Антропогенное энергопотребление как критерий устойчивости биосферы

Ни один биологический вид, включая человека, не имеет долговременной возможности выхода из отведенной ему эволюцией биосферы экологической ниши, определяющей долю потребления этим видом продукции биоты и других материальных и энергетических ресурсов Земли. Фактически к концу ХХ столетия человек как биологический вид далеко превысил отведенные ему пределы, что привело к выходу из устойчивого равновесия и процессам разрушения биосферы Земли.

Нагрузка на биосферу складывается из двух связанных между собой видов антропогенного воздействия: биопотребления – потребления части биоты в виде пищи (человеком и домашними животными) и древесины; энергопотребления – потребления энергии, в основном ископаемого топлива, в результате всех видов хозяйственной деятельности (промышленного и сельскохозяйственного производства, транспортных перевозок и т.п.). Исследование не затронутой деятельностью человека природы показывает, что в естественных сообществах млекопитающие потребляют не более 1 % продукции биоты (в энергетическом эквиваленте это составляет 10¹² Вт = 1 ТВт энергии в год). Оставшиеся 99 % (~99 ТВт) потребляются остальными видами сообщества, которые и содержат окружающую среду в состоянии равновесия. На сегодняшний день человек примерно в 7 раз превысил "разрешенную" ему долю в глобальном экологическом балансе.

Человек с ростом производства и потребления энергии, главным образом за счет невозобновляемых ископаемых органических ресурсов и древесины, уже в начале века вывел биосферу из области устойчивости в зону разрушения. Дальнейшее наращивание производства энергии даже втрое приведет к пересечению климатического предела и полному разбалансированию биосферы с катастрофическими последствиями. Основных причин, способствующих стремительному росту энергопотребления, две: во-первых, продолжающийся с большой скоростью рост населения планеты; во-вторых, быстрое развитие мирового промышленного и сельскохозяйственного производства с ростом общего уровня потребления.

2.2.4. Стратегии поведения человека и устойчивость биосферы

На сегодняшний день учеными и исследователями предлагается множество моделей возможного поведения человечества. Одна из них носит условное название "назад к природе". Она базируется на том, что человечество может развиваться только в условиях существования более или менее стабильных биогеохимических циклов, которые не должны истощать запасы невозобновимых ресурсов, многие из которых очень ограничены. Современные потребности человека в энергии могут быть покрыты источниками возобновляемой энергии лишь на 10–12 %. Следовательно, для того, чтобы человечество могло вписаться в естественные циклы биосферы, необходимо либо уменьшение в 10 раз количества жителей планеты, либо сокращение потребностей каждого из жителей планеты тоже приблизительно в 10 раз. А потребности американца должны быть снижены в 50 раз. В обозримом будущем это недостижимо, поэтому возврат человечества к структуре биогеохимических циклов естественной природы невозможен.

Другая крайняя идея – это идея автотрофности человека, то есть возможности создания целиком искусственной цивилизации, не зависящей от состояния биосферы и ее развития. Эта идея высказывалась еще представителями русского космизма. Но человечество рождено биосферой в процессе ее эволюции. Биосфера без человека существовала и будет существовать, человек вне биосферы существовать не может.

Очевидно, что оба эти крайних решения утопичны. Но существует еще целый ряд промежуточных вариантов, основная идея которых состоит в том, что если мы научимся не загрязнять окружающую среду промышленными отходами и не разрушать живой мир, то будущность гарантирована. Однако и это является заблуждением. Преодоление глобального экологического кризиса чисто технологическими и техническими средствами уже невозможно. Малоотходные технологии необходимы, но их недостаточно. И нужно отдавать себе отчет, что достаточных условий человечество пока не знает. Вероятнее всего, что сейчас в условиях нынешних технологий и при существующих стереотипах мышления мы их сформулировать не можем. Сегодняшняя глобальная задача человечества – сохранить биосферу и себя в биосфере. Если это удастся, то человечество вместе с биосферой войдет в новый этап ее эволюции – эпоху ноосферы.

На сегодняшний день наиболее приемлемой стратегией совместного существования природы и человечества является стратегия, основанная на концепции устойчивого развития, рассмотрение которой будет дано ниже (см. п.п. 3.3).

2.2.5. Влияние природных и социально-экологических факторов на здоровье населения

Понятие здоровья включает в себя сохранение и развитие биологических, физиологических и психологических процессов, трудоспособности и социальной активности, продуктивности труда, максимальной продолжительности жизни.

Изменения, происходящие в окружающей среде, отражаются на здоровье человека через реализацию его биологических, социальных или духовных потребностей, возможность удовлетворения которых в равной мере определяется внешними причинами и внутренним состоянием человека. Эти изменения могут найти отражение в таких показателях степени благополучия общества, как рождаемость, смертность, в том числе – детская, средняя продолжительность жизни, частота и структура заболеваний.

Не вызывает сомнения существование взаимосвязи здоровья человека с окружающей его природной средой и, в том числе, средой, измененной воздействием на нее человека. Однако окружающая человека природная среда – это мощный, но не единственный фактор, определяющий наше здоровье, физическое и психическое состояние, работоспособность и возможности адаптации к изменению внешних условий. Оценить последствия взаимодействия человека со средой возможно с использованием системного анализа, позволяющего рассмотреть всю совокупность факторов взаимодействия человека со средой. Обычно такая система взаимодействий базируется на антропоцентрическом подходе, т.е. принимая условие, что центром происходящих в системе взаимодействий между ее компонентами является человек.

Анализируя структуру воздействующих на человеческую личность факторов – компонентов антропоцентрической системы – и представив ее в форме круга (или сферы), в центре которого пребывает человек, можно вычленить сегменты (или зоны), взаимопроникающие друг в друга и одновременно достаточно дифференцированные по своим свойствам и по последствиям воздействия на человека. Эти сегменты:

· производственная сфера, в узком смысле слова – технологическая, обеспечивающая реализацию биологических, а также социальных и материальных потребностей человека;

· социальная сфера, объединяющая социальные институты человеческих обществ (популяций, формаций), призванная обеспечить социальные потребности человека как одного из разумных членов общества;

· информационная сфера, проникающая во все сферы окружающей человека среды и имеющая важнейшее самостоятельное значение в формировании личности человека, его жизненных ориентиров;

· духовная сфера, обеспечивающая духовные, интеллектуальные потреб­ности человека, определяющая уровень его культуры, интеллекта;

· природная сфера, включая измененные человеком элементы окружающей природной среды.

Каждая из этих сфер способна оказать внешние влияния на человека. Однако последствия их воздействия будут определяться еще и внутренним содержанием человека, его психической устойчивостью и физическим состоянием.

В местностях, заселенных людьми, а также в городах, поселках, деревнях основным определяющим показателем экологического благополучия является здоровье человека, здоровье людей, проживающих в данной местности. Однако экологическое благополучие есть необходимое, но еще недостаточное условие, обеспечивающее хорошее здоровье населения. Оно определяется также социальными и экономическими реалиями, уровнем медицинского обслуживания и рядом других факторов, лежащих вне экологической проблематики.

Взаимосвязь между здоровьем человека и состоянием окружающей среды можно кратко обозначить в следующих положениях:

1. Здоровье человека находится в определенных взаимосвязях с окружающей его средой.

2. При оптимально развивающихся взаимосвязях и взаимоотношениях человека со средой обитания его здоровье стремится к норме, а среда воспринимается, как "здоровая". Это условия равновесия, или гомеостаза, в которых человек может успешно осуществлять свои биосоциальные функции.

3. Если эти взаимосвязи и взаимоотношения сопровождаются отклонениями состояния здоровья человека от нормы, выражающиеся, в частности, в форме болезней, то среда оценивается как нездоровая.

4. Если эти взаимоотношения складываются таким образом, что человек не может выполнять своих биосоциальных функций, а жизнь в подобных условиях становится невозможной, среда оценивается как экстремальная.

Понятно, что здоровье человека далеко не всегда зависит напрямую от состояния окружающей среды. На него оказывает также влияние образ жизни, наследственность, какие-то факторы, воздействовавшие в прошлом. И тем не менее в статистических оценках здоровье общества, безусловно, является отражением и важнейшим интегральным показателем состояния окружающей среды урбанизированных территорий.

Человек, для того чтобы выжить во все более быстро изменяющихся условиях окружающей его среды, должен уметь приспосабливаться к этим изменениям. Различают три типа приспособительного поведения живых организмов: бегство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение ему и активная адаптация. Процессы и явления активного приспособления человека к окружающей среде, жизнедеятельности, а также обусловленные ими изменения в организме называют адаптацией. Цель и значение адаптации состоит в сохранении биологического гомеостаза – состояния динамического равновесия и постоянства состава и свойств внутренней среды организма и его физиологических функций в условиях действия на него интенсивных раздражителей физической, химической, биологической и социальной природы и обеспечивающих ответную реакцию организма, адекватную интенсивности раздражителя. Гомеостаз включает в себя два взаимосвязанных процесса: достижение устойчивого равновесия и саморегуляцию. В физиологическом смысле его следует рассматривать как сохранение того постоянства внутриклеточных условий, которое необходимо для жизни организма. Начиная с момента рождения, организм внезапно попадает в совершенно новые для него условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В ходе индивидуального развития факторы, действующие на организм, непрерывно видоизменяются, что требует постоянных функциональных перестроек. Процесс приспособления организма к общеприродным (климато-географическим), а также к производственным и социальным условиям представляет собой универсальное явление.

Канадский ученый Ганс Селье назвал факторы, воздействие которых на организм приводит к адаптации, стресс-факторами. Другое их название - экстремальные или адаптогенные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но и измененные условия существования в целом (например, перемещение человека на постоянное местожительство с Крайнего Севера на юг). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть природными и социально-экологическими, связанными с трудовой деятельностью.

Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о действии группы факторов того или иного характера. Так, например, все живые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям существования: определенному барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, определенному газовому составу окружающей среды и т.д. Эти природные изменения определенным образом зафиксированы во всех системах организма.

Социальные условия жизни человека породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться. Их число растет с развитием цивилизации. Так, с расширением среды обитания появляются совершенно новые для человеческого организма условия и воздействия, например, космические полеты приносят новые комплексы воздействий: невесомость сочетается с гиподинамией, изменением суточного режима жизни и т.д. Работа в горячих цехах или холодном климате создает факторы, требующие расширенного диапазона адаптации к крайним температурам. Выполняя свои служебные обязанности, человек вынужден приспосабливаться к шуму, вибрации, изменению освещенности и т.п. Загрязнение окружающей природы, включение в пищу большого числа синтетических продуктов, алкогольных напитков, злоупотребление медикаментами, курение – все это дополнительная нагрузка для гомеостазируемых систем организма современного человека. Переход к механизированным и автоматизированным формам труда сопровождается нарастанием нервно-психического напряжения и гиподинамией.

3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

3.1. Классификация природных ресурсов

Природно-ресурсный потенциал – это та часть природных ресурсов Земли и ближнего космоса, которая может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных энергетических, технических и социально-экономических возможностях общества без ущерба для возможности последующего устойчивого его развития.

Говоря о природных ресурсах, не следует забывать, что человек, являясь частью биосферы, также может быть отнесен к природным ресурсам. Здесь речь идет о таких видах ресурсов, как здоровье общества, его генетический фонд, интеллект, знания (информация) и умения.

Исходя из этого, все природные ресурсы правомерно подразделить на две категории: материальные и людские (социальные) ресурсы.

Материальные ресурсы принято классифицировать по трем признакам (рис. 3.1–3.3):

- по источнику происхождения;

- по использованию в производстве;

- по степени истощаемости природных ресурсов.

С природоохранной точки зрения важное значение имеет классификация ресурсов по степени истощаемости природных ресурсов. В экологическом плане истощение природных ресурсов– это результат несоответствия между безопасными нормами изъятия природного ресурса из природных систем и потребностями человека.

Ресурсообеспеченность – это соотношение между величиной запасов природных ресурсов и размерами их использования, которая выражается либо количеством лет, на которое должно хватить определенного ресурса, либо его запасами на душу населения. Ресурсообеспеченность является терри­ториальным показателем, т.к. на него влияет богатство или бедность конкретной территории природными ресурсами.

Экономические, экологические и другие показа­тели природных ресурсов обычно обобщают в виде кадастров. Кадастр – систематизированный свод сведений, количественно и качественно характеризующих оп­ределенный вид природных ресурсов или явлений, в ряде слу­чаев с их социально-экономической оценкой. Кадастры состав­ляют специально уполномоченные органы для комплексного учета природных ресурсов на территори­ях республик, краев и областей, рационального их использова­ния, для дифференциации платы за ресурсы и т.д. С помощью кадастра оцени­вают эколого-экономическое значение ресурсов, решают вопросы их охраны, другие практические вопросы.

Различают земельный, водный, лесной кадастр недр, жи­вотного мира, медико-биологический, промысловый и другие виды кадастров. Земельный кадастр включает данные регистрации земле­пользователей (собственники, пользователи, арендаторы), учета количества и качества земель, бонитировки (качественной оцен­ки земель). Водный кадастр – это свод систематизированных данных о водных объектах, водных ресурсах, режиме, качестве и ис­пользовании вод, а также о водопользователях. Лесной кадастр содержитсвод данных о лесах, степени их вовле­чения в эксплуатацию, качественном составе, запасах древеси­ны, ежегодного ее прироста и т.д.

3.2. Основные положения и принципы

В истории формирования природоохранной концепции можно выделить несколько последовательных этапов: видовая и заповедная охрана природы, поресурсная охрана, охрана природы, рациональное использование природных ресурсов, охрана среды обитания человека, охрана окружающей природной среды. Соответственно расширялось и углублялось само понятие природоохранной деятельности.

Охрана природы – это система естественнонаучных, технико-производственных, экономических и административно-правовых мероприятий, осуществляемых в пределах данного государства или его части, а также в международном масштабе и направленных на сохранение и контролируемое изменение природы, на поддержание её продуктивности и обеспечение рационального использования.

Интенсивная эксплуатация природных богатств привела к необходимости нового вида природоохранной деятельности – рационального использования природных ресурсов, при котором требования охраны включаются в сам процесс хозяйственной деятельности.

Охрана среды обитания человека – это понятие, близкое по смыслу к охране природы, но основное внимание здесь уделяется сохранению и формированию таких природных условий, которые наиболее благоприятны для его жизни, здоровья и благосостояния.

Охрана окружающей природной среды – новая форма во взаимодействии человека и природы, рожденная в современных условиях, она представляет систему государственных и общественных мер, направленных на гармоничное взаимодействие общества и природы, сохранение и воспроизводство существующих экологических сообществ и природных ресурсов во имя живущих и будущих поколений. Охрана окружающей природной среды тесно связана с природопользованием – одним из разделов прикладной экологии.

Природопользование – общественно-производственная деятельность, направленная на удовлетворение материальных и культурных потребностей общества путем использования различных видов природных ресурсов и природных условий.

Природопользование включает в себя:

а) охрану, возобновление и воспроизводство природных ресурсов, их извлечение и переработку;

б) использование и охрану природных условий жизни человека;

в) сохранение, восстановление и рациональное изменение экологического равновесия природных систем;

г) регуляцию воспроизводства человека и численности людей.

Природопользование может быть нерациональным и рациональным. Нерациональное природопользование не обеспечивает сохранение природно-ресурсного потенциала, ведет к оскудению и ухудшению качества природной среды, сопровождается загрязнением и истощением природных систем, нарушением экологического равновесия и разрушением экосистем. Рациональное природопользование означает комплексное научно обоснованное использование природных богатств, при котором достигается максимально возможное сохранение природно-ресурсного потенциала, при минимальном нарушении способности экосистем к саморегуляции и самовосстановлению. Полнота и комплексность использования ресурсов рассматривается как один из путей рационального природопользования, схема которого приведена на рис. 3.4.

Рациональное природопользование преследует двоякую цель:

– обеспечить такое состояние окружающей среды, при котором она смогла бы удовлетворить наряду с материальными потребностями запросы эстетики и отдыха;

– обеспечить возможность непрерывного получения урожая полезных растений, производства животных и различных материалов путем установления сбалансированного цикла использования и возобновления.

Одной из непременных составляющих идеи рационального природопользования является концепция безотходного производства. Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле (сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные ресурсы) и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство, при котором существуют отрицательные воздействия на окружающую среду, но они не превышают уровня, допустимого экологическими нормами.

При создании безотходных производств необходимо соблюдать ряд взаимосвязанных принципов:

– принцип системности, учитывающий существующие связи производственных, социальных и природных процессов;

– принцип комплексности использования ресурсов, требующий максимального использования всех компонентов сырья и топливных ресурсов;

– принцип цикличности материальных потоков, дающий возможность максимального сокращения изъятия новых ресурсов из окружающей среды посредством вовлечения уже отработавших материалов в повторные циклы использования (например, системы оборотного водоснабжения производств);

– принцип ограничения воздействия производства на окружающую природную среду, имеющий своей целью охрану природных и социальных ресурсов;

– принцип рациональности организации производства, определяющий требования разумного использования всех средств производства и сырья с одновременной оптимизацией по технологическим, экономическим и экологическим параметрам.

На современном этапе развития проблемы охраны окружающей природной среды рождается новое понятие – экологическая безопасность, под которым понимается состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прежде всего его прав на благоприятную окружающую природную среду.

Научной основой всех мероприятий по обеспечению экологической безопасности населения и рациональному природопользованию служит теоретическая экология, важнейшие принципы которой ориентированы на поддержание гомеостаза экосистем и на сохранение их потенциала.

Экосистемы имеют предельные границы своего функционирования, которые необходимо учитывать при антропогенном воздействии:

– предел антропотолерантности – устойчивости к негативному антропогенному воздействию, например, влиянию пестицидов, вредному для млекопитающих, птиц и т.п.;

– предел устойчивости против стихийных бедствий, например, действия на лесные экосистемы ураганных ветров, снежных лавин, оползней и др.;

– предел гомеостаза – способности к саморегуляции;

– предел потенциальной регенеративности – способности к самовосстановлению.

Экологически обоснованное рациональное природопользование должно заключаться в максимально возможном повышении этих пределов и достижении высокой продуктивности всех звеньев трофических цепей природных экосистем. Другими словами, экологически сбалансированное природопользование возможно лишь при использовании экосистемного подхода, учитывающего все виды взаимосвязей и взаимовлияний между средами, экоценозами и человеком.

В целом можно обозначить следующие наиболее общие экологические принципы использования и охраны природы:

– глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается, что требует от человечества научно-технического совершенствования, направленного на более широкое и полное использование этого потенциала;

– «экологичное – экономично», т. е. чем бережнее подход к природным ресурсам и среде обитания, тем меньше требуется энергетических и других затрат. Воспроизводство природно-ресурсного потенциала и усилия на его воплощение должны быть сопоставимы с экономическими результатами эксплуатации природы;

– все компоненты природной среды (атмосферный воздух, воду, почву и др.) необходимо охранять не по отдельности, а в целом, как единые природные экосистемы биосферы. Только при таком экологическом подходе возможно обеспечить сохранение ландшафтов, недр, генофонда животных и растений.

Согласно закону Российской Федерации об охране окружающей среды (1991) основными принципами охраны окружающей среды являются следующие:

— приоритет охраны жизни и здоровья человека;

— научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов;

— рациональное и неистощительное использование природных ресурсов;

— платность природопользования,

— соблюдение требований природоохранительного законодательства, неотвратимость ответственности за его нарушение;

— гласность в работе экологических организаций и тесная связь их с общественными объединениями и населением в решении природоохранных задач;

— международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды.

В качестве основных направлений решения вопросов по рациональному использованию природных ресурсов и охране природы необходимо выделить следующие направления:

1. Совершенствование технологии – создание экологически чистых технологий, внедрение безотходных, малоотходных производств, обновление основных фондов и др.

2. Развитие и совершенствование экономического механизма охраны окружающей среды.

3. Совершенствование административно-правового механизма охраны окружающей среды – применение мер административного пресечения и мер юридической ответственности за экологические правонарушения.

4. Организация и поддержка эколого-просветительских программ, направленных на гармонизацию общественного экологического мышления.

5. Развитие международно-правового направления в целях гармони­зации экологических международных отношений.

3.3. Концепция устойчивого развития

Термин "Устойчивое развитие" был сформулирован на "Конференции ООН по окружающей среде и развитию", состоявшейся летом 1992 года в Рио-де-Жанейро. Само название конференции свидетельствует о неразрывной связи возможностей развития с состоянием окружающей среды.

Конференция констатировала невозможность движения развивающихся стран по пути, которым пришли к своему благополучию развитые страны, поскольку характер потребления природных ресурсов и производства материальных благ в промышленно развитой части мира подрывает системы, поддерживающие жизнь на Земле; господствующая экономическая система рассматривает неограниченный рост как прогресс, не учитывая экологические ценности и ущерб. Эта модель цивилизации признана ведущей к катастрофе и в связи с этим провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на новую концепцию – концепцию устойчивого развития, под которой понимается обеспечение баланса между решением социально-экономических проблем и сохранением окружающей среды, удовлетворение основных жизненных потребностей нынешнего поколения с сохранением таких возможностей для будущих поколений. Устойчивое развитие – категория планетарная, относящееся ко всей земной цивилизации. Если человечество не сделает этого, то цивилизацию ожидает крах.

Приходится иметь в виду, что переход к устойчивому развитию – весьма сложный, долговременный и многофакторный процесс достижения равновесного взаимодействия между обществом и окружающей природной средой, гармонизации их отношений на основе соблюдения законов функционирования биосферы.

Понятно, что этот процесс не может не затрагивать весь комплекс внут­ренних проблем развития государства. Он включает в себя вопросы изменения структуры производства и потребления, инвестиционную политику, рацио­нального использования и воспроизводства природных ресурсов, экономической и экологической безопасности, социальной, научно-технической и региональной политики. И конечно же внешнеполитические аспекты, в которых экологические вопросы начинают играть все более заметную роль.

Для последовательного перехода Российской Федерации к устойчивому развитию Указом Президента РФ от 1 апреля 1996 г. №440 утверждена "Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию". Проект государственной стратегии состоит из 11 разделов, затрагивающих важнейшие направления перехода России к устойчивому развитию, и включает различные аспекты производственной, экономической, социальной и экологической деятельности. Основными направлениями перехода России к устойчивому развитию были приняты следующие:

– создание правовой основы перехода;

– разработка системы стимулирования экологически безопасной хозяйственной деятельности;

– оценка антропотолерантности экосистем страны и определение предельно допустимого на них воздействия;

– разработка систем охраны, поддержки и восстановления нарушенных компонентов биосферы и окружающей природной среды в целом;

– формирование эффективной системы организации устойчивого развития, включая систему обучения, просвещения и воспитания.

Совершить переход к новому типу взаимоотношений в мире, к новому характеру производства и потребления человечество сможет только в том случае, если все слои общества во всех странах осознают безусловную необходимость такого перехода и будут ему всемерно содействовать. Переход к устойчивому развитию требует безусловного искоренения стереотипов мышления, пренебрегающих ограничениями возможностей биосферы. Однако именно эта задача выработки нового общепланетарного сознания является самой сложной. Прежде всего она требует общего экологического образования населения планеты.

4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1. Воздействия человека на окружающую среду

и их глобальные последствия

Воздействие человека на окружающую природную среду может рассматриваться в разных аспектах в зависимости от цели изучения этого вопроса. С точки зрения экологиипредставляет интерес рассмотрение воздействия человека на экологические системы под углом зрения соответствия или противоречия действий человека объективным законам функционирования природных экосистем. Исходя из взгляда на биосферу как глобальную экосистему, все многообразие видов деятельности человека в биосфере приводит к изменениям: состава биосферы, круговоротов и баланса слагающих ее веществ; энергетического баланса биосферы; биоты. Направленность и степень этих изменений таковы, что самим человеком им дано название экологического кризиса. Современный экологический кризис связан с огромным рядом экологических проблем, далеко не полный перечень которых представлен ниже (по Н.Ф.Реймерсу, с уточнениями и добавлениями).

1. Изменение климата Земли в результате естественных геологических процессов, усиленных тепличным эффектом, вызываемым изменениями оптических свойств атмосферы выбросами в нее главным образом СО, СО₂, других газов.

2. Замусоривание околоземного космического пространства, последствия которого до конца пока не осмыслены.

3. Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с образованием так называемых “озоновых дыр”, снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации.

4. Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для биосферных объектов, включая человека и создаваемых им искусственных объектов.

5. Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, захоронений в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступлений загрязнений с атмосферными осадками и речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с регулирования рек.

6. Истощение и загрязнение всех видов источников и вод суши.

7. Радиоактивное загрязнение отдельных участков и регионов с характерной тенденцией распространения данного вида загрязнения по поверхности Земли.

8. Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков (например, кислотных дождей), неоптимального использования пестицидов и минеральных удобрений.

9. Изменение геохимии ландшафтов, в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например, концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу, высокоминерализованных подземных вод и рассолов.

10. Продолжающееся накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых и жидких отходов, в особенности практически неразлагающихся пластмасс.

11. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия.

12. Продолжающееся, а местами, усиливающееся опустынивание планеты, углубление процесса опустынивания.

13. Сокращение площади тропических лесов и северной тайги – основных источников поддержания кислородного баланса планеты.

14. Ухудшение или разрушение сред обитания живых организмов в результате всех вышеуказанных процессов; освобождение экологических ниш и заполнение их иными видами; потеря биосферного генофонда вследствие массового, лавинообразного исчезновение видов живого вещества Земли.

15. Изменение размера, энергетической и биогеохимической роли организмов, переформирование пищевых цепей, массовое размножение отдельных видов организмов.

16. Нарушение иерархии экосистем, увеличение системного однообразия на планете.

17. Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства.

18. Ухудшение среды жизнеобитания в перенаселенных городах и мегаполисах.

19. Исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко все более бедным рудам.

20. Усиление социальной нестабильности как следствие все большей дифференциации богатой и бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации, природных экологических катаклизмов.

21. Снижение иммунного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, включая Россию, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям характер.

4.2. Нарушение законов функционирования природных экосистем деятельностью человека

Как было рассмотрено выше, структурно биосфера представляет собой совокупность функционально связанных и иерархически соподчиненных отдельностей – экосистем. Такой взгляд на биосферу вытекает из принципа системной целостности – основного принципа современного научного знания. Именно потому, что отдельные составляющие функциональные, а не хаотично структурны, возникает системная целостность. В связи с этим одно из наиболее катастрофичных последствий деятельности человека связано с разрушением структуры экосистем и, следовательно, с разрушением структуры биосферы в целом как системной целостности. Очевидно, что система с нарушенной структурой уже не может выполнять своих прежних функций, поэтому, как правило, разрушение внутренней структуры экосистемы ведет к ее исчезновению с поверхности Земли. Установлено, что если разрушение затрагивает три и более уровней иерархии экосистем, то начинается сначала замедленный, а потом все более ускоряющийся процесс опустынивания – искажаются процессы образования почв, меняется химия среды, исчезают многие виды организмов. Процесс разрушения идет лавинообразно, и остановить его непросто.

Разрушение экосистем сопровождается исчезновением видов. Число разновидностей биологических организмов на нашей планете огромно и по имеющимся оценкам составляет не менее 5 млн (и только 1,5 млн из них подробно описаны). Специалисты утверждают, что в связи с деградацией природной среды ежегодно исчезают 10–15 тыс. разновидностей преимущественно простейших организмов. Это означает, что за будущие пятьдесят лет планета потеряет огромную долю своего биологического разнообразия, формировавшегося сотни миллионов лет. Многие разновидности исчезнут до того, как мы узнаем об их существовании.

Утрата биологического разнообразия происходит, главным образом, из-за разрушения среды обитания, чрезмерной эксплуатации сельскохозяйственных ресурсов, загрязнения окружающей среды, привнесения в сложившиеся экосистемы инородных растений и животных без учета законов их функционирования. Проблема исчезновения видов состоит не просто в том, что их невозможно восстановить, но и в том, что их место займут другие. Сейчас преимущественно исчезают виды с крупными особями, их заменяют виды более мелкие. Земля без лесов, населенная такими видами, будет совсем иной, чем сейчас. Изменятся круговороты всех веществ, газовый состав атмосферы, качество и количество воды в реках, другие условия жизни. Они могут оказаться совершенно не пригодными для существования человека и, в итоге он, возможно, исчезнет как биологический вид.

Существуют определенные закономерности замены экосистем в биосфере и видов в экосистеме при нарушении элементов окружающей среды. Их можно сформулировать следующим образом:

1) освобожденное место в экосистеме никогда не остается пустым;

2) крупные организмы исчезают раньше и их сменяют мелкие;

3) более эволюционно высокоорганизованные виды вытесняются низкоорганизованными, быстрее размножающимися существами;

4) всегда побеждают те, кто быстрее и легче изменяется, в том числе генетически.

Разрушение структуры экосистемы вследствие деятельности человека сопровождается стиранием функциональных границ между экосистемами. Это ведет к нарушению закона системного сепаратизма, который утверждает, что разнокачественные составляющие всегда структурно относительно независимы. Хотя все системы тесно взаимосвязаны, но все же относительно самостоятельны. Так, например, в теле человека есть сердце, печень, легкие, но нет сердце-печени, сердце-легкого и т.п. Отдельные части системы не могут быть беспредельно большими или маленькими, т.к. этому мешают необходимость выполнять определенные функции, а также информационные и энергетические ограничения.

Весь мир построен на законе оптимальности, утверждающем, что никакая система не может бесконечно сужаться или расширяться, она с наибольшей эффективностью функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах, называемых характерным размером системы. Кроме того что каждая система имеет оптимальные для функционирования размеры, она еще имеет вектор своего развития: развитие, эволюция всегда однонаправлены. При этом фазы развития природной системы могут следовать лишь в эволюционно закрепленном порядке от относительно простого к сложному. Этот закон часто игнорируют, пытаясь, например, вырастить хвойные культуры там, где согласно природной последовательности смены пород им должны предшествовать в сукцессионном развитии другие виды древовидных растений. Иногда такие культуры удается вырастить, но они либо заболевают, либо оказываются столь нежизнестойкими, что погибают от малейших отклонений в условиях среды обитания.

Известно, что любая система оказывает сопротивление воздействию извне, и чем больше интенсивность воздействия, тем сильнее сопротивление. В этом состоит основа принципа Ле Шателье-Брауна, утверждающего, что при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, выводящем систему из такого состояния, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип действует и в биосфере. Однако лишь до тех пор, пока внешнее воздействие не превышает некоторого порогового значения, после чего происходит саморазрушение системы. Установление нового равновесного состояния системы, при котором внешние факторы оказывают меньшее воздействие на экосистему, приводит к изменению самой экосистемы. Когда уже многие экосистемы изменены, меняются и их сочетания, затем по иерархии систем процесс может дойти до биосферы в целом. На сегодняшний день человечество переступило допустимый порог воздействия. Пока еще есть возможность восстановить действие этого принципа, приостановить саморазрушение биосферы. Главным условием для этого является сохранение глобальной биомассы планеты, целостности биоты Земли и экологического равновесия на планете. Выполнение этого условия требует неукоснительного выполнения человечеством двух условий:

1) соблюдения правила одного процента, утверждающего, что если конечное потребление энергии консументами высшего порядка (в т.ч. человеком) в природной системе превышает 1% от чистой первичной продукции, то это выводит систему из равновесного состояния, а затем разрушает;

2) сокращения антропогенного воздействия на биосферу.

4.3. Антропогенное воздействие и загрязнение окружающей среды

4.3.1. Классификация антропогенных воздействий

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, куль­турных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду. Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные).

К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное антропогенное воздействие на окружающую среду– это воздействие любых потоков вещества, энергии и информации, непосредственно образующихся в окружающей среде или планируемых в результате антропогенной деятельности и приводящих к отрицательным изменениям окружающей среды.

Основная часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т.е. осуществляется человеком со­знательно для достижения конкретных целей. Существуют и непроизвольные антропогенные воздействия, имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др. Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение.

Загрязнение окружающей природной среды – это поступление в неё любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений, а также экосистем и биосферы в целом.Загрязнение целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ.

По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т.д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

Весь комплекс загрязнений можно разделить по видам действующих факторов: химическое, физическое и биологическое (табл. 4.1). Кроме того, можно выделить ещё один вид загрязнения – информационное загрязнение, примером которого может служить световое воздействие на городскую флору, способное вызвать нарушение фотопериодических циклов у растений. При этом сам физический фактор (электромагнитное излучение) не является отрицательным. Негативное воздействие оказывает именно продолжительность и цикличность воздействия фактора.

Таблица 4.1 Виды загрязнений (по Н.Ф.Реймерсу, 1990)
Физическое	Химическое	Биологическое
- тепловое, - шумовое, - радиоактивное, - электромагнитное, - другое.	- тяжелые металлы, - пестициды, - выбросы в атмосферу, - СПАВ, - нефтепродукты и др.	- биогенное, - микробиологическое, - генная инженерия, - другое.

Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис. 4.1):

– ингредиентное (минеральное и органическое) как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т.д.);

– параметрическое, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);

– биоценотическое, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);

– стациально-деструкционное (стация – место обитания популяции, деструкция – разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.).

По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

Кроме представленных выше классификаций антропогенных воздействий, существуют и другие классификации, основанные на каком-либо выбранном признаке. Ниже приведен ряд примеров классификаций:

– по агрегатному состоянию химических загрязнителей (твердые, жидкие, газообразные, смешанные);

– по продолжительности воздействия (разовые, периодические, постоянные);

– по степени воздействия на природные системы (слабое, сильное, экстремальное, катастрофическое).

Источниками антропогенного загрязнения являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.

К настоящему времени воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. С развитием промышленности происходит постоянный рост числа загрязняющих веществ, появляется все больше новых ксенобиотиков (чуждых биосфере веществ), воздействие которых на природные экосистемы непредсказуемо. По данным Всемирной организации здравоохранения, в практике в настоящее время используется до 500 000 химических соединений. При этом около 40 000 обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 000 –токсичны. Наиболее распространенные загрязнители следующие: диоксид серы (с учетом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы); тяжелые металлы (в первую очередь свинец, кадмий, ртуть); некоторые канцерогенные вещества (в частности, бенз(а)пирен); нефть и нефтепродукты в морях в океанах; хлорорганические пестициды; оксид углерода и оксиды азота (в городах); радионуклиды.

Особенно сильно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношениях. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только выраженный локальный, но и глобальный характер.

4.3.2. Источники и последствия основных воздействий

4.3.2.1. Воздействие на атмосферу

Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

К естественным источникам загрязнения атмосферы относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется во времени.

Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека — диоксид серы (SO₂), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей, белее 70 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России. К основным источникам загрязнения атмосферы можно отнести:

– тепловые электростанции и котельные установки, где происходит сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд т углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860–1960 гг.) содержание СО₂ увеличилось на 18% (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. Происходят огромные выбросы сернистого газа в результате сжигания угля и мазута:

– металлургические производства (при производстве 1 т стали в атмосферу выбрасывается 40 кг твердых частиц, 30 кг оксидов серы, 50 кг оксида углерода и т.д.);

– химические производства, выбросы которых, имея сравнительно небольшой объем (около 2% всех промышленных выбросов), представляют огромную экологическую опасность вследствие высокой токсичности разнообразных примесей;

– выбросы автотранспорта, значительно увеличившие свое значение во второй половине ХХ в. Эти выбросы содержат бенз(а)пирен, оксиды азота и углерода, соединения свинца;

– выхлопы турбореактивных самолетов с оксидами азота и фторуглеродами, повреждающими озоновый слой Земли;

– загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке, погрузке различных материалов);

– вентиляционные выбросы производственного и бытового происхождения;

– локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны. Например, остров тепла в городах, потепление водоемов и т.п.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т. д.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении пространства в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства. Глобальное за грязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1) Возможное потепление климата (“парниковый эффект”). В настоящее время наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых “парниковых газов” – диоксида углерода (СО₂), метана (СН₄), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О₃), оксидов азота и др. Парниковые газы, и в первую очередьСО₂, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Следствием увеличения концентраций этих газов, создающих “парниковый эффект”, является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. За последние 100 лет наиболее теплыми были 1980, 1981,1983, 1987 и 1988 гг. В 1988 г. среднегодовая температура оказалась на 0,4⁰С выше, чем в 1950—1980 гг. Расчеты некоторых ученых показывают, что в 2005 г. она будет на 1,3 °С больше, чем в 1950—1980 гг. В докладе, подготовленном под эгидой ООН международной группой по проблемам климатических изменений, утверждается, что к 2100 г. температура на Земле увеличится на 2—4 градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связано с предполагаемым повышением уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т. д. Моделируя экологические последствия повышения уровня океана всего лишь на 0,5—2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и к другим неблагоприятным последствиям.

2) Нарушение озонового слоя, который охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20—25 км. Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее название “озоновой дыры”. С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. В настоящее время истощение озонового слоя признано все­ми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение “озоновых дыр”. Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.

3) Выпадение кислотных дождей. Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе – рН=2,3. Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы – свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер.

4.3.2.2. Воздействие на гидросферу

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому – вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязнения. Значительно реже наблюдается физическое загрязнение (радиоактивное, механическое и тепловое).

Химическое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи); токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.). При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод. Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов – сероводорода, метана.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение (стронций‑90, уран, радий‑226, цезий и др.).

Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:

1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.;

2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3) газодымовые выбросы;

4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Кроме поверхностных вод, постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважи