000 m. Vielleicht sind die Grenzen der Biosphäre viel breiter, da Organismen in Hydrothermen des Meeresbodens in Tiefen von etwa 3000 m gefunden wurden eine Temperatur von 250°C. Theoretisch sollte es in einer Tiefe von 25.000 m relativ zum Meeresspiegel eine kritische Temperatur von 460 ° C geben, bei der Wasser bei jedem Druck nur in Form von Dampf existiert und daher kein Leben möglich ist. Sedimentgesteine, die fast alle von Lebewesen verarbeitet wurden, bestimmen die untere Grenze der ehemaligen Biosphären, die jedoch nicht auf die Kontinente unterhalb der tiefsten Meerestiefen fällt.

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Anthropogene Einwirkung auf die Biosphäre.

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