Отходы — один из важнейших факторов антропогенного загрязнения

В России эксплуатируется более 300 тыс. км газопроводов, 40 тыс. км нефтепроводов, 25 тыс. км продуктопроводов, на которых ежегодно происходит до 50 тыс. аварий. Срок службы трубопровода в среднем 20 лет, но на 1999 г. из них находилось в эксплуатации со сроком службы 39 лет — 12%, более 20 лет — 34%, а требовали ремонта 35 тыс. км и вывода из эксплуатации 8 тыс. км трубопроводов. В стране ежегодно происходит до 700 разрывов нефте- и газопроводов с выливом миллионов тонн нефти.

До сих пор взрывчатые вещества и средства воспламенения, смесевые ракетные топлива сжигаются (подрываются) на открытых площадках без использования средств очищения образующихся вредных веществ, в частности таких, как гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца, тетразен (взрыватели). Не меньше вреда ОС приносят непрерывные военные конфликты и «умиротворения» последнего времени.

Безопасность продуктов питания и продовольственного сырья относят к основным факторам, определяющим здоровье человека. Экологически чистые и безопасные для здоровья человека считаются продукты, не содержащие токсичных веществ, не обладающие канцерогенными, мутагенными или иными неблагоприятными воздействиями на живой организм. Результатом невыполнения этого требования становятся негативные тенденции в состоянии здоровья населения: сокращение продолжительности жизни, возрастание заболеваемости и смертности, учащение случаев появления неполноценного и (или) нежизнеспособного потомства.

Нельзя сбрасывать со счетов процесс поглощения и усвоения веществ живыми организмами. Состояние насыщения (равновесное состояние) в процессе усвоения достигается, если поступление вредных веществ в организм и их выведение из него происходит с одинаковой скоростью, а установившаяся в организме при этом концентрация продукта называется концентрацией насыщения. Если она выше, чем концентрация в окружающей среде или продуктах питания, то происходит аккумуляция (накопление) химических продуктов в живом организме.

Характер аккумуляции зависит от вида организма. Так, для водных организмов (например, рачков) биоаккумуляция представлена в таблице.

Содержание некоторых химических элементов в морской воде и в теле рачка (мас. %)

Примечание. Коэффициент обогащения (аккумуляции) определяет отношение концентрации вещества в организме к концентрации того же вещества в ОС или пище. Если он ниже 1, то происходит абиотическое накопление данного вещества в ОС; а если более 1, — в живом организме (наибольшее обогащение рачков наблюдается по фосфору).

В водных средах обычно не выявляется экологическое обогащение в различных звеньях питания, за исключением конечного звена в цепи питания (например, у хищных рыб обнаруживаются более высокие концентрации некоторых вредных веществ). У наземных организмов также по-разному происходит аккумуляция химических веществ. Например, у дождевых червей наблюдается слабое обогащение организма химикатами, что зависит от наличия почвенных растворов, физико-химических свойств веществ, типа почвы и окружающей среды. У высших наземных животных (особенно диких) такие закономерности проследить точно не представляется возможным из-за отсутствия достоверных данных об их питании.

В понятие ОС входят различные факторы живой (биотические факторы) и неживой (абиотические факторы) природы, с которыми взаимодействуют организмы. Окружающая природная среда прямо или косвенно влияет на состояние, развитие и рост организма, его выживаемость и размножение. При этом ряд факторов, среды крайне необходим для него (кислород, вода, пища, витамины, некоторые минеральные вещества). Все разнообразие факторов можно разделить на группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы ОС — это комплекс условий неорганической среды, влияющий на жизнедеятельность организма. Они могут быть химическими (пресность воды, состав атмосферы, почвы, отложений) или физическими (температура, давление, ветер, влажность, радиация).

К биотическим факторам относят совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие (растения — корм для животных, животные — пища для хищников). Растения определяют численность и тип животных, питающихся ими, а хищники — численность этих животных и наоборот. Они действуют как непосредственно, так и косвенно (через ОС: например, влияние микроорганизмов на состав почвы). Взаимоотношения организмов определяются и в химическом воздействии их друг на друга. Выделяемые растениями (колины, фитонциды) или микроорганизмами (антибиотики) вещества оказывают либо угнетающее, либо стимулирующее действие на различные организмы.

Отметим ряд типов биотических отношений:

1. конкуренция — межвидовые взаимоотношения, при которых популяции в борьбе за пищу (место обитания) ведут борьбу друг с; другом и в результате два вида, незначительно различающиеся спецификой питания, поведением, образом жизни, редко сожительствуют в одном обществе;
2. хищничество является формой межвидовых отношений, при которой один вид живет за счет другого — это важный фактор естественного отбора, так как жертвы и хищники активно участвуют в совершенствовании друг друга;
3. паразитизм обеспечивает жизнь одного организма (паразита) за счет другого (хозяина) — это пример сожительства;
4. симбиоз — обоюдовыгодное сожительство разных видов;
5. зоохория является одной из форм межвидовых взаимоотношений (например, животные распространяют семена или споры растений);
6. аллелопатия — взаимодействие организмов посредством специфически действующих химических продуктов обмена веществ.

Антропогенные факторы — это совокупность воздействия деятельности человека (в основном производственной) на органический мир, что приводит к изменению рельефа, химического состава ОС, климата региона (планеты), перераспределению пресной водьь В результате происходит исчезновение биогеоценозов, появление искусственных агробиогеоценозов, уничтожение вредных для человека видов растений и животных, возделывание культурных растений.

Условием существования организма является наличие в ОС комплекса определенных элементов. Адаптация организма к существованию в изменяющихся условиях вырабатывалась в течение длительного периода жизни его предшественников в данной географической зоне и в конкретной группировке растений и животных. Вмешательство человека приводит к уменьшению численности редких растений на десятки видов за год, не меньший вред причиняется охотничье-промысловой фауне, дарам морей, лесов и водоемов (лесные пожары, браконьеры, обмеление водоемов и ухудшение их санитарного состояния).

Экологи пришли к выводу, что условия ОС осваиваются организмами на уровне биологических макросистем: популяций, биоценозов, биогеоценозов.

Основными формами существования видов животных, растений и микроорганизмов в ОС являются популяции (внутривидовые группировки) или биоценозы (многовидовые сообщества).

Биогеоценозы (экосистемы), как и входящие в них организмы и популяции, устойчивы. Их стабильность создается и регулируется взаимодействием при круговороте вещества и потоков энергии.

Энергия экосистем — это питание организма, которое образуется из звеньев:

1. производители (продуценты) — это зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза создают органическое вещество — первичную биологическую продукцию, аккумулируют энергию;
2. потребители (консументы); питающиеся растениями или другими гетеротрофами (это фитофаги, плотоядные животные и хищники);
3. редуценты (деструкторы), разрушающие органические вещества (микроорганизмы, грибки).

Между этими звеньями осуществляется передача вещества и энергии, происходят их потери (на дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела). Важное значение для сохранения жизни на земле имеет такой мощный источник энергии как солнце. Растениями используется не более 0,2% солнечной энергии, передающейся земле (до 30% энергии солнца рассеивается в атмосфере, 20% поглощается облаками и до 50% расходуется на обеспечение теплового режима).

Ученых все больше начинают беспокоить виды энергии, существенно влияющие на естественные процессы, протекающие в живых организмах. Различные виды и отдельные организмы имеют некоторый диапазон терпимости (толерантности) по отношению к изменениям химических и (или) физических факторов окружающей среды (температура, геомагнитные колебания, свет, солнечная активность, влажность). Диапазон толерантности определяет допустимое колебание факторов, обеспечивающих существование популяции, когда уровень одного или нескольких физических или химических факторов может выйти за пределы диапазона толерантности различных видов организмов.

Особи, ослабленные болезнями, обычно более подвержены стрессам, чем здоровые организмы, а уровни толерантности видов животных намного ниже в молодом возрасте (защитные силы организма еще недостаточно развиты), чем у взрослых особей. Адаптация к медленному изменению условий (акклиматизация) может оказаться не только полезной, но иногда и опасной. С каждым следующим изменением организм приближается к предельному уровню толерантности и достижение порогового эффекта (т.е. очередное небольшое изменение факторов может оказаться критическим) может повлечь за собой болезненную реакцию, снижение продуктивности или фатальный исход. Фактор, тормозящий рост популяции видов в экосистеме, называют лимитирующим. Для наземных экосистем таким фактором может оказаться наличие воды, воздуха, температура, интенсивность солнечной энергии.

Быстрое увеличение населения Земли, неукротимый рост промышленности, развитие транспорта и энергетики, интенсификация сельского хозяйства и ряд других антропогенных факторов привели к резкому усилению воздействия: человека на природные процессы и разрушению сложившихся экосистем. В искусственно создаваемых неустойчивых сообществах (агробиоценозах), занимающих огромные регионы и постоянно зависящих от деятельности человека, возникают новые взаимоотношения между растениями (в том числе культурными), вредителями сельскохозяйственных культур и сорняками.