Экология: человек и биоценоз (стр. 3 из 5)
Воды в природе Земли содержат растворенные соли, газы и органические вещества. При концентрации солей до 1 г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг – солоноватой, и более 25 г/кг – соленой. Наименее минерализованными водами являются атмосферные осадки (10-20 мг/кг), затем пресные озера и реки (5-1000 мг/кг). Соленость мирового океана колеблется
35 г/кг. Моря имеют меньшую соленость, например, Черное море – 17-22 г/кг; Балтийское – 8-16г/кг; Каспийское – 11-13 г/кг.В воде, потребляемой человеком, растворены важнейшие для жизнедеятельности организма органические и неорганические вещества. Вода способствует электролитической диссоциации содержащихся в них солей, кислот и щелочей, выполняет роль катализатора разнообразных процессов обмена веществ в организме.
Природный состав воды в последние 10 лет стал объектом очень тщательного внимания человека как потенциальная причина массовых заболеваний неинфекционной природы. Содержание в воде Cl, Сульфатов и продуктов разложения органических веществ (аммиак, нитраты, нитриты), а также солей азотной кислоты, широко применяемых в промышленности и сельском хозяйстве, ведет к их накоплению в пищевых продуктах с последующими тяжелыми отравлениями. В тех районах, где существует избыток или недостаток этих соединений, наблюдается изменение флоры и фауны. Так, недостаток фтора в питьевой воде приводит к поражению зубов и ослаблению костей скелета человека и животных. Фтор также влияет на фосфорно-кальцевый обмен и на процесс кальцификации костей.
Недостаток йода (I2) влечет активный рост клеток щитовидной железы и нарушение гормонального обмена в организме, в том числе и с тяжелыми последствиями.
Se – Селен – его недостаток в питьевой воде различных районах Финляндии, Новой Зеландии, Китая, Хабаровский и Алтайский края, Карелия, Псковская, Новгородская и Читинская области РФ некоторые области стран Балтии приводит к повышенному риску заболевания раком прямой и толстой кишки, груди женщин, печени, поджелудочной железы и др. Избыток селена в питьевой воде приводит к селеновым интоксикациям (это работа с производством полупроводником) – это сильный яд стоящий рядом с мышьяком.
В таблице 1.1 приведены безвредные для человека концентрации некоторых химических веществ и ингредиентов в питьевой воде.
Таблица 1.1 - Безвредные для человека концентрации некоторых химических веществ и ингредиентов
| Наименование | Содержание в воде, мг/л не более |
| Свинец | 0,7 |
| Мышьяк | 0,05 |
| Фтор | 0,7-1,5 |
| Бериллий | 0,0002 |
| Молибден | 0,5 |
| Нитраты | 10,0 |
| Полиакриламид | 2,0 |
| Стронций | 2,0 |
Очень большая проблема нависла над человечеством – стремительный рост потребления воды на индустрию производства и сельское хозяйство, борьба с истощением и загрязнением водных ресурсов планеты. Пример, затопление и смыв источников водоснабжения (8 в Ставропольском крае и 7 в Краснодарском крае) в поймах рек Кубани, Лабы и Подкумка. Водоснабжение восстановлено только по временной схеме и, стоимость 1 бутылки воды доходила до 100 рублей.
Следующая проблема – это потеря плодоносных слоев, почвы. Минералогический состав твердой почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц в почве содержится не много, только торфяники состоят почти полностью из них. В состав минерального остатка почвы входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S и др. и незначительно содержится микроэлементов: Cu, Mo, B, F, Pb, I и др. Совокупность различных групп микроорганизмов, для которых средой обитания является почва, называют почвенными. Они играют важную роль в почвообразовании, формировании плодородия почв и в кругообороте веществ в природе. Почвенные микроорганизмы развиваются также в разлагающихся растительных остатках. Наряду с почвенными микроорганизмами в почву попадают и болезнетворные микроорганизмы (например, с трупами и продукты жизнедеятельности человека и животных, с фекальными сбросами, канализационными стоками и сбросами различных производств, но наиболее опасными в этом плане являются сбросы пищевых предприятий (мясных, молочных, маслоэкстрационных и др.). Но болезнетворные как правило очень быстро погибают в почве. Бывают случаи существования некоторых видов микроорганизмов сотни и тысячи лет (например, сибирская язва бациллы, столбняк, бутулизма, чумы, геморагической лихорадки, холеры и др.).
Обработка почвы, внесение удобрений, изменение водных режимов почвы также существенным образом влияют на число почвенных микроорганизмов. Почва «производит» микроэлементы, которые затем с соком растений доходят до их клеток. Следовательно, растения попадающие в пищу, отражают особенности микроэлементного состава данной почвы. Пример, отравления от избытка. Почва представляет собой верхний слой литосферы, который образуется и развивается в результате совместного воздействия воздуха, воды, живых организмов и климатических факторов. В почве проходят процессы синтеза и биосинтеза, в результате почва становится плодородной или наоборот. На 1 га в (кг) содержится от 1000 до 7000 бактерий; микрогрибов от 100-1000; от 10,0-300,0 водорослей, членостоногих до 1000; дождевых червей от 350-1000; она соответственно оказывает решающее влияние на биосферу наряду с Мировым океаном.
За последние 100 лет на планете разрушено эрозией 20 млн. км2, т.е. 28% от всех обработанных земель. Это по разным причинам, в первую очередь из-за интенсификации сельскохозяйственных работ. Пример, экологического почвенного кризиса это деградация экосистемы Аральского моря. Объем моря сократился на 60 %, площадь уменьшилась с 67 т км2 до 40 т км2, в 3 раза выросла соленость воды и засоленность окружающей территории.
Окружающая среда – это вещество и пространство природы с ее явлениями и средой обитания непосредственно человека, состав ее определяется факторами неживой природы (климат, рельеф и др.) и живой природы, а также социально-экономическими функциями. Окружающая среда является частью географической среды. Загрязнение природной среды происходит как от естественных причин, так и в результате хозяйственной деятельности человека (т.е. природные и антропогенные).
Среди 7000 химических загрязняющих природную среду в результате промышленного производства имеются токсичные, мутагенные и канцерогенные вещества. Среди них наиболее опасные диоксид азота в водной среде, бензол в воздухе, пестициды в воде, нитраты в воде, диоксины в пищевых продуктах и в почве, полихлорированные дифенилы в пищевых продуктах и соляная кислота в почве.
Количество вредных веществ и соединений, получаемых человеком и являются побочными продуктами производств катострафически растет. В этот список (7000) попадают все новые и новые вещества.
Характерно и то, что отвалы (шлаки, порода, зола и др.) при добыче полезных ископаемых занимают на Земле территории в несколько млрд. га. Они отравляют воздух, воду, почву, продукты питания, растительный и животный мир. Пример - заброшенные шахтные разработки города Шахты, тонкая пленка нефтяных выбросов на водных поверхностях, испытания ядерных и других видов оружия.
1.3 Экологические проблемы существования человека в современных условиях
Вредные вещества из окружающей среды попадают в организм во время дыхания, при питании, через кожу. В организме эти вещества либо переносятся системой кровообращения к печени и нейтрализуются, либо выводятся из организма через соответствующие органы, либо на длительный период внедряются в организм, т.е. откладываются в жировые ткани, что также очень опасно. По цепям питания происходит и отравление человека ядохимикатами.
Экосистема представляет собой основную форму реализации взаимоотношений живого и неживого в природе. Эти отношения строятся на основе обмена веществом и энергией. Установление границы между живым и неживым, между биотическим и абиотическим важнейшая задача науки. В качестве подтверждения рассматривается экосистема как открытая термодинамическая система. В такой системе второй закон термодинамики проявляется в форме:
>0, где S – энтропия внутреннего (i) и (е) внешнего процессов; равенство имеет место при обратимости процессов, неравенство при необратимости – особенность проявления второго закона термодинамики в живых системах – самопроизвольное стремление к минимуму удельного теплопроизводства.Однако, живые системы вряд ли можно отнести к линейным. Т.о. живой организм можно отвлеченно рассматривать как биохимическую фабрику.
Нужно также помнить об атрофическом (не пищевом) аспекте взаимоотношений живого и неживого. Неживое можно рассматривать как среду, определяющую условия жизни, в частности, убежище и температурные условия.
Происхождение живого.
Очевидно живое могло возникнуть только из неживого. Имеется несколько гипотез о механизме зарождения живого на Земле несколько: Опарина - Холдейна , Кардашева, создание живого всевышним. По гипотезе А.И.Опарина первичная атмосфера на Земле в основном состояла из водородных соединений (паров Н2О, аммиака, H2S, CH4, CO2) разряды в атмосфере привели к созданию (синтезу) аминокислот, что подтверждает эксперимент. Затем следовала их полимеризация и переход в белки и нуклеиновые кислоты (первичный питательный бульон ), из него выделялись целостные многомолекулярные системы, способные взаимодействовать между собой и адсорбировать из окружающей среды необходимые вещества. Из капель белковых соединений образовались первые живые существа.