Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основні екологічні функції геологічного середовища





 

Під еколого-геологічними умовами слід розуміти сукупність конкретних властивостей (функцій) літосфери, що відображають умови існування живих організмів у даному обсязі літосфери як неживу основу їхнього перебування.

Екологічна властивість літосфери - одна зі сторін літосфери, її екологічно значимий атрибут, обумовлений природою її речовинного складу, геодинамічних, геохімічних і геофізичних полів і органічно зв'язаний з життєзабезпеченням біоти, умовами її існування і еволюції.

Функції ГС розглядаються з позицій життєзабезпечення й еволюції біоти і, головним чином, людського суспільства. Усе різноманіття функціональних залежностей між ПЧЛ і живими організмами зводяться до наступних груп: ресурсна, геодинамічна, геохімічна і геофізична [46, 47].

Ресурсна екологічна функція літосфери визначає роль мінеральних, органічних і органо-мінеральних ресурсів, а також її геологічного простору для життя і діяльності біотияк біоценозу, так і

людського співтовариства як соціальної структури.

Ресурси літосфери, необхідні для життя біоти (включаючи людину) мають бути представлені: 1) гірськими породами з біогенними елементами (С,H, 0, N, Са, S, Р, Na, К, Мg, СІ і ін.); 2) кудюриталіи ( від алтайського слова „кудур", тобто солончак) - мінеральними речовинами кудюрів. Епізодично (1-2 рази на рік) вони уживаються з консументами (літофагами) з метою регуляції сольового складу організму; до них відносяться цеоліти, бентоніти, глауконіти, діатоміти - стимулятори росту багатьох живих організмів; 3) кам'яною (повареною) сіллю і підземними водами, які також є основою існування живої речовини. Важливу роль відіграють і мінеральні речовини літосфери в харчуванні рослин;

наприклад, при підвищеному вмісті підземного СО2 (активні тектонічні розломи, нафтогазоносні і вугленосні площі) відзначається більш «пишна» рослинність.

Мінеральні ресурси, необхідні для життя і діяльності людського суспільства. Існує п'ять основних категорій мінеральних ресурсів:

паливно-енергетичні (нафта, конденсат, пальний газ, вугілля, бітумінозні сланці, торф, уран і ін.); чорні і легуючі метали (руди Fе, Мп, Сr, Ті, V, W, Мо); кольорові метали (руди Си, Со, Рb, Zп, Sп, АІ, Sb і Hg); неметалічні корисні копалини (сірка, флюорит, каолін, барит, графіт, магнезит, галіт, будівельні матеріали і т. д.); підземні води різного призначення. За різними оцінками, нафти вистачить людському суспільству ще на 25-48 років, пального газу й урану - на 35-64 роки, вугілля - на 218-330 років. У зв'язку із обмеженням ресурсів мінеральної сировини великий інтерес Представляють «.техногенні родовища» (відвали розкривних і порід відпрацьованих родовищ, відходи гірничо-збагачувальних фабрик і т.д.). Щорічно на земній поверхні в техногенних масивах накопичується: заліза - 350, фосфора - 7,4, міді - 5,7, свинця - 2,8, барію - 2,5 млн. т, урана -230, миш'яка - 190 і ртуті - 7,9 тис. т [48], утилізація яких дозволила б поліпшити екологічну ситуацію в багатьох регіонах.

Надра на території України характеризуються наявністю багатьох унікальних складових мінерально-сировинної бази, передусім для розвитку чорної металургії (Fе, Мп), енергетики (вугілля) і будівельної індустрії, Але за деякими показниками мінерально-сировинна база має суттєві недоліки, які стосуються обмеженості ресурсів нафти й природного газу, відсутності кольорових і рідкісних металів, найважливіших агроруд. Володіння одними з найбільших у світі запасів залізних, марганцевих і уранових руд, калійних солей, вугілля та іншими корисними копалинами поєднується з недостатньо задовільними показниками і умовами розробки родовищ. Україна продовжує займати провідне місця з інтенсивності експлуатації надр. Наприклад, видобувається стільки ж залізної руди, як сумарно всі країни Західної Європи, але при цьому вони у 5,4 рази виробляють чавуну, у 8,4 рази - сталі, у 6,5 рази - прокату [34].

Крім того, розглядаються ресурси геологічного простору під розселення й існування живих організмів (землерийні тварини, мікроорганізми, мешканці печер і ін.), так і діяльності людини на урбанізованих територіях, а також під об'єкти інженерно-господарської діяльності (у т.ч. для розміщення відходів). Доречно відзначити, що основна кількість (близько 75%) ТПВ навіть у країнах з розвиненою економікою пов'язані з полігонами (смітниками), що у радіусі 300-400 м поширюють неприємні запахи, до 6000 м - токсичний дим (при горінні), на 2000-3000 м - забруднюють грунтово-рослинний покрив і ґрунтові води, до 2500 м - поверхневі води, до 150 м - гнітять рослинність і т.д. Ще більш негативні наслідки дає розміщення в ГС промислових і радіоактивних відходів. У цьому зв'язку для поліпшення екологічної ситуації велике значення має ефективність проведення робіт з рекультивації місць поховання відходів.

Геодинамічна екологічна функція літосфери - функція, що відображує властивості літосфери впливати на стан біоти (біоценоз), безпеку і комфортність проживання людини через природні й антропогенні процеси і явища. З цих позицій можна виділити дві групи геологічних процесів для існування живих організмів (біонтів): несприятливі і катастрофічні. Небезпечні, у тому числі і катастрофічні процеси, приводять до бід локального (зсуви, селі, лавини, карстові провали й ін.), регіонального (землетруси, цунамі, виверження вулканів, повені, посухи й ін.) і планетарного (опустелювання, рух тектонічних плит і ін.) масштабів. Власне небезпечні процеси («повзучі катастрофи») через деградацію ЕС призведуть до людських жертв чи до необхідності відселення людей на інше місце проживання (це, наприклад, посухи і дефляція).

Катастрофічні процеси не обов'язково призводять до людських жертв, хоча є причиною екологічного нещастя (наприклад, «чорні землі» у Калмикії, де через надмірний випас худоби і дефляції за 5-10 років майже цілком деградований гумусовий шар). Іноді дефляція супроводжується процесом засолення грунтів і деградацією ЕС, що приводить до різкого погіршення умов життя населення (наприклад, райони південного Приаралля). Катастрофа означає раптову подію, швидкоплинний процес, що приводить до важких наслідків, руйнувань і жертв; це різка зміна структури системи (ЕС), що приводить до руйнування якої-небудь її області [49]. Таке визначення стосовно геологічних процесів досить суб'єктивне для людини, тому що для різних територій, що відрізняються рівнем господарського освоєння, чисельністю населення і типом ІС, той самий процес рівної потужності (інтенсивності) може класифікуватися як катастрофічний і несприятливий. Наприклад, повільноплинні процеси (регресія чи трансгресія моря, опустелтовання та ін.), що виявляються на великих територіях протягом багатьох років, не спричиняють катастроф, як і сильні землетруси в малонаселених районах з легкими переносними житлами. За даними ЮНЕСКО більше 0,5 млрд. людей проживає в районах з частою повторюваністю катастрофічних землетрусів.

Несприятливі геологічні процеси негативно впливають безпосередньо на комфортність проживання людини і біоти чи на необоротні компоненти середовища їх проживання, але не представляють безпосередньої загрози їх життю і місцю існування (наприклад, заболочування, карст, абразія, суфозія, яружна ерозія і т.д.). Більше 25% населення світу живе в районах, підданих значному ризику від стихійних лих. Щорічно відбувається в середньому 50 ураганів, 15-20 великих повеней, 20 сильних землетрусів і т.д. Процеси і явища, що являють безпосередню загрозу існуванню біоти (у тому числі й людині) утворять наступний ряд (щодо зменшення негативного впливу): землетруси - виверження вулканів - цунамі - зсуви - селі - лавини - обвали, провали. Процеси і явища, що не-несуть безпосередньої загрози існуванню біоти, але негативно відбиваються на умовах життєзабезпечення людини:

новоутворення і деградація мерзлоти - дефляція - заболочування — термокарст - водяна ерозія площинна - суфозія. Збиток від небезпечних геологічних процесів лише в Росії складає 16-19 млрд. доларів СІЛА на рік; тільки від ерозії наноситься збиток, оцінюваний у 2 млрд. доларів [50].

Планетарні і регіональні структури земної кори, зв'язані із зонами глибинної тріщинуватості, високою проникністю і деформованим станом середовища, називаються геодинамічними зонами [51]. З цими зонами пов'язані пояси мінеральних ресурсів, геохімічні і геофізичні поля, тобто вони мають полігонний вплив на біоту. Сучасні геодинамічні аномалії- це локальні ділянки земної кори з аномальними за інтенсивністю й імпульсивністю проявами геодинамічних процесів. Геодинамічні аномалії, як активізатори геологічних процесів, безпосередньо впливають на біоту. Самі по собі геодинамічні аномалії не несуть будь-якої екологічної небезпеки, але коли потенційно екологічно небезпечні об'єкти (АЕС, нафтогазові комплекси, трубопроводи, полігони відходів і ін.) з'являються в зоні їхнього впливу, то порушується стійкість цих техногенних об'єктів і виникають аварійні ситуації.

Геохімічна екологічна функція літосфери визначає властивості геохімічних полів природного і природно-техногенного походження впливати на стан біоти в цілому і людське співтовариство зокрема. Об'єктом і предметом геохімічної складової функції, що розглядається, є речовинний склад літосфери, питання міграції рухливих форм хімічних елементів, взаємодія гірських порід з атмосферою, гідросферою, техносферою і живою речовиною. Легко розчинні хімічні елементи (К, Са, Nа, Мg і ін.) формують біомасу, включаючи кістякові утворення організмів, а хімічні елементи, що частково переходять у розчини (Ni, Zп, Рb, Си, Со і ін.), також входять (у незначних кількостях) в біомасу, але вони с активними регуляторами біохімічних процесів. Практично нерозчинні хімічні елементи (АІ, Ті і ін.) у природних умовах, під впливом процесів техногенезу можуть переходити в активні форми, утворити водорозчинні сполуки з органічними речовинами. Як надлишок (так і дефіцит) хімічних елементів впливають на ендемічні захворювання живих організмів [52].

Середній вміст хімічних елементів в земній корі називають кларком, для кожного регіону ця величина може відрізнятися. Тобто кожний хімічний елемент може створювати свій регіональний фон. Якщо вміст хімічного елементу вище регіонального фону, то він утворює геохімічну аномалію, яка може бути як природною так і техногенною. Але рівновага між ХЕ локально порушується або природним шляхом, або в результаті техногенної діяльності людини.

Геохімічна аномалія - ділянка території, у межах якої хоча б в одному з природних тіл, що її складають, статистичні параметри розподілу хімічних елементів відрізняються від геохімічного тіла (середньої величини природної варіації вмісту хімічного елементу). Частина техногенної геохімічної аномалії, у межах якої ЗР досягають концентрації, що робить несприятливим вплив на живі організми, називається зоною забруднення [53]. В.Т. Трофимов і ін. [46] пропонують геохімічні аномалії, пов'язані з природними процесами, називати «геопатогенними геохімічними аномаліями», а з техногенезом - «технопатогенними геохімічними аномаліями)).

Геохімічні неоднорідності можуть бути обумовлені як підвишеним вмістом ХЕ щодо фону (позитивні аномалії), так і заниженим вмістом ХЕ в порівнянні з фоном (негативні аномалії). У залежності від компонентів НПС, що депонують геохімічні аномалії, можна виділити: 1) літогеохімічні, обумовлені складом гірських порід, ґрунтів і донних відкладів, техногенних Грунтів; 2) гідрогеохімічні - складом підземних вод; 3) газогеохімічні - газовим складом грунтів, гірських порід, підземних вод; 4) сноухімічні - складом снігового покриття; 5) біогеохімічні -складом живої речовини. Найбільш стабільні в часі літогеохімічні аномалії. Хімічні елементи надходять у живі організми повітряним, водяним і трофічним шляхами. В останньому випадку відзначається біологічне концентрування токсикантів по мірі переміщення на більш високий трофічний рівень. Фіксуються зв'язки в системах „гірські породи біота", „підземні води - біота", „грунти - біота". Не зупиняючись на аналізі особливостей впливу природних геохімічних аномалій різного типу на біоценози і здоров'я населення, слід особливо зазначити вплив біогеохімічних аномалій на формування біогеохімічних ендемій. За визначенням В.В. Ковалевського [54] біогеохімічні ендемії – захворювання рослин, тварин і людей, викликані дефіцитом чи надлишком (дисбалансом) ХЕ в природних середовищах. Особливо негативно на біоту впливають техногенні геохімічні поля й аномалії вищезазначених типів.

У зоні формування техногенних геохімічних аномалій токсиканти включаються в біогеохімічні цикли, що веде до виникнення патогенних для живих організмів і небезпечних для здоров'я людей провінцій:

гіпомікроелементози (Си — хвороба Менкеса з важкою поразкою центральної нервової системи, Zn - уроджені пороки розвитку, Мп -діабет і ін.); гіпермікроелементози (Рb - свинцева енцефалопатія. Cd -кадмієві риніти, нефропатія, кардіоміопатія, Нg - хвороба Мінамату, енцефалопатія та ін.)

Патогенні геохімічні аномалії - ділянки території з відхиленнями концентрації і характеру розподілу хімічних елементів від геохімічного фону, що значно відрізняються від санітарно-гігієнічних норм і приводять до патології флори, фауни і людського організму [46].

Патологічні зміни в біоті можливі як при підвищеному вмісті ряду хімічних елементів (As, H g, Sr, Р і ін.), так і при заниженому вмісті F, І, Са та інших ХЕ, а також при дисбалансі Sr/Са, Са/Р і ін. Для характеристики біогенної міграції хімічних елементів запропоновані різні показники (біофільність, коефіцієнт біологічного поглинання, біогеохімічна активність виду, ряд біологічного поглинання, рослинно-ґрунтовий коефіцієнт, рослинно-водяний коефіцієнт і ін.). Наприклад, коефіцієнт біологічного поглинання (Аx) відбиває відношення вмісту ХЕ в золі рослин до його вмісту в грунті чи гірській породі. Чим більше величина Ах, тим більше енергійно накопичуються в рослинах ХЕ: n*10 – n*100 (Р, S, СІ, І); n-1 - n-10 (К, Са, Мg, Na, Sr, В, Zп, Аg); 0,n - 0,0n (Ті, Сr, Рb, АІ, U, Zr) і т. д. Організм може регулювати гомеостаз тільки при визначених межах концентрацій мікроелементів у ґрунтах: Со (7-30), Си (15-60), Zп (30-70), Мп (400-3000), Мо (1,5-4), Sr (0-10), I (2-40), В (3-30) [54, 55 ]. Токсичність солей металів знижується в такій послідовності: Сr, V, Мп, Nі, Си, Ва. Рослини і мікроорганізми є прекрасними біоіндикаторами вмісту токсикантів у компонентах ГС. Фізіологічні і морфологічні зміни рослин нерідко обумовлені токсичністю окремих металів. Хімічний склад донних відкладів відіграє значну роль у стані водних ЕС і здоров'ї людини (донні відклади - гідробіонти - людина). Знижені концентрації ХЕ в грунтах позначаються на здоров'ї тварин і людини (Со - схуднення й анемія домашніх тварин, Си - виснаження домашніх тварин, І - базедова хвороба, - анемія у людини, Sе — м'язова дистрофія у ягнят, млявість серцевого м'язу у людини), а підвищені концентрації Аs приводять до затримки росту рослин, Сd - цирозу печінки, Рb - порушення діяльності нирок і нервової системи і т.д.

Таким чином, процеси патогенезу обумовлені не лише техногенними, але й природними геохімічними аномаліями. Оскільки техногенні неоднорідності накладаються на природні геохімічні поля, то формуються природно-техногенні аномалії, що значно ускладнює визначення причин патогенезу біоти і людини.

Геофізична екологічна функція літосфери визначає властивості геофізичних полів природного і техногенного генезису впливати на стан біоти і здоров'я людини.

Геофізичні поля (неоднорідності) - це природні фізичні поля космічного і земного генезису, а також техногенні фізичні поля, що діють у межах літосфери, перетворені і розподілені нею.

Геофізична аномалія - відхилення значень фізичного поля від нормального, обумовлене розходженням фізичних властивостей гірських порід і неоднорідністю його складу і будови.

У багатьох випадках відзначаються значні відхилення від фонових значень, що відбувається на умовах існування людини й інших живих організмів [47].

На природні поля накладаються техногенні геофізичні, що є побічним продуктом сучасних технологій і одним з екологічних факторів. Техногенні геофізичні поля за рівнем у декілька разів, а іноді і на декілька порядків, перевершують природні (фонові) рівні. Зміни, внесені техногенними фізичними полями обмежуються глибиною антропогенного впливу на літосферу (звичайно 50-300 м).

З геофізичними аномаліями (магнітними, гравітаційними, геотермічними, електричними, вібраційними, акустичними) пов'язані осередки підвищеної захворюваності і прояву функціональних розладів живих організмів. Наприклад, магнітні поля діють на нервові клітини мозку. Сильні електричні поля негативно впливають на центральну нервову систему. Вібраційні поля приводять до підвищеної стомлюваності, до гальмування рухових реакцій, координації руху і т.д. При землетрусах і релаксації сейсмічних напруг виникають акустичні поля; ультразвукові хвилі викликають у людини галюцинації, а інфразвукові - страх і паніку. Причому такі ситуації можливі не тільки у випадку сильних землетрусів, але і при постійному впливі слабких землетрусів (до 2-3 балів), як це має місце в зоні глибинних (сейсмогенних) розломів.

Під «геопатогепними зонами» розуміються області аномального прояву геолого-геофізичних і геохімічних полів, що негативно відбивається на стані живих організмів і здоров'ї людини, тобто є причиною геопатогенезу. Серед різноманітних геопатогенних зон можна виділити два основних типи: 1) пов'язані зі знаходженням токсичних ХЕ, підвищеним виділенням радону та інших ендогенних газів, поширенням патогенних мікроорганізмів; 2) пов'язані з локальними геофізичними аномаліями. Оскільки геопатогенні зони можуть негативно впливати на живі організми, те їх варто відносити до осередків підвищеного екологічного ризику.


 

Питання для самоконтролю

1. Що таке геологічне середовище?

2. У чому полягає різниця між поняттями „геологічне середовище" і „приповерхнева

частина літосфери"?

3. Що таке природно-технічна система?

4. У чому полягає ресурсна функція геологічного середовища?

5. У чому полягає геодинамічна функція геологічного середовища?

6. У чому полягає геохімічна функція геологічного середовища?

7. Що таке геохімічна аномалія?

8. Які типи геохімічних аномалій?

9. Що таке біогеохімічні ендемії?

10. У чому полягає геофізична функція геологічного середовища?

11. Що таке геофізична аномалія?

12. Які причини утворення гепатогенних зон?


 

 


 



 

Date: 2015-09-02; view: 1708; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию