На организменном уровне может происходить нарушение отдельных физиологические функций организмов, изменение их поведения, снижение темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды.
На уровне популяций загрязнение может вызывать изменение их численности и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.
На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. Изменяется пространственная структура сообществ, цепи разложения (детритные) начинают преобладать над пастбищными, отмирание - над продукцией. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.
2.3. Опасные последствия деятельности человека
В настоящее время мир техники (техносфера) практически превратился в самостоятельную реальность (суперсовременные технические открытия, сделавшие возможности человека влиять на природу безграничным, всеобщая компьютеризация и т.д.), а природа почти полностью подчинена человеку.
Главная проблема (и опасность) современного антропогенного влияния заключается в несоответствии безграничных потребностей человечества и почти безграничных научно-технических возможностей влияния на природу и ограниченных возможностей самой природы.
В связи с этим возникает экологическая проблема – проблема охраны окружающей среды от пагубного влияния человека.
Самыми опасными направлениями пагубного влияния человека на природу (и его последствиями) являются:
- истощение недр – на протяжении своей истории, а особенно в ХХ веке человечество беспощадно и в неограниченных количествах добывало полезные ископаемые, что привело к истощению (близкому к катастрофическому) внутренних резервов Земли (например, запасы энергоносителей нефти, каменного угля, природного газа могут быть исчерпаны уже через 80-100 лет);
- загрязнение Земли, особенно водоемов, атмосферы промышленными отходами;
- уничтожение растительного и животного мира, создание условий, при которых техническое развитие (дороги, заводы, электростанции и т.д.) нарушает привычные образ жизни растений и животных, изменяет естественный баланс флоры и фауны;
- применение атомной энергии как в военных, так и в мирных целях, наземные и подземные ядерные взрывы.
2.4.Виды загрязнений
Человек загрязняет биосферу и тем, что выкидывает, не думая о последствиях.
Механические загрязнения (мусор) — это тела, не растворимые в воде, химически относительно инертные и занимающие площади на поверхности Земли — территории или акватории. В природе мусор не образуется (ранее уже было сказано, что в биосфере все утилизируется). Мусор появился только как результат существования (бытовые отходы) и хозяйственной деятельности человека (промышленные отходы).
Под мусорными свалками заняты колоссальные территории, которые могли бы быть пахотными землями. А поскольку пахотные площади, как уже было сказано ранее, на Земле ограничены, очевидно, что человечеству придется уже в ближайшее время освобождать территории, занятые под свалками, для более рационального их использования.
Физические загрязнения проявляются в отклонении от нормы физических свойств окружающей среды. В основном это разнообразные излучения, воздействующие на биосферу. К ним относятся звуковые волны (шумы и вибрации, превышающие естественный фон), различные виды электромагнитного излучения: радиоактивное, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое (свет), инфракрасное (тепло), микроволновое, а также радиоволны; источниками электромагнитного загрязнения являются и высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП).
Видимый свет является одной из форм загрязнения биосферы. Было замечено, что вблизи больших городов превышение уровня естественной освещенности негативно влияет на растения и животных, у которых «биологические часы» приспособлены к естественной смене дня и ночи; световое загрязнение может стать причиной их миграции.
К физическим загрязнениям биосферы относится также и тепловое (инфракрасное) излучение. Установлено, что сброс в водоем теплых сточных вод обусловливает его зарастание: уменьшается количество растворенного кислорода, в результате которого наблюдается мор рыбы и заболачивание водоема. Ранее уже было сказано про общее потепление климата Земли, которое осуществляется не только за счет «парникового эффекта », но и благодаря колоссальным промышленным тепловым выбросам в атмосферу.
Химическими загрязнениями можно считать все растворимые (или малорастворимые) в воде вещества, не входящие в естественные трофические цепи. Такие вещества можно условно разделить на неорганические и органические.
Биотические загрязнения — это пищевые отходы, нечистоты, отмершие организмы, а также животные экскременты — отходы ферм и птицефабрик. Эти отходы должны применяться в качестве органических удобрений, но перед использованием следует провести их обеззараживание, что является весьма серьезной технологической проблемой. Иногда с талыми водами биотические загрязнения, которые не успели утилизировать, попадают в водохранилища. Перед подачей в водопроводную сеть санитарные службы проводят обеззараживание воды, но устранение запаха — очень трудная и не всегда успешно решаемая задача, и, зачастую, горожане весной получают воду с характерным фекальным запахом.
По масштабу воздействия на окружающую среду различают загрязнения локальные (местного значения), региональные, трансграничные и глобальные. Локальные могут затрагивать предприятие, район города или сельской местности; региональные касаются субъекта Федерации (в основном это крупный город вместе с прилегающей к нему областью). Трансграничные загрязнения выходят за национальные границы государств или регионов (в странах с обширной территорией), глобальные — это общепланетарные загрязнения, охватывающие всю Землю (например, выбросы парниковых газов и фреонов, загрязнение Мирового океана).
Таким образом, само существование человека, а также его разнообразная хозяйственная деятельность вносят в биосферу большое количество несвойственных для нее загрязнений, негативно влияющих на ее функционирование.
2.5. Основные загрязнители атмосферы
Основными веществами, загрязняющими атмосферу, являются:
Угарный газ — высокотоксичное вещество, продукт неполного сгорания любого топлива; в городах основным его «поставщиком» является автотранспорт; угарный газ образуется также при неправильной эксплуатации каминов и печей; накопление его в жилых помещениях нередко приводит к гибели людей;
Углекислый газ, образующийся в результате любого сжигания, при дыхании живых организмов; он нетоксичен, но его чрезмерное накопление в высоких слоях атмосферы обуславливает так называемый «парниковый эффект»: поднимаясь в стратосферу, на высоте примерно 25—30 км при низких температурах углекислый газ переходит в твердую фазу и формирует над поверхностью Земли своеобразную скорлупу, препятствующую теплообмену земной поверхности с Космосом. Результатом, как полагают многие ученые, является потепление климата планеты, что в свою очередь может привести к таянию льдов на полюсах и поднятию уровня Мирового океана. Впрочем, по поводу «парникового эффекта» есть и другая точка зрения: потепление климата может быть связано не с антропогенными факторами, а с окончанием очередного «ледникового периода», т.е. с повышением солнечной активности;
Оксиды серы и азота, содержащиеся в промышленных выбросах и являющиеся причиной «кислотных дождей», поскольку вступают в химические реакции с водой, образуя кислоты. Подкисленные воды губительны для популяций рыб: даже незначительные отклонения от нейтральной кислотности вызывают замедление роста или гибель молоди. Чаще всего источник загрязнения находится в одном месте, а жертвы в другом, поскольку осадки выпадают не там, где образуются. Например, в течение многих десятилетий выбросы кислотообразующих оксидов осуществлялись в Великобритании, а кислотные дожди выпадали в Скандинавии;
Фторхлоруглеводороды (фреоны), широко используемые в холодильных установках и при производстве аэрозолей, как считает ряд ученых, разрушают атмосферный озон; их чрезмерные выбросы являются причиной «озоновых дыр», увеличивающих долю падающего на Землю жесткого УФ излучения. Это в свою очередь обуславливает, как доказывают медики, рост числа онкологических заболеваний.
Неорганические загрязнения — это катионы тяжелых металлов (главным образом ртути, кадмия и свинца) и анионы — нитраты (растворимые соли азотной кислоты) и арсенаты (соединения мышьяка), а также газы — угарный, углекислый, оксиды серы и азота, о которых уже было сказано ранее.
Соединения ртути очень токсичны. Примером является «болезнь Минамата » — это название японского залива, куда сливал свои неочищенные сточные воды, содержащие катионы ртути, комбинат по производству кино- и фотопленки. Катионы ртути накопились в рыбе, выловленной в заливе, результатом чего были массовые тяжелые отравления жителей городка на берегу залива.