Основные глобальные проблемы биосферы (последствия загрязнения сред биосферы) и пути их решения

Основные проблемы современной биосферы так или иначе связаны с техногенной деятельностью человека (рис. 7.4). Эволюция человека как биологического вида и человечества в целом привела к изменению естественного биогеохимического круговорота и перераспределению энергии на планете. Можно с уверенностью сказать, что все глобальные проблемы современности прямо или косвенно замыкаются на использовании природных ресурсов Земли.
Экологические процессы в биосфере взаимосвязаны и неразрывны. Нарушение одних процессов неминуемо влечет за собой сдвиги в системе сложившихся связей природных экосистем. Масштабы воздействия хозяйственной деятельности на природную среду стали гигантскими. Ежегодно из земных недр безвозвратно извлекается свыше 100 млрд т полезных (для человека, но не для планеты) ископаемых, выплавляется 800 млн т различных металлов, вносится в почвы свыше 500 млн т минеральных удобрений, около 3 млн т различных ядохимикатов, из которых 1/3 смывается поверхностными стоками в водоемы или задерживается атмосферой.
Известно, что растения испытывают на себе влияние более 15 тыс. видов вредных грибов, более 10 тыс. видов насекомых, более 2 тыс. видов сорняков, не считая вирусов, бактерий и грызунов. Средства борьбы с ними (пестициды) в зависимости от объекта, на который они действуют, делятся на гербициды (уничтожают сорную растительность), инсектициды (действуют на насекомых), зооциды (уничтожают грызунов), фунгициды (действуют на возбудителей грибковых заболеваний), дефолианты (удаляют листья), дефлоранты (удаляют цветки), репелленты (отпугивают животных) и др. В настоящее время существует множество групп препаратов, уничтожающих вредные организмы и растения. В приведенной табл. 7.3 характеризуются основные группы таких препаратов. Воздействие пестицидов проявляется на разных уровнях организации живого - экологическом, организменном, клеточном и молекулярном. Наиболее заметно влияние пестицидов на уровне целого организма. Вне зависимости от места применения того или иного препарата конечным пунктом накопления пестицидов и их продуктов считаются моря и океаны. Постепенное вымывание пестицидов из почвы приводит к их попаданию в речные бассейны.
Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем, требующих безотлагательного решения. В первую очередь это состояние атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов.
Состояние атмосферы определяет тепловой режим на планете, и он непосредственным образом влияет на защитные функции озонового слоя. Результатом изменения теплового режима могут служить значительные колебания климатических условий. В свою очередь, изменения климата на обширных территориях приведут к тяжелым экономическим последствиям, так как потребуют переориентации многих отраслей мировой экономики. Напрямую с проблемой охраны атмосферного воздуха связано загрязнение окружающего пространства тяжелыми металлами. К тяжелым относят металлы с большой атомной массой (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, кадмий и др.). В современной промышленности они играют особую роль из- за особенностей строения их атомов, а именно из-за способности легко вступать в реакции с другими соединениями. Именно этими свойствами объясняется и значение тяжелых металлов в функционировании биологических систем. В окрестностях металлургических предприятий загрязнение природной среды тяжелыми металлами может достигать значительных величин, что вызывает нарушение происходящих в природе процессов. Из-за свойства легко принимать и отдавать электроны, а также образовывать стабильные комплексы с протеинами (белки, состоящие из остатков аминокислот, например, ферменты) тяжелые металлы играют важную роль в энергетическом балансе клетки и деятельности ферментов.
Однако эта исключительная подвижность внешних электронов атомов тяжелых металлов может явиться причиной нарушения распределения электронов в клетке и развития токсикозов. Таков схематичный механизм действия тяжелых металлов на живую клетку. Напрямую с проблемой охраны атмосферного воздуха связано загрязнение окружающего пространства тяжелыми металлами. К тяжелым относят металлы с большой атомной массой (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, кадмий и др.). В современной промышленности они играют особую роль из- за особенностей строения их атомов, а именно из-за способности легко вступать в реакции с другими соединениями. Именно этими свойствами объясняется и значение тяжелых металлов в функционировании биологических систем. В окрестностях металлургических предприятий загрязнение природной среды тяжелыми металлами может достигать значительных величин, что вызывает нарушение происходящих в природе процессов. Из-за свойства легко принимать и отдавать электроны, а также образовывать стабильные комплексы с протеинами (белки, состоящие из остатков аминокислот, например, ферменты) тяжелые металлы играют важную роль в энергетическом балансе клетки и деятельности ферментов.
Однако эта исключительная подвижность внешних электронов атомов тяжелых металлов может явиться причиной нарушения распределения электронов в клетке и развития токсикозов. Таков схематичный механизм действия тяжелых металлов на живую клетку