Общие понятия экологии. Глобальный экологический кризис

Сможет ли наша планета  накормить всех своих обитателей в будущем?

В течение многих лет  производство продуктов питания  возрастало значительно быстрее, чем численность мирового населения. Например, производство пшеницы возросло с 1950 по 1980 г. почти на 250 %, а численность населения — только на 170 %. В период 1950—1985 гг. производство зерновых увеличилось с 700 до более чем 1800 млн т. Это помогло удовлетворить растущий спрос на зерновые, вызванный ростом населения и доходов в развивающихся странах, а также увеличившимися потребностями в корме для скота в развитых странах.

В Европе в 1950—1984 гг. производство мяса утроилось, а молока удвоилось. Объем мирового экспорта мяса вырос с 2 млн т в 1950 —1952 гг. до более чем 11 млн т. в 1984 г., увеличилось производство и рыбопродуктов. Такой беспрецедентный рост производства продовольствия, называемый зеленой революцией

 

Рост населения сопровождался сокращением посевных площадей на душу населения в большинстве стран мира, в первую очередь в Африке. Поскольку площадь имеющихся в наличии пахотных земель сократилась, плановые органы и земледельцы сосредоточили свое внимание на повышении продуктивности.

С1950 по 1985 г. это было достигнуто благодаря:

• использованию новых сортов семян с целью максимального повышения урожайности, получения нескольких урожаев в год и большей устойчивости растений к болезням (рис. 7.7);
• более широкому применению химических удобрений, потребление которых возросло более чем в 9 раз (рис. 7.8);
• более широкому применению пестицидов и других ядохимикатов, использование которых возросло в 32 раза;
• увеличению орошаемых площадей, которые более чем удвоились.
• В странах Европы и Северной Америки 15% населения имеют избыточную массу. В США избыточная масса зарегистрирована у 60 % населения, 27 % жителей США страдают ожирением.

Площадь пахотных земель в развивающихся странах увеличивалась в 1980-х годах в среднем на 0,26 % в год. В то же время количество земли, приходящейся на одного человека, ежегодно сокращалось на 1,9%.

По данным 1990 г., в мире производится достаточно продовольствия, чтобы накормить каждого, но от недоедания страдают 800 млн человек (из 5,4 млрд). Каждый третий из общего числа умерших погибает от голода или от причин, связанных с недоеданием.

Таким образом, можно заключить, что население  мира в целом может быть обеспечено продовольствием. Однако для этого требуется достаточное снабжение водой, культивация почвы, применение элитного зерна для посевов, сохранение экологического равновесия.

2. Водные ресурсы

Вода —  один из наиболее важных видов природных ресурсов. Не все территории земного шара богаты естественной питьевой водой, достаточной для обеспечения проживающего там населения. Для регулирования правильного обмена веществ в организме человек ежедневно должен потреблять от 2 до 3 л воды. Вода необходима также для поддержания гигиены тела, приготовления пищи, уборки помещений и т.д.

По среднестатистическим оценкам, человеком ежедневно потребляется из источников, близких к дому, примерно 25 л воды. В квартирах с водопроводом, но без ванны, — от 40 до 70 л, а в квартирах со всеми удобствами от 250 до 400 л.

Общее суммарное потребление  воды в сутки в Лондоне составляет 300 л на человека, в Москве — 380 л (однако 20% воды в Москве не доходит до потребителя из-за утечек). Широко используется пресная вода на производстве и в сельском хозяйстве.

Во многих странах Азии, Африки и Латинской Америки ощущается острый недостаток воды. Здесь обеспечение самых минимальных потребностей людей в питьевой воде — большая проблема. Вместе с тем недостаточно высоко ее качество.

Свыше 1 млрд человек на планете не имеет доступа к  чистой воде.

В результате употребления недостаточно чистой воды ежегодно умирает от болезней более 2 млн человек, из них — 60% детей. Почти 75 % заболеваний и эпидемий обусловлено употреблением непригодной с гигиенической точки зрения воды.

3. Ископаемые ресурсы

 За последние 30 лет человечество израсходовало столько же минерального сырья, сколько за всю историю своего существования! Потребности в нем ежегодно возрастают во всех странах. К 2000 г. потребность в меди (принимая уровень 1970 г. за 100%) возросла в 4,8 раза; бокситах и цинке — в 4,2; никеле — в 4,7; нефти — в 5,2; газа — в 4,5 и угле — в 5 раз.

По данным, опубликованным в 1992 г., продолжительность обеспечения мировых потребностей известными запасами полезных ископаемых (при потреблении на уровне 1992 г.) выглядит следующим образом: железо — 63 года, алюминий — свыше 60 — 70 лет, титан — свыше 300 лет, хром — свыше 50 лет, ванадий — свыше 300 лет, марганец — 170 лет, платина — 90 лет, кобальт — 25 лет, никель — 100 лет, тантал — 45 лет, вольфрам — 40 лет. По данным 1996 г. [81], свинца хватит на 22 года, меди — на 28 лет, цинка — на 20 лет, олова — на 37 лет, молибдена — на 44 года, золота — на 17 лет, серебра — на 19 лет.

Ограниченность  минеральных ресурсов ставит серьезную  проблему создания ресурсосберегающих и энергосберегающих промышленных технологий.

 

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

Загрязнение окружающей среды.Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного уровня этих агентов в среде.

 

 

3.1. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ

СРЕДЫ

Вещества, отрицательно действующие на организмы и ведущие к заболеваниям, обычно объединяют в несколько групп. Важнейшие из них:

а) канцерогены - (лат. канцер ~ рак, генезис—происхождение) вызывают злокачественные новообразования. В настоящее время известно около 500 таких веществ. К наиболее сильным из них относятся бепзо(а)нирен и другие полициклические ароматические углеводороды, а также ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи, радиоактивные изотопы, эпоксидные смолы, нитриты, нитрозами-ны,асбестидр.;

б) мутагены ~ (лат. мутацио - изменение, перемена) вызывают изменения числа и структуры хромосом. К ним относятся: рентгеновское облучение, гамма-лучи, нейтроны, оеизо(а)пирен. колхицин. некоторые вирусы и др.;

в) тератогены (греч- терас, тератос — чудовище, урод) - вещества, вызывающие пороки индивидуального развития, уродства. Тератогеном может быть практически любой фактор, действие которого превышает оптимальный уровень. Часто в качестве те-ратогенов выступают мутагены, а также такие загрязнители, как пестициды, удобрения, шум и т. п.

Иногда выделяют также змбриогены (греч. эмбрион — зародыш) - вещества, вызывающие нарушения эмбрионального развития. В качестве эмбриогенов часто выступают тератогены, мутагены и другие вещества (например, алкоголь, наркотики и т. п.).

1. Опасные неорганические  вещества.

Алюминий - Гибель нервных клеток, паралич сердечной мышцы.

Мышьяк - Раковые заболевания, рак кожи

Кадмий – паралич, заболевания цнс, цироз печени. Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению работы почек и вызывает необратимые изменения в скелете. Самые ранние симптомы его — поражение почек, нервной системы, половых органов. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Типично также нарушение функции легких.

Медь – нарушение функций мозга, шизофрения,  ЗН,

Хром (6 валентный) - нарушение углеводного обмена, ЗН,

Фтор – кариез или флюороз зубов,

Свинец – заболевания ЦНС, энцефалопатия, лейкимия.

Отравление  человека ртутью известно как болезнь Минимато.

 

2. Опасные дли  здоровья органические вещества

1.  Вредное воздействие  нитратов на организм человека

1. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы вос 
   станавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемо 
   глобином крови и окисляют в нем двухвалентное железо в трех 
   валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, кото 
   рый уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается 
   нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипо 
   ксия), вследствие чего накапливается молочная кислота, холесте 
   рин и резко падает количество белка.
2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, так как их фер 
   ментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина 
   в гемоглобин идет медленно.

3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) ки 
шечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядо 
витые вещества — токсины, в результате чего происходит токси- 
кация, т. е. отравление организма. Основными признаками нитрат 
ных отравлений у человека являются:

а) синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

б) тошнота, рвота, боли в животе;

в) понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков 
глаз;

г) головные боли, повышенная усталость, сонливость, сниже 
ние работоспособности;

д) одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери со 
знания;

е) при выраженном отравлении — смерть.

4. Нитраты снижают содержание в пище витаминов, которые 
   входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормо 
   нов, а через них влияют на все виды обмена веществ.
5. У беременных женщин происходят выкидыши, а у мужчин — 
   снижение потенции.
6. При длительном поступлении нитратов в организм человека 
   (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, 
   что приводит к увеличению щитовидной железы.
7. Установлено, что нитраты в значительной степени влияют на 
   возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте.
8. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в 
   результате чего понижается кровяное давление.

Ученые полагают, что в организме человека нитраты  превращаются и в другие нитросоединения, прежде всего в нитроамины.

Нитроамины способствуют образованию злокачественных опухолей и могут быть причиной 70 — 90% случаев онкологических заболеваний, возникновение которых приписывают действию факторов окружающей среды.

Пути попадания нитратов в организм человека

Нитраты попадают в организм человека различными путями:

1) через продукты питания:

а) растительного происхождения,

б) животного происхождения;

2. через питьевую воду;
3. через лекарственные препараты.

Часть нитратов может  образоваться в самом организме  человека при его обмене веществ. Нитраты поступают в организм человека также с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязненная питьевая вода вызывает 70 — 80 % всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ, по этой причине заболевает более 2 млрд человек на Земле, из которых 3,5 млн умирает (90 % из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200 мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев.

Нитраты попадают в организм человека также через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500 мг нитратов На 100 г сухого вещества.

Способы снижения влияния нитратов в растениях  на организм человека

1. Количество  нитратов снижается при термической  обработке овощей

2. Так как нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав выбрасывать стебли и использовать только листья.
3. Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, так как при температуре 2 "С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества — нитриты.
4. Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека, надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е, так как они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов.

 Опасные дли здоровья органические вещества

Среди органических соединений наиболее опасны галогенированныс углеводороды и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Галогенированные углеводороды. К -этой группе относятся органические соединения, в которых один или несколько атомов углерода замещены хлором, бромом, йодом или фтором, Наиболее распространены хлорированные углеводороды. Многие из них весьма устойчивы, легко поглощаются организмами и усиленно накапливаются в отдельных органах и тканях. К ним относятся поливннилхлорид. или ПВХ; полихлорированные бифенилы, или ПХБ, ДДТ (пестицид), тетрахлорфснол и тет-рахлорэтилен (растворители). В эту же группу входят сильноядовитые вещества - диоксины. Рассмотрим кратко некоторые из названных углеводородов.

Наиболее  распространенный полимер — полиэтилен (около 40% производства пластмасс) используется для упаковки товаров, в производстве посуды, крышек для консервирования, при изготовлении игрушек, мебели, строительных материалов. Он долго не разлагается.

Не рекомендуется  в изделия из полиэтилена наливать горячую воду, так как при повышенных температурах более активно мигрируют низкомолекулярные соединения и их количество может превысить допустимый уровень, т.е. сделать воду небезопасной для здоровья человека. Нецелесообразно хранить в полиэтилене и хлебобулочные изделия, особенно черный хлеб.

Другой синтетический  полимер — полиамид используется для производства текстильных волокон и как компонент твердых пластмасс.

Полистирол (15% производства пластмасс) применяется для изготовления посуды, игрушек, облицовочных плиток, мыльниц, линеек и т. п.

Тефлон — одно из торговых названий политетрафторэтилена. Сковородки с тефлоновым покрытием нельзя перенагревать (образуются ядовитые пары). Нельзя применять сковородки с поцарапанным покрытием, так как частицы тефлона могут попасть с такой посуды в пищу, а кроме того, места с нарушенным тефлоновым покрытием особенно легко перенагреваются.