Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изменение климата и человек
Контрольная работа по дисциплине: «КСЕ»
Выполнила студентка группы БУ-71з Краснова Н. В.
Курский государственный технический университет
Курск 2007 г.
I. Введение.
Мы – обитатели дна беспокойного воздушного океана. Изменения давления атмосферы, температуры, влажности, силы ветра, электрической активности влияют на наше самочувствие и сказываются на состоянии лесного, рыбного и сельского хозяйства.
Мы живем на подвижной каменной тверди. Во многих районах она время от времени вздрагивает в конвульсиях. Немного бед приносят извержения и взрывы вулканов, оползни и обвалы, снежные лавины и водно-каменные селевые потоки. Мы находимся на планете, где значительную часть поверхности занимает Мировой океан. Тропические циклоны, ураганы, смерчи врываются на сушу, вызывая разрушения и ливневые потоки. Грозные природные явления сопровождают всю историю Земли.
Известно, что за 2-3 миллионолетия сформировался человек разумный. Вряд ли такое свершилось бы, не будь в то время ледникового периода с его грандиозными катастрофами. На завершающей стадии последней ледниковой эпохи появилась необыкновенная земная стихия, опаснейшая для всей области жизни (биосферы): деятельность человека, использующего огонь и технические приспособления в своих целях и во вред окружающей среде. А за последнее столетие глобальная техническая деятельность человека (техногенез) усиливает буйство едва ли не всех природных стихий.
Но есть и текущие погодные аномалии, расшатывающие наше здоровье. Непостоянство – одно из постоянных свойств погоды. Однако, нынешние ее изменения напоминают качели, у которой амплитуда колебаний постоянно повышается.
Чтобы понять современное состояние климата необходимо учитывать ее изменчивость в прежние века и изучать влияние всех геофизических явлений на биосферу, в том числе и на организм человека.
Человеческий организм – сложная и высокосовершенная саморегулирующаяся система, которая стремится к равновесию с окружающей средой, включающей в себя факторы космического порядка. Всякое нарушение данного равновесия, связанное с изменением внешних условий, вызывает соответствующую перестройку в деятельности человека.
Эту закономерность используют, например, современная медицина в лечебных целях. Воздействуя на организм климатическими и другими природными факторами, врачи добиваются целенаправленных изменений, которые повлекли бы за собой ликвидацию определенных заболеваний. Дальнейшее изучение влияние различных природных, в том числе и космических факторов на живые организмы открывает новые пути избавление человека от различных недугов.
Идеи о наличии многосторонних космо-земных связей подтверждены в работах по влиянию геомагнитного поля и солнечной активности на ритмы артериального давления, частоту сердечно-сосудистых заболеваний, свертываемости крови, содержание гемоглобина, почвообразование, циркуляцию атмосферы, осадки, генезис рельефа Земли и т. д. Таким образом, периодичность солнечной активности является одним из важнейших факторов, влияющих на жизнь на Земле
II. Изменение климата.
Ранняя история изменения климата на Земле
Развитие микроорганизмов, похожих на современные сине-зеленые водоросли, и было началом конца восстановительной атмосферы, а вместе с ней и первичной климатической системы. Этот этап эволюции начинается около 3 млрд. лет назад, а возможно и раньше, что подтверждает возраст отложений строматолитов, являющихся продуктом жизнедеятельности первичных одноклеточных водорослей.
Заметные количества свободного кислорода появляются около 2,2 млрд. лет назад – атмосфера становится окислительной. Об этом свидетельствуют геологические вехи: появление сульфатных осадков – гипсов, и в особенности развитие так называемых красноцветов – пород, образовавшихся из древних поверхностных отложений, содержавших железо, которые разлагались под воздействием физико-химических процессов, выветривания. Красноцветы отмечают начало кислородного выветривания горных пород.
Предполагается, что около 1,5 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло “точки Пастера”, т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 м, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн. лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. Вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого “всплеска” содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.
Вместе с изменениями атмосферы другие черты стал приобретать и океан. Аммиак, содержавшийся в воде, был окислен, изменились формы миграции железа, сера была окислена в окись серы. Вода из хлоридно-сульфидной стала хлоридно-карбонатно-сульфатной. В морской воде оказалось растворенным огромное количество кислорода, почти в 1000 раз больше, чем в атмосфере. Появились новые растворенные соли. Масса океана продолжала расти, но теперь медленнее, чем на первых этапах, что привело к затоплению срединно-океанических хребтов, которые были открыты океанологами только во второй половине XX века.
За 10 млн. лет фотосинтез перерабатывает массу воды, равную всей гидросфере; примерно за 4 тыс. лет обновляется весь кислород атмосферы, а всего за 6–7 лет поглощается вся углекислота атмосферы. Это означает, что за время развития биосферы вся вода Мирового океана не менее 300 раз прошла через ее организмы, а кислород атмосферы возобновлялся не менее 1 млн. раз!
Океан является основным поглотителем тепла, поступающего к поверхности Земли от Солнца. Он отражает только 8% потока солнечного излучения, а 92% поглощает его верхний слой. 51% полученного тепла затрачивается на испарение, 42% тепла уходит из океана в виде длинноволнового излучения, так как вода, подобно всякому нагретому телу, излучает тепловые (инфракрасные) лучи, остальные 7% тепла нагревают воздух при прямом контакте (турбулентный обмен). Океан, нагреваясь в основном в тропических широтах, переносит тепло течениями в умеренные и полярные широты и охлаждается.
Средняя температура поверхности океана равна 17,8 °C, что почти на 3 градуса выше средней температуры воздуха у поверхности Земли в целом. Самый теплый – Тихий океан, средняя температура его вод 19,4 °C, а самый холодный – Северный Ледовитый океан (средняя температура воды: -0,75 °С). Средняя температура воды всей толщи океана гораздо ниже поверхностной температуры – всего 5,7 °C, но она все же на 22,7 °C выше средней температуры всей земной атмосферы. Из этих цифр следует, что океан выступает как основной аккумулятор солнечного тепла.
Человек появился в эпоху оледенения
Человек появился в эпоху кайнозойского оледенения. Сам человек и его человекообразные предки относятся к семейству гоминид. В Южной и Восточной Африке найдены остатки гоминид, известные как австралопитеки, которых считают прямыми предками человека. Возраст этих находок около 5 млн. лет. Последующая эволюция около 2–3 млн. лет назад привела австралопитеков к разделению на так называемых массивных австралопитеков, которые затем вымерли, и на гоминид, известных как гомо габилис – человек умелый, а затем как гомо эректус – человек прямоходящий. С появлением человека умелого совпадают и самые первые находки примитивных орудий труда в слоях возрастом 2,2–2,0 млн. лет, а также первые признаки использования огня. На следующих этапах эволюции сформировался современный человек.
Становление и развитие гомо сапиенс – человека разумного – происходило на фоне смены ледниковых периодов и межледниковых, когда колебания температуры за промежутки времени в десятки тысяч лет были соизмеримы с изменениями температуры за десятки миллионов лет кайнозойской эры. Именно в это чрезвычайно изменчивое время человек быстро развивался даже в самых суровых условиях, вблизи кромки наступающих ледников, о чем рассказывают разнообразные археологические находки. В условиях последнего валдайского ледникового периода человек широко расселился по планете, воспользовавшись в том числе коротким интервалом отступления Лаврентийского ледникового покрова, чтобы проникнуть через Северную Америку в Центральную и Южную.
Весь наш современный исторический мир полностью укладывается в рамки последнего геологического интервала – голоцена. За короткий, с геологической точки зрения – почти мгновенный, промежуток времени человек стал ведущим звеном природы. Численность людей неимоверно возросла, мощь их орудий труда уже начинают сравнивать с мощностью потока солнечной энергии к Земле, но зависимость человека от колебаний климата во многих отношениях осталась почти такой же, как в библейские времена.
Современное изменение климата
Инструментальные наблюдения за климатом, развернувшиеся в XIX веке, зарегистрировали начало потепления, которое продолжалось до первой половины XX века. Советский океанолог Н.М. Книпович в 1921 г. выявил, что воды Баренцева моря стали заметно теплее. В 20-х годах появилось много сообщений о признаках потепления в Арктике. Сначала даже считалось, что это потепление касается только Арктической области. Однако более поздний анализ привел к выводу, что это было глобальное потепление.
Изменение температуры воздуха в период потепления лучше всего изучено в северном полушарии, где в этот период было сравнительно много метеорологических станций. Тем не менее, и в южном полушарии оно было выявлено достаточно уверенно. Особенностью потепления было то, что в высоких полярных широтах северного полушария оно было выражено более четко и ярко. Для отдельных районов Арктики повышение температуры было весьма внушительным. Так, в Западной Гренландии она повысилась на 5 °C, а на Шпицбергене даже на 8–9 °C за период от 1912–1926 гг.
Наибольшее глобальное повышение средней температуры у поверхности Земли во время кульминации потепления составляло всего 0,6 °С, но даже с таким небольшим изменением было связано заметное изменение климатической системы.
На потепление бурно реагировали горные ледники, которые повсеместно отступали, причем величина отступания исчислялась сотнями метров. На Кавказе, например, общая площадь оледенения сократилась за это время на 10%, а толщина льда в ледниках уменьшилась на 50–100 м. Существовавшие в Арктике сложенные льдом острова растаяли, и на их месте остались лишь подводные отмели. Ледяной покров Северного Ледовитого океана сильно сократился, что позволило обычным судам заплывать в высокие широты. Такая обстановка в Арктике способствовала освоению Северного морского пути. В целом общая площадь морских льдов в период навигации в это время сократилось более чем на 10% по сравнению с XIX веком, т. е. почти на 1 млн. км2. К 1940 г. по сравнению с началом ХХ в. в Гренландском море ледовитость сократилась вдвое, а в Баренцевом почти на 30%.
Повсюду происходило отступание границы многолетней мерзлоты на север. В европейской части СССР она местами отступала на сотни километров, увеличилась глубина протаивания мерзлых грунтов, а температура мерзлой толщи повысилась на 1,5–2°С.
Потепление сопровождалось изменением увлажненности отдельных районов. Советский климатолог О.А. Дроздов выявил, что в эпоху потепления 30-х годов в районах недостаточного увлажнения возросло количество засух, охватывающих большие территории. Сравнение холодного периода с 1815 по 1919 г. и теплого с 1920 по 1976 г., показало, что каждые десять лет в первый период наблюдалась одна крупная засуха, тогда как во второй – две. В период потепления из-за уменьшения количества осадков произошло значительное падение уровня Каспийского моря и ряда других внутренних водоемов.
После 40-х годов стала проявляться тенденция к похолоданию. Льды в северном полушарии стали снова наступать. В первую очередь это выразилось в росте площади ледяного покрова Северного Ледовитого океана. С начала 40-х и до конца 60-х годов площадь льда в арктическом бассейне возросла на 10%. Горные ледники в Альпах и на Кавказе, а также в горах Северной Америки, ранее быстро отступавшие, или замедляли отступление, или даже начали снова наступать.
В 60-е и 70-е годы возрастает число климатических аномалий. Это были суровая зима 1967, 1968 г. в СССР и три суровые зимы с 1972 по 1977 г. в Соединенных Штатах. В этот же период в Европе отмечается серия очень мягких зим. В Восточной Европе в 1972 г. – очень сильная засуха, а в 1976 г. – на редкость дождливое лето. Из других аномалий можно вспомнить необычайно большое количество айсбергов у берегов Ньюфаундленда в летние периоды 1971–1973 гг., частые и сильные штормы в Северном море между 1972 и 1976 г. Но аномалии охватили не только умеренную зону северного полушария. С 1968 по 1973 г. длилась сильнейшая засуха в Африке. Дважды, в 1976 и 1979 г., сильные заморозки губят кофейные плантации в Бразилии. В Японии по данным метеорологических наблюдений установлено, что за десятилетие 1961–1972 гг. число месяцев с необычно низкими значениями температуры было вдвое больше, чем с высокими значениями, а число месяцев с недостаточными осадками также почти вдвое превышало число месяцев с избытком осадков.
Начало 80-х годов также ознаменовалось серьезными и обширными аномалиями. Зима 1981, 1982 г. в Соединенных Штатах и Канаде была одной из самых холодных. Термометры показывали температуру воздуха более низкую, чем в последние несколько десятилетий, а в 75 городах, в том числе в Чикаго, морозы побили все предыдущие рекорды. Зимой 1983, 1984 г. снова отмечались очень низкие температуры на обширных территориях в Соединенных Штатах, в том числе во Флориде. На редкость холодной была зима в Великобритании.
В Австралии летом 1982, 1983 г. была одна из самых драматических засух за всю историю континента, получившая название “великая сушь”. Она охватила всю восточную и южную часть континента и сопровождалась сильными лесными пожарами. В то же время Китай заливали дожди, продолжавшиеся три месяца. В Индии задержался сезон муссонных дождей. В Индонезии и на Филиппинах свирепствовали засухи. Над Тихим океаном пронеслись сильнейшие тайфуны. Побережье Южной Америки и засушливый Средний Запад США оказались залитыми дождями, которые затем сменились засухой.
III. Влияние человека на климат.
Влияние человека на климат начало проявляться несколько тысяч лет тому назад в связи с развитием земледелия. Во многих районах для обработки земли уничтожалась лесная растительность, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, к изменению режима температуры и влажности нижнего слоя воздуха, к изменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сравнительно сухих областях уничтожение лесов часто сопровождается усилением пыльных бурь и разрушением почвенного покрова.
Вместе с этим уничтожение лесов даже на обширных пространствах оказывает ограниченное влияние на метеорологические процессы большого масштаба. Уменьшение шероховатости земной поверхности и некоторое изменение испарения на освобождённых от лесов территориях несколько изменяет режим осадков, хотя такое изменение сравнительно невелико, если леса заменяются другими видами растительности.
Более существенное влияние на осадки может оказать полное уничтожение растительного покрова на некоторой территории, что неоднократно происходило в результате хозяйственной деятельности человека. Такие случаи имели место после вырубки лесов в горных районах со слабо развитым почвенным покровом. В этих условиях эрозия быстро разрушает не защищённую лесом почву, в результате чего становится невозможным дальнейшее существование развитого растительного покрова. Похожее положение возникает в некоторых областях сухих степей, где естественный растительный покров, уничтоженный вследствие неограниченного выпаса сельскохозяйственных животных, не возобновляется, в связи, с чем эти области превращаются в пустыни.
Поскольку земная поверхность без растительного покрова сильно нагревается солнечной радиацией, относительная влажность воздуха на ней падает, что повышает уровень конденсации и может уменьшать количество выпадающих осадков. Вероятно, именно этим можно объяснить случаи невозобновления естественной растительности в сухих районах после её уничтожения человеком.
Другой путь влияния деятельности человека на климат связан с применением искусственного орошения. В засушливых районах орошение используется в течение многих тысячелетий, начиная с эпохи древнейших цивилизаций.
Применение орошения резко изменяет микроклимат орошаемых полей. Из-за незначительного увеличения затраты тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры и повышению относительной влажности нижнего слоя воздуха. Тем не менее, такое изменение метеорологического режима быстро затухает за пределами орошаемых полей, поэтому орошение приводит только к изменениям местного климата и мало влияет на метеорологические процессы большого масштаба.
Другие виды деятельности человека в прошлом не оказывали заметного влияния на метеорологический режим сколько-нибудь обширных пространств, поэтому до недавнего времени климатические условия на нашей планете определялись в основном естественными факторами. Такое положение начало изменяться в середине ХХ века из-за быстрого роста численности населения и, особенно из-за ускорения развития техники и энергетики.
IV. Экология и здоровье.
Введение.
В настоящее время человечество стоит на пороге экологического кризиса, т. е. такого состояния среды обитания, которое вследствие произошедших в ней изменений оказывается непригодным для жизни людей. Ожидаемый кризис по своему происхождению является антропогенным, так как к нему ведут изменения в биосфере Земли, связанные с воздействием на нее человека.
Естественные богатства планеты делятся на невосполняемые и восполняемые. К невосполняемым, например, относят полезные ископаемые, запасы которых ограничены. Тенденцию в изменениях восполняемых природных ресурсов можно проследить на примере леса. В настоящее время лесом покрыта примерно треть суши, тогда как в доисторические времена им было занято не менее 70%.
Уничтожение лесов, прежде всего, резко нарушает водный режим планеты. Мелеют реки, их дно покрывается илом, а это в свою очередь приводит к уничтожению нерестилищ и сокращению численности рыб. Уменьшаются запасы грунтовых вод, создается недостаток влаги в почве. Талая вода и дождевые потоки смывают, а ветры, не сдерживаемые лесной преградой, выветривают почвенной слой. В результате возникает эрозия почвы. Древесина, ветки, кора, подстилка аккумулируют минеральные элементы питания растений. Уничтожение лесов ведет к вымыванию этих элементов почв и, следовательно, падению ее плодородия. С вырубкой лесов гибнут населяющие их птицы, звери, насекомые-энтомофаги. Вследствие этого беспрепятственно размножаются вредители сельскохозяйственных культур.
Лес очищает воздух от ядовитых загрязнений, в частности, он задерживает радиоактивные осадки и препятствует их дальнейшему распространению, т. е. вырубка лесов устраняет важный компонент самоочищения воздуха. Наконец, уничтожение лесов на склонах гор является существенной причиной образования оврагов и селевых потоков.
Промышленные отходы, пестициды, применяемые для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, радиоактивные вещества, в частности, при испытании ядерного и термоядерного оружия, загрязняют природную среду. Так, только автомобили в крупных городах за год выбрасывают в атмосферу около 50 млн. м3 угарного газа, кроме того, каждый автомобиль ежегодно выделяет около 1 кг свинца. Обнаружено, что в организме людей, проживающих вблизи крупных магистралей, содержание свинца повышено.
Деятельность человека изменяет структуру земной поверхности, отчуждая под сельскохозяйственные угодья, строительство населенных пунктов, коммуникаций, водохранилищ территорию, занимаемую природными биогеоценозами. К настоящему времени указанным образом преобразовано около 20% суши.
К числу отрицательных влияний относится нерегулируемый промысел рыбы, млекопитающих, беспозвоночных, водорослей, изменение химического состава вод, воздуха, почвы в результате сбросов отходов промышленности, транспорта и сельскохозяйственного производства.
Влияние загрязнения атмосферы на организм человека.
Наша планета окружена воздушной оболочкой – атмосферой, которая распространяется над Землей на 1500 – 2000 км. Однако эта граница условна, поскольку следы атмосферного воздуха обнаружены и на высоте 20000 км.
Наличие атмосферы – необходимое условие существования жизни на Земле, поскольку атмосфера регулирует климат Земли, а также сглаживает суточные колебания температур на планете. В настоящее время средняя температура поверхности Земли равна 140С. Атмосфера пропускает излучение Солнца и пропускает тепло. В ней образуются облака, дождь, снег, ветер. Она является переносчиком влаги на Земле и средой, в которой распространяется звук.
Атмосфера служит источником кислородного дыхания, вместилищем газообразных продуктов обмена веществ, оказывает влияние на теплообмен и другие функции живых организмов. Основное значение для жизнедеятельности организма имеют кислород и азот, содержание которых в атмосферном воздухе соответственно равно 21 и 78%.
Кислород необходим для дыхания большинства живых существ (исключение составляет лишь небольшое количество анаэробных микроорганизмов). Азот входит в состав белков и азотистых соединений. Углекислый газ – источник углерода органических веществ – важнейшего компонента этих соединений.
За сутки человек вдыхает около 12 – 15 м3 кислорода, а выделяет приблизительно 580 л углекислого газа. Поэтому атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды. Необходимо отметить, что в удалении от источников загрязнения химический состав атмосферы достаточно стабилен. Однако в результате хозяйственной деятельности человека появились очаги выраженного загрязнения воздушного бассейна в тех районах, где размещены крупные промышленные центры. Здесь в атмосфере отмечается наличие твердых и газообразных веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие на условия жизни и здоровья населения.
К настоящему времени накопилось много научных данных о том, что загрязненность атмосферы, особенно в крупных городах, достигла опасных для здоровья людей размеров. Известно немало случаев заболеваний и даже смерти жителей городов индустриальных центров в результате выбросов токсичных веществ промышленными предприятиями и транспортом при определенных метеорологических условиях.
Двуокись кремния и свободный кремний, содержащийся в летучей золе, является причиной тяжелого заболевания легких – силикоза, развивающего у рабочих «пыльных» профессий, например у горняков, работников коксохимических, угольных, цементных и ряда других предприятий. Ткань легких занимается соединительной тканью, и эти участки перестают функционировать. У детей, проживающих вблизи мощных электростанций, не оборудованных пылеуловителями, обнаруживают изменения в легких, сходные с формами силикоза. Большая загрязненность воздуха дымом и копотью, продолжающаяся в течение нескольких дней, может вызвать отравления людей со смертельными исходами.
Особенно губительно действует на человека загрязнение атмосферы в тех случаях, когда метеорологические условия способствуют застою воздуха над городом. Содержащиеся в атмосфере вредные вещества воздействуют на человеческий организм при контакте с поверхностью кожи или слизистыми оболочками. Наряду с органами дыхания загрязнители поражают органы зрения и обоняния, а, воздействуя на слизистую оболочку гортани, могут вызывать спазмы голосовых связок. Вдыхаемые твердые и жидкие частицы размерами 0,6 – 1,0 мкм достигают альвеол и абсорбируются в крови, некоторые накапливаются в лимфатических узлах.
Загрязненный воздух раздражает большей частью дыхательные пути, вызывая бронхит, эмфизему, астму. К раздражителям, вызывающим эти болезни, относятся сернистый (SO2) и серный (SO3) ангидриды, окислы азота, хлороводород (HCl), сероводород (H2S), фосфор и его соединения.
Признаки и последствия действий загрязнителей воздуха на организм человека проявляются большей частью в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается или теряется трудоспособность. Отдельные загрязняющие вещества вызывают специфические симптомы отравления. Например, хроническое отравление фосфором сопровождается болями в желудочно-кишечном тракте и пожелтением кожного покрова. Эти симптомы сопряжены с потерей аппетита и замедлением обмена веществ. В дальнейшем отравление фосфором приводит к деформации костей, которые становятся все более хрупкими. Снижается сопротивляемость организма в целом.
Оксид углерода (II), (CO) – бесцветный и не имеющий запаха газ – воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье. Первичные симптомы отравления угарным газом (появление головной боли) возникают у человека через 2 – 3 часа его пребывания в атмосфере, содержащей 200 – 220 мг/м3 CO. При более высоких концентрациях угарного газа появляются ощущение пульсации крови в висках, головокружение. Токсичность угарного газа возрастает при наличии в воздухе азота, в этом случае концентрацию CO в воздухе необходимо снижать в 1,5 раза.
Оксиды азота (NO, N2O3, NO2, N2O). В атмосферу выбрасываются в основном диоксид азота NO2 – бесцветный, не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опасны оксиды азота в городах, где они взаимодействуют с углеводородами выхлопных газов и образуют фотохимический туман – смог. Первые симптом отравления оксидами азота – легкий кашель. При повышении концентрации NO2 возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль. При контакте с влажной поверхностью слизистых оболочек оксиды азота образуют азотную и азотистую кислоты (HNO3 и HNO2), что приводит к отеку легких.
Сернистый ангидрид (SO2) – бесцветный газ с острым запахом – уже в малых концентрациях (20 – 30 мг/м3) создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. Вдыхание SO2 вызывает болезненные явления в легких и дыхательных путях, иногда приводящие к отеку легких, глотки и параличу дыхания.
Углеводороды (пары бензина, метана и т. д.) обладают наркотическим действиям, в малых концентрациях вызывает головную боль, головокружение и т. д. Так, при вдыхании в течение 8 часов паров бензина в концентрации 600 мг/м3 возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле. Особенно опасны полициклические ароматические углеводороды типа 3, 4 – бензопирена (C20H12), образующиеся при неполном сгорании топлива. По данным ряда ученых, они обладают канцерогенными свойствами.
Альдегиды. При длительном воздействии альдегиды вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышении концентрации – головную боль, слабость, потерю аппетита, бессонницу.
Соединение свинца. В организм через органы дыхания поступает примерно 50% соединений свинца. Воздействие свинца нарушает синтез гемоглобина, приводит к заболеванию дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы. Особенно опасны соединения свинца для детей младшего возраста. В крупных городах содержание свинца в атмосфере достигает 5 – 38 мг/м3, что превышает естественный фон в 10000 раз.
Дисперсный состав пыли и туманов определяет общую проникающую способность в организм человека вредных веществ. Особую опасность представляют токсичные тонкодисперсные пылинки с размером частиц 0,5 – 1,0 мкм, которые легко проникают в органы дыхания.
Наконец, различные проявления дискомфорта в связи с загрязнением воздуха – неприятные запахи, снижение освещенности и др. – психологически действуют на людей.
Находящиеся в атмосфере и выпадающие вредные вещества поражают и животных. Они накапливаются в тканях животных и могут стать источником отравлений, если мясо этих животных используется в качестве пищевых продуктов.
Влияние загрязнения гидросферы на организм человека.
Воды, находящиеся на поверхности планеты (материковые и океанические), образуют геологическую оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера находится в тесной связи с другими сферами Земли: литосферой и атмосферой. Водные пространства – акватории - занимают значительно большую часть поверхности земного шара по сравнению с сушей. По современным данным, акватория Мирового океана составляет 70,8%. Около 95% ее сосредоточено в морях и океанах, 4% - во льдах Арктики и Антарктики, 1% составляет пресная вода рек и озер. Кроме того, большие запасы воды имеются в толще земли – это так называемые подводные воды.
Вода постоянно находится в движении, перемещаясь с течениями рек и морей, а также испаряясь с поверхности водоемов и выпадая затем в виде атмосферных осадков. Она аккумулирует тепло, влияет на распределение солнечных энергии на Земле и образование различных по климатическим особенностям районов. Вода водоемов постоянно самоочищается и обеззараживается. Это сложный физико-химический процесс.
Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода: человек может прожить без пищи 3 – 4 недели, а без воды – лишь несколько дней.
Живой клетке вода требуется для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет примерно 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движение суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела. При резком сокращении потребления воды человек заболевает или его организм начинает хуже функционировать.
Но вода нужна, конечно, не только для питья: она помогает человеку содержать в хорошем гигиеническом состоянии свое тело, жилище и среду обитания. Без воды невозможна личная гигиена, т. е. комплекс практических действий и навыков, обеспечивающих защиту организма от болезней и поддерживающих здоровье человека на высоком уровне. Умывание, теплая ванна и плавание приносят ощущение бодрости и спокойствия. Ряд кожных и глазных заболеваний может быть предупрежден благодаря систематическому удалению с поверхности тела и одежды с помощью мыла и воды болезнетворных микробов.
Вода, которую мы потребляет должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей. Такие болезни как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, предаются человеку, прежде всего, в результате загрязнения водных источников.
Успех в борьбе с указанными болезнями или достижение полной их ликвидации зависти от того, как поставлено дело обеспечения чистой водой всего населения.
Через воду могут передаваться инфекционная желтуха, туляремия, водная лихорадка, бруцеллез, полиомиелит. Вода сейчас становится источником заражения человека животными паразитами – глистами. С загрязненной водой в организм человека могут попасть яйца некоторых паразитических червей. В кишечнике они превращаются в паразитов (таковы аскариды, острицы). Наконец, через воду иногда происходит заражение лямблиями, которые поражают тонкий кишечник и печень.
Качество воды определяется также по наличию в ней химических включений, которые раньше всего обнаруживают наши органы чувств: обоняние, зрение. Так, микрочастицы меди придают воде некоторую мутность, железа – красноту.
Присутствие в воде железа не угрожает нашему здоровью. Однако повышенное содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. Если в такой воде постирать белье, на нем останутся ржавые пятна.
Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты). Они придают воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, в 1 л которой хлоридов больше 350 мг, а сульфатов больше 500 мг, считается неблагоприятным для здоровья.
С содержанием солей кальция и магния тесно связано другое свойство воды – ее жесткость. Сильно насыщенная солями вода причиняет массу неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы, засоряет водопроводные трубы. Исследования ученых доказали, что существует определенная взаимосвязь между употреблением жесткой воды и распространенностью некоторых болезней.
К такому выводу пришли, например, западногерманские медики, изучавшие состав воды и распространенность наиболее часто встречающихся заболеваний. Оказалось, что чем больше в воде того или иного города солей и примесей, тем меньше среди горожан, употребляющих эту воду, случаев инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечно-сосудистых заболеваний среди населения.
Вода также влияет на состояние зубов. От того, сколько фтора содержится в воде, зависит частота заболеваемости кариесом. Считается, что фторирование воды эффективно для профилактики кариеса, особенно у детей.
Но кроме полезных или относительно нейтральных примесей в воде содержатся и другие, опасные для организма человека вещества. По данным отечественных исследователей, употребление шахтной воды, содержащей 0,2 – 1 мг/г мышьяка, вызывает расстройство центральной, и особенно периферической, нервной системы с последующим развитием полиневритов. Безвредной признана концентрация мышьяка 0,05 мг/л.
Об опасности для здоровья содержания в воде свинца гигиенисты впервые заговорили в связи с массовыми интоксикациями при использовании свинцовых водопроводных труб. Однако повышенные концентрации свинца могут встречаться в подземных водах. Бериллий является ядом общетоксического действия, который способен накапливаться в организме человека, приводя, таким образом, к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Содержание бериллия в питьевой воде допускается в концентрации, не превышающей 0,002 мг/л.
Молибден встречается в природных водах. Избыточное его попадание в организм человека ведет к заболеванию молибденовой подагрой. Безвредной считается концентрация молибдена в питьевой воде, равная 0,5 мг/л.
Стронций широко распространен в природных водах, при этом его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). Длительное поступление больших количеств стронция в организм приводит к функциональным изменениям печени. Вместе с тем продолжительное употребление питьевой воды, содержащей стронций в концентрациях 7 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений в тканях, органах и организме человека. Эта величина принята в качестве норматива содержания стронция для питьевой воды.
Также не предусматривается содержание в воде нитратов. Согласно современным научным данным, нитриты в кишечнике человека под влиянием обитающих в нем бактерий восстанавливаются в нитраты. Всасывание нитратов ведет к образованию метгемоглобина и частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода.
Таким образом, в основе метгемоглобинемии лежит та или иная степень кислородного голодания, симптомы которой проявляются в первую очередь у детей, особенно грудного возраста. Они заболевают преимущественно при грудном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводят водой, содержащей нитраты, или при употреблении этой воды для питья. Дети старшего возраста менее подвержены этой болезни, а если заболевают, то менее тяжело, так как у них сильнее развиты компенсаторные механизмы.
Употребление воды, содержащей 2 – 11 мг/л нитратов, не вызывает повышения в крови уровня метгемоглобина, тогда как использование воды с концентрацией 50 – 100 мг/л резко увеличивает этот уровень. Метгемоглобинемия проявляется цианозом, увеличением содержания в крови метгемоглобина, снижением артериального давления. Эти симптомы специалисты зарегистрировали не только у детей, но и у взрослых. Содержание нитратов в питьевой воде в концентрации 10 мг/л является безвредным.
Уран – широко распространенный в природе радиоактивный элемент. Особенно большие его концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.
Строго регламентируется и предельно допустимая концентрация в воде некоторых добавок, применяемых для осветления воды (например, полиакриламида, сернокислого алюминия).
Без преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она принесла нам пользу, ее необходимо очищать от всяких вредных примесей и доставлять человеку чистой.
Загрязнение литосферы. Почва и человек.
Почва – основной компонент любых наземных экосистем, в ней протекают разнообразные физические, химические и биологические процессы, ее населяют множество живых организмов. На содержание в почве минеральных и органических веществ, а также микроорганизмов влияют климатические условия того или иного района, наличие промышленных и сельскохозяйственных объектов, время года и количество выпавших осадков.
Физико-химический состав и санитарное состояние почвы могут оказать влияние на условия проживания и здоровье населения.
Загрязнение почвы, так же, как и атмосферного воздуха, связано с производственной деятельностью человека.
Источниками загрязнения почвы служат сельскохозяйственные и промышленные предприятия, а также жилые дома. При этом от промышленных и сельскохозяйственных объектов в почву поступают химические (в том числе и весьма вредные для здоровья: свинец, ртуть, мышьяк и их соединения), а также органические соединения.
Химические вещества, попадающие в почву от промышленных и сельскохозяйственных объектов, в отличие от органических, не подвергаются разложению и накапливаются в ней. Из почвы вредные вещества (неорганического и органического происхождения) и болезнетворные бактерии могут поступать с дождевыми водами в поверхностные водоемы и водоносные горизонты, загрязняя воду, используемую для питья.
Некоторые из химических соединений, в том числе и канцерогенные углеводороды, могут поглощаться из почвы растениями, а затем через молоко и мясо попадать в организм человека, вызывая изменения в состоянии здоровья.
С бытовыми отходами и нечистотами в почву попадают болезнетворные бактерии, которые длительное время сохраняют свою жизнеспособность. Через почву передаются такие заболевания, как сибирская язва, сап, бруцеллез, столбняк и даже газовая гангрена.
V. Заключение
Взглянув на современную техносферу можно прийти в отчаяние. Всего лишь за последние 100 лет люди создали чудовищно огромные стада механических «лошадей» и «птиц», обладающих колоссальными мощью и скоростью, но людям и природе Земли от этого не благо, а беда.
Средства массовой пропаганды запугивают телетолпу внешними материальными природными катастрофами. А в действительности происходит грандиозная и трагическая внутренняя техногенная катастрофа современной цивилизации. Деградирует духовный мир человека. И этот распад пострашнее и реальнее ядерной войны.
Кризис современной буржуазной цивилизации определяется тем, что она ориентируется на поощрение пороков, низменных чувств и устремлений, максимальное потребление материальных ценностей. Это преодолеть можно, но только трудно представить, что все произойдет само собой и на людей снизойдет озарение. Слишком прочна механическая структура техносферы, превращающей человека в свого раба, у которого не должно быть духовной свободы.
Если во Вселенной господствует мертвая материя, если биосфера не обладает свойствами жизни и разума, то существование не только личности, но и всего рода человеческого не имеет ровно никакого смысла. Тогда мы, и все живые организмы – продукты случайных комбинаций атомов, а гармония природы – иллюзия, ибо является последствием большого взрыва чего-то, лопнувшего как мыльный пузырь.
Климат постоянно ухудшается. Таков результат хозяйствования людей. Изменились ландшафты планеты на огромных пространствах, смещены природные зоны.
Постоянно увеличивается количество факторов, подтверждающих колоссальное значение глобальной технической деятельности человека в формировании той окружающей природы, которую мы наблюдаем.
Чтобы точно оценить современные воздействия техногенеза на климат и определить главные негативные факторы, надо быть уверенным, что речь идет о досрочных процессах, а не о естественных вариациях погоды. Постепенные изменения климата практически невозможно выявить. Конечно, если долго жить в одном районе, то можно приблизительно отметить общую закономерность климатических изменений, сравнивая отдельные сезоны, вспоминая погодные аномалии. Но и тут слишком многое зависит от симпатий и антипатий, событий личной и общественной жизни. Во всем, что относится к климату, приходится полагаться на оценки специалистов.
Усиливающаяся лихорадка, дестабилизация погоды и климата одинаково вредна и для сельского хозяйства, и для промышленности, и для населенных пунктов, и для здоровья людей. Такова истинная опасность № 1! И хотя специалисты и изучают проблему глобального потепления, следует иметь в виду, прежде всего, климатическую лихорадку, грозящую крупными глобальными катастрофами.
Каждый из нас – крохотная искра жизни и разума, клетка прекрасного организма биосферы, и если мы естественно сосуществуем с ней, то обретаем сверхжизнь и сверхразум, быть может, приобщаемся к вечности.
Список литературы
Лосев К. С. Климат: вчера, сегодня, завтра. – Л.,Гидрометеоиздат, 1985
Васинский А. И. Пейзаж будущего: Человек в мире природы. Природа в мире человека. – М.: Политиздат, 1985
Царев В. М., Царева И. Н. Обострение глобальных проблем и кризис цивилизации. – Курск, 1993
Горелов А. А.: Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студентов высших учеб. заведений – М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2002
Канке В. А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М. Логос, 2002
Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания. – Ростов на Дону, 2003
Шаталов С. В. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для вузов./Под ред. проф. А. И. Баранникова – Ростов н/Д.: Феникс, 2003
Баландин Р. К. Цивилизация против природы. – М.: Вече, 2004
Липовко П. Концепции современного естествознания: учебник для вузов. – М.: Проспект, 2004
Тулинов В. Ф. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru