Биологическое и физическое разрушение и загрязнение природной среды

Биологическое и физическое разрушение и загрязнение природной среды. С момента своего появления на Земле человечество оказывает постоянно нарастающее воздействие на состав и структуру экологических систем, истребляя одни виды живых организмов и способствуя, вольно или невольно, распространению и процветанию других видов. Вырубая леса и распахивая степи, человек лишает огромное число видов их мест обитания, и ежегодно с лица Земли исчезают тысячи видов, о существовании большинства которых науке даже не было известно. Тем самым подрывается видовое разнообразие биосферы — одна из основ её устойчивого существования. Мы же замечаем исчезновение только крупных животных — мамонтов, туров (дикие предки наших коров), китов, ламантинов (морских коров), некоторых видов птиц. Наряду с этим человек способствует внедрению в экосистемы новых для них видов. Иногда это проходит более или менее безболезненно, но может приводить к тяжёлым последствиям. Общеизвестны печальные результаты интродукции кроликов в Австралии, где они стали вытеснять местные эндемические виды из их экологических ниш, или появления колорадского жука на Евразийском континенте. В обоих случаях виды-мигранты попали в благоприятную для них среду, где не имели естественных врагов. И вследствие этого был нанесён огромный вред местным экосистемам и прежде всего сельскому хозяйству.

В огромных урбанизированных регионах, таких как Северо-Восток США, Мехико с пригородами, Москва с городами-спутниками, образуются специфические полностью антропогенные экосистемы, в которых наряду с приятными для человека соседями поселяются полчища крыс, мышей и тараканов. С древних времён человечество осознало опасность соседства прожорливых грызунов, не только истреблявших запасы зерна, но и носителей страшных эпидемических заболеваний, прежде всего чумы, а также гепатита, геморрагических лихорадок, лептоспирозов и туляремии. Недаром вид одной дохлой крысы, погибшей от неизвестной причины, вызывал панику в средневековом городе. Древние египтяне были пионерами в экологически грамотном подходе к борьбе с вредителями, когда сделали кошку священным животным. В известном смысле цивилизация обязана своим развитием именно домашней кошке, издревле спасавшей зернохранилища от разорения, а людей — от голода и чумы [1] . В этом отношении действия многих современных городских властей представляются по меньшей мере безграмотными. Вместо того, чтобы вкладывать деньги и силы в очистку городов от мусора и пищевых отходов, они тратят огромные средства на ядохимикаты, к которым грызуны быстро адаптируются. В то же время эти яды уничтожают бродячих кошек, и в результате возникает эффект, обратный желаемому, — происходит очередная вспышка численности мышей и крыс.

Другой тип биологического загрязнения, представляющего собой прямую угрозу для людей, — это бактериальное загрязнение пресных вод и почвы. Оно возникает из-за отсутствия или неисправности канализационных систем, а также неправильного размещения полигонов для хранения отходов. Фекальные массы — основное депо инфекции — попадают в источники пресной питьевой воды и в море вблизи курортных зон как со сточными и талыми водами, так и путём просачивания из необустро-енных выгребных ям и при авариях на очистных сооружениях. Много веков человек пытался обеспечить себя чистой водой. Но до начала XX века основной целью водоочистки было удаление ила, для чего в основном использовались песчаные фильтры, а не обеззараживание воды.

В начале XX века появились мощные универсальные средства предупреждения эпидемий инфекционных заболеваний: хлорирование воды [2] и пастеризация продуктов питания, особенно молока. К наиболее опасным патогенным микроорганизмам, переносимым водой, относятся: холерный вибрион, сальмонеллы, вызывающие брюшной тиф и паратифозные заболевания, шигел-лы, вызывающие дизентерию, и вирусы гепатита. Контроль качества воды по наличию в ней патогенных микроорганизмов весьма проблематичен, так как обнаружить и распознать их среди огромного числа безвредных бактерий почти невозможно. Поэтому в качестве критерия попадания фекальных остатков в питьевую воду используют наличие в чистой воде бактерий, сходных с абсолютно безвредной кишечной палочкой коли — так называемый коли-индекс. Обычно вода считается чистой, если в 1 литре её содержится не более 10 таких бактерий. Это очень малая величина, так как в 1 литре неочищенных сточных вод содержится до 1 миллиарда кишечных палочек. За последние десятилетия всё большую роль начинает играть простое механическое загрязнение.

Окрестности многих крупных городов буквально завалены отходами и мусором. Завалены мусором берега и дно рек и озёр. Иногда этот мусор биологически и химически пассивен (полиэтилен и другие пластиковые материалы, стекло), но даже в этих случаях он делает значительные пространства малопригодными для жизни и человека, и диких животных. В других случаях, медленно разлагаясь, он к тому же отравляет почву и воду. Особую опасность представляет разлив нефтепродуктов.

Масляные пятна на поверхности воды практически полностью прекращают газообмен между водой и атмосферой. Плёнка этих пятен по толщине близка к мономолекулярной, поэтому одна тонна нефтепродуктов, разлитая на поверхности воды, способна сделать непригодной для жизни несколько квадратных километров водного пространства. Загрязненная нефтепродуктами почва практически перестаёт «дышать», и в ней погибают все почвенные организмы. Сквозь почву нефтепродукты проникают в грунтовые воды, делая их непригодными для использования. Нефтепродукты разлагаются очень медленно, и отравленные воды и почва самоочищаются очень долго. Загрязнение природной среды может носить не только материальный, но и энергетический характер. Крупные электростанции, а также заводы используют для охлаждения оборудования огромные объёмы воды.

Эта нагретая вода часто сбрасывается в природные водоёмы, вызывая их перегрев — тепловое загрязнение и тем самым нарушая нормальное функционирование природных экосистем. Ещё один тип физического воздействия на природные объекты связан с использованием быстроходных катеров и моторных лодок на небольших реках и пресноводных озёрах. Поднимаемые этими судами волны размывают берега, при этом обнажаются корни растущих на них деревьев, что ещё более ускоряет процесс разрушения берегов, ведёт к заиливанию и гибели водоёма. Поэтому использование лодок с моторами на озёрах категорически запрещено в скандинавских странах. К сожалению, подобный запрет далеко не везде введён в России и там, где введён, не всегда исполняется. Шумовое загрязнение свойственно крупным городам и поселкам, расположенным вдоль автомобильных трасс и вблизи аэродромов. Человеческое ухо весьма совершенный механизм, способный различить ничтожный поток энергии звуковых волн: порог слышимости человека с хорошим слухом составляет около 10 -12 Вт/м 2 . Болевой порог интенсивности звука составляет около 10 Вт/м 2 (это шум реактивного самолёта на расстоянии 50 м), то есть превышает порог слышимости в 10 13 раз. Чтобы выразить такой гигантский диапазон интенсивностей звука прибегают к логарифмической шкале. где / — интенсивность звука, выраженная в децибеллах (сокращённо — дБ), Е — измеряемый поток энергии звука и Е 0 = 10- 12 Вт/м 2 — эталонный поток звуковой энергии, принятый равным порогу слышимости.

Таким образом, болевой порог составляет 130 дБ. Логарифмическая шкала интенсивностей удобна ещё и тем, что субъективно мы также воспринимаем громкость звука в масштабе, близком к логарифмическому, и рост интенсивности на 10 дБ соответствует примерно удвоению громкости. Типичные уровни шума выглядят так: • тихая сельская местность — 20—30 дБ; • обычный разговор — 40—50 дБ; • салон легкового автомобиля, пылесос — 60—70 дБ; • тяжёлый дизельный грузовик — 90 дБ; • шумный заводской цех — 100 дБ; • выстрел из ружья вблизи уха — 160 дБ. Шум, превышающий 100 дБ, заведомо ведёт к повреждению слуха при систематическом воздействии. При постоянном воздействии шум, превышающий 80—90 дБ, может вызвать психические нарушения, прежде всего тяжёлое расстройство сна. Вместе с тем равномерный шум, имеющий природное происхождение, например шум морского прибоя или дождя, не влияет на здоровье. Всё дело именно в равномерности во времени и по спектру (гармоническому составу). Наиболее опасны для сна именно стук, внезапные всплески. Одинокий мотоциклист в ночном городе способен разбудить тысячи людей. Для нарушения сна и даже снижения работоспособности достаточно одиночных всплесков в 40—50 дБ на фоне тишины или равномерного шума в 20 дБ. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) постоянный шум в 70 дБ вызывает нервно-психические расстройства, а также изменения слуха и даже состава крови. Между тем подобный уровень шума наблюдается, например, на 30 % территории Москвы. Мощное развитие всевозможных видов радиосвязи, использующих всё более коротковолновые диапазоны, то есть всё более высокие частоты, привело к тому, что пространство урбанизированных регионов насыщено микроволновым излучением. Прямых доказательств вредного влияния сантиметровых радиоволн на здоровье пока нет, также как не изучены возможные механизмы такого влияния. Следует, однако, иметь в виду, что длины сантиметровых волн соответствуют размерам органов человеческого тела, которые, таким образом, оказываются приёмными антеннами, настроенными в резонанс для этих волн. Например, длина волн, используемых во многих беспроводных и мобильных телефонах, равна примерно 17 см (частота 1800 МГц), что как раз соответствует обычному диаметру человеческой головы. Поэтому органы здравоохранения Великобритании, вполне возможно, поступают разумно, рекомендуя детям и подросткам воздерживаться от пользования мобильными телефонами. Другим источником интенсивных микроволн являются бытовые микроволновые печи для приготовления пищи. Как правило, они излучают на частотах около 3 ГГц или выше, то есть с длинами волн менее 10 см, и это излучение прекрасно захватывается органическим веществом приготовляемых продуктов. Само собой, кванты этого излучения не отличают живую органическую ткань от мёртвой. Защитные сетки-экраны в дверцах микроволновых печей ослабляют излучение не более чем вдвое. Поэтому, если вы находитесь перед дверцей печи на расстоянии в 1 м, то уровень облучения, воздействующий на вас, всего в 200—500 раз ниже, чем тот, что действует на приготовляемые продукты. Комментарии излишни! Чем короче длины волн, тем выше энергия отдельных квантов излучения. Излучение с длинами волн от 1 мм до 0,77 мкм (инфракрасное излучение) воспринимается нами как тепловое излучение. Видимый свет занимает сравнительно узкую область от 0,39 до 0,77 мкм. Мягкое ультрафиолетовое излучение заставляет нашу кожу защищаться — возникает загар. К контактам с этими видами излучения биота не только приспособилась, но использует их как источник энергии [3] . От опасного для всего живого жесткого ультрафиолета и ещё более жестких видов радиации, приходящих из космоса, — потоков частиц и квантов рентгеновского и у-излучения — поверхность Земли защищена верхней атмосферой. В естественных условиях на поверхности Земли присутствует только фоновая радиация, часть которой (от 20 до 50 %) имеет космическое происхождение, а остальное есть следствие распада радиоактивных элементов, находящихся в земной коре. [1] Целый ряд мелких хищников также являются отличными истребителями домашних грызунов. Но только кошка обладает полным набором достоинств, делающим её практически незаменимой на этом поприще. [2] В настоящее время всё чаще вместо хлорирования используется озонирование. Этот метод гораздо эффективнее и не ухудшает, а повышает вкусовые качества воды, но стоит несколько дороже. [3] Это прежде всего обусловлено тем, что энергия квантов у этих типов излучения недостаточна для ионизации любых атомов в отличие от рентгеновского и радиоактивного излучений.