«Общая биология. 11 класс». В.Б. Захаров и др. (гдз)

Хозяйственная деятельность человека — основная причина загрязнения окружающей среды

Вопрос 1. Что является причиной и каковы последствия загрязнения атмосферы?
Основными источниками загрязнения атмосферы служат автомобили и промышленные предприятия. По оценкам ученых, ежегодно в атмосферный воздух поступает более 200 млн т оксида и диоксида углерода, 150 млн т сернистого газа, более 50 млн т оксидов азота, примерно столько же углеводородов. Кроме того, в атмосферу выбрасывается большое количество мелкодисперсных частиц, образующих так называемый атмосферный аэрозоль (от 200 до 400 млн т ежегодно). За счет сжигания угля в энергетических установках в окружающую среду поступают ртуть, мышьяк, уран, кадмий, свинец и другие элементы в количествах, превышающих возможности вовлечения их в естественный круговорот веществ. Работа автотранспорта и экологически грязных предприятий в промышленных центрах приводит к тому, что воздух над ними содержит в 150 раз больше пыли, чем над океаном, и простирается на высоту 1,5—2 км, задерживая значительную (от 20 до 50%) часть солнечных лучей. Следует учитывать при этом, что часть газов, выделяемых автомобилями (СО, СО₂ и др.), тяжелее воздуха и скапливается у поверхности земли. Необходимо особо остановиться на последствиях увеличения концентрации СО₂ в атмосфере. В результате непрерывно возрастающего сжигания органического топлива за последние 100 лет содержание СО₂ возросло на 10%. СО₂ препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый парниковый эффект. По расчетам ученых, дальнейшее повышение концентрации СО2 в атмосфере создаст условия для повышения планетарной температуры, что вызовет отступление границы полярных льдов к северу и повышение уровня Мирового океана. В сельской местности загрязнителями воздуха являются аммиак, сероводород и пестициды. Наиболее опасен сернистый газ (SО₂). Он вызывает разрушение хлорофилла, засыхание листьев и хвои, разрушение пыльцевых зерен. Растворяясь в воде атмосферы, он выпадает с осадками в виде серной и сернистой кислот, нанося вред всему живому. Пары различных углеводородов (ацетилена, этилена, метана и др.), смешиваясь с парами воды, образуют ядовитый туман — смог.

Вопрос 2. Каковы причины возможного возникновения «водного голода» в ряде регионов мира?
Основная причина загрязнения водных бассейнов — сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными и коммунальными предприятиями. С сельскохозяйственных угодий смываются и попадают в реки минеральные удобрения и ядохимикаты. К традиционным минеральным, органическим и бактериальным загрязнителям водоемов в последние десятилетия добавились все возрастающие количества поверхностно-активных синтетических веществ, входящих в состав моющих средств и нефтепродуктов. На обезвреживание сточных вод расходуется более 10% общего стока рек земного шара.
Загрязнение служит причиной ухудшения качества питьевой воды и причиной гибели нерестилищ ценной промысловой рыбы.
Масштабы использования водных ресурсов постоянно увеличиваются. Это связано с ростом населения, развитием промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственные нужды составляет на одного человека 50 л в сельской местности и 150 л — и городе. Огромные количества воды тратятся на промышленные нужды и на орошение сельскохозяйственных культур. Постоянное увеличение водопотребления ведет к опасности «водного голода», что обусловливает необходимость разработки мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов.

Вопрос 3. К чему приводит загрязнение вод Мирового океана?
Возрастает уровень загрязненности вод Мирового океана. С речным стоком, из атмосферы с дождем, при промывании нефтяных танкеров, при добыче нефти на океанском шельфе в воду попадает огромное количество свинца (до 50 тыс. т), нефти (до 10 млн т), ртути, пестицидов, бытовых отходов и т. д. Это приводит к гибели многих организмов, особенно в прибрежной зоне и в районах традиционных маршрутов морских судов. Особенно вредное воздействие на морских обитателей оказывает нефть. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов не только отравляют живые организмы, обитающие в поверхностном слое, но и уменьшают насыщенность воды кислородом. В результате замедляется размножение планктона — первого звена пищевой цепи в морях и океанах. Многокилометровые нефтяные пленки на поверхности воды уменьшают ее испарение и тем самым нарушают водообмен между океаном и сушей. Все это может приводить к гибели отдельных организмов и даже целых морских сообществ.
Ещё большую опасность представляют радиоактивные изотопы, попадающие в воды Мирового океана из атмосферы, при спуске вод с радиоактивными отходами с суши или морских судов, использующих ядерное горючее (атомные подводные лодки, надводные военные корабли и ледоколы). Попадание радиоактивных элементов в воду при аварии на атомных электростанциях (Чернобыльская АЭС, АЭС на Фокусиме).
К опаснейшим экспериментам можно отнести затопление контейнеров с сильнейшими ядами и радиоактивными отходами в морях и океанах.
Источником загрязнения Мирового океана является автотранспорт. Тетраэтилсвинец и другие добавки к топливу, поступают с выхлопными газами атмосферу, а затем попадают с осадками в океан. В настоящее время содержание свинца в океанических водах северного полушария в 5-6 раз выше нормы.
Список веществ, загрязняющих океан, растет, увеличивается и их концентрация. При этом следует учитывать способность морских организмов накапливать многие вещества, в том числе и радиоактивные изотопы, до концентраций в десятки и даже сотни раз большей, чем морской воде. В ряде случаев выловленные моллюски и рыбы оказывались непригодны в пищу из-за высокой концентрации отравляющих веществ в их телах.

Вопрос 4. Как сказывается хозяйственная деятельность человека на структуре и плодородии почв?
Плодородный слой почвы в природных условиях формируется очень долго. В то же время с громадных площадей, занятых сельскохозяйственными культурами, ежегодно изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора — главных компонентов питания растений. Истощения почв не наступает только потому, что в культурном земледелии на поля ежегодно вносятся органические и минеральные удобрения. Сохранению плодородия почвы способствуют и севообороты, направленные на создание условий для накопления в почве азота (посевы бобовых) и затрудняющие размножение вредителей культурных растений. Неблагоприятные изменения в почве наступают при посеве одних и тех же культур в течение длительного времени, засолении при искусственном орошении, заболачивании при неправильной мелиорации. К числу антропогенных изменений почвы относится эрозия (от лат. «эродере» — разъедать). Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова потоками воды или ветром. Особенно разрушительна водная эрозия. Она развивается на склонах при неправильной обработке земли. С талыми и дождевыми водами в промоины и овраги с полей уносятся миллионы тонн почвы. Значительные территории со сформироимнмыми почвами изымаются из сельскохозяйственного оборота вследствие открытого способа разработки полезных искомпгмых. Образующиеся в результате глубокие карьеры и отвалы грунта не только разрушают почвы, подвергшиеся разработке, но и нарушают гидрологический режим местности. В районах подземной добычи полезных ископаемых формируется провально-терриконовый тип местности. Провалы образуются в результате возникновения пустот под земной поверхностью, а терриконы в тех местах, где складывается пустая (отработанная) порода. Терриконы (земляные конусы) занимают много места, сильно пылят при ветре, а многие на них продолжают тлеть, выделяя едкий дым и сернистый газ. Особенно вредны терриконы шахт (добыча золота, полиметаллов, урана и других тяжелых металлов), а также большую опасность вызывают терриконы гидролизных заводов (отходы гидролиза древесины — лигнин), которые спосбны тлеть десятками лет, выделяя в атмосферу пары сотен различных ядовитых веществ, в том числе, сернистый и угарный газы.

Вопрос 5. Каково прямое влияние человека на растительный и животный мир Земли?
Прямое влияние человека на растения и животных заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или иную материальную ценность. Считается, что с 1600 г. человеком истреблено более 160 видов птиц, не менее 100 видов млекопитающих. Среди них дикий бык тур, дикая лошадь тарпан, морское млекопитающее стеллерова корова и многие другие. Сплошные вырубки леса ведут к изменению структуры растительного сообщества и гибели многих видов, обитавших на этих территориях. Увеличение площади пахотных земель и использование на них монокультур (рожь или пшеница и т. д.) резко сокращают число представителей фауны, обитавших на этой территории изначально. До сих пор в результате подсечного земледелия сводятся тропические леса в Африке и Латинской Америке (бассейн Амазонки). Вспышки численности «вредителей» в индустриализованном сельском хозяйстве и в обширных по площади лесных монокультурах, сменивших вырубленные леса сложного состава,— обычное явление, неизбежный экологический результат такой формы организации хозяйства.
Известно, что с развитием транспорта резко увеличивается переселение животных за пределы их естественного ареала. Процесс этот случаен: растения и животные «путешествуют» вместе с грузами, прикрепляясь к днищам кораблей, проникая в железнодорожные вагоны, трюмы судов, салоны самолетов. Даже в глухих, незаселенных местах очень быстро появляются несвойственные местным сообществам виды, если здесь обосновывается геолого-разведовательная экспедиция, поселяются первые отряды строителей и т.п.: всеми видами транспорта, включая вертолеты, вместе с грузами сюда «доставляются» крысы, домовые мыши, амбарные вредители, семена сорняков и др.
Масштабы непредумышленного расселения растений и животных весьма впечатляющи. Отмечено, что в крупные порты регулярно завозятся многие десятки видов. В окрестностях Одессы существуют укоренившиеся поселения термитов, доставленных морскими судами из мест их естественного распространения. Расселение черной крысы в европейской части России было во многом связано с навигацией по знаменитому «пути из варяг в греки». В 30-х годах подсчитано, что в крупный порт Гамбурга за 3 года было завезено 490 видов животных, в том числе 4 вида ящериц, 7 видов змей, 2 — амфибий, 22 — моллюсков, остальные — насекомые и паукообразные.
В связи с деятельностью человека многие виды приспособились к жизни в антропогенных условиях, оказывается образуются новые виды-синнантропы, специфически приспособленных к новым условиям существования, которые в современной фауне уже почти полностью связаны с человеком и созданной им средой. Если не считать специфических паразитов, эволюция которых определялась биологическими, а не социальными особенностями человека, к типичным синантропам можно отнести, например, из млекопитающих серую крысу (пасюка), домовую мышь, из птиц — серую ворону, домового воробья и др. Несмотря на то что у всех этих видов имеются популяции, обитающие в «дикой» природе, основные экологические характеристики их связаны с приспособлением к обитанию в антропогенном ландшафте. При этом если мыши и воробьи просто используют те возможности, которые открывает жизнь вблизи человека (обилие корма, подходящие убежища, благоприятный микроклимат и т. п.), то ворона и пасюк активно осваивают окружение человека, опираясь на развитые формы высшей нервной деятельности.
Одним из классических примеров отбора, идущего под воздействием антропогенного изменения среды, может служить так называемый «индустриальный меланизм» насекомых. При внимательном исследовании оказалось, что индустриальный меланизм распространен среди чешуекрылых довольно широко; выяснилось, что из 760 видов бабочек 70 показывает постепенное нарастание процента меланистических особей. При этом отмечена корреляция между уровнем развития промышленности и ходом нарастания доли меланистов в популяциях разных районов.
Таким образом, с деятельностью человека связаны не только уничтожение видов различных организмов, но и возникновение новых видов-синантропов, появление новых видов в географических зонах, в которых они никогда не встречались (интродукция животных и растений), появление новых антропогенных ландшафтных биоценозов (сельские и городские поселения), отвалы, терриконы, карьеры и т.п.