ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
В широком смысле слова окружающая среда это планета Земля, тонкая жизненная оболочка, называемая биосферой, и космическое пространство, окружающее Землю.
Определяемая таким образом окружающая среда включает в себя весь материальный мир, окружающий человека.
Но так как человек живет не только в природе, о и в обществе, то окружающей средой называется как природ ая, так и общественная среда.
Окружающая (жизненная) среда это целост ая среда, с которой сталкиваются коллективы людей, с которой о и взаимодействуют и реагируют на нее, включая в игру все эле е ты среды.
В зависимости от уровня технической цивилизации групп людей и влияния природной среды жизненная среда преи уществе о произведе ие людей или же часть природы, а ее воздействуют физические или физиологические процессы, подталкиваемые людьми, контролируемые или переживае ые ими в условиях своей экзистенции или в самой своей сути.
Но окружающая среда определяется как
материальная среда, в которой человек живет и работает, а основными элементами являются воздух, питьевая вода, пища, предметы широкого потребления, растительный и животный мир, почва, а также объекты, созданные человеком, т.е. физическая среда, окружающая человека в данном пространстве и времени.
Окружающая среда принимает различные фор ы, которые могут быть сведены к двум основным:
1) природная среда, модифицированная человеческой деятельностью, сохраняет свои основные (природные) свойства, т.е. с экологической точки зрения природа не разрушается;
2) в результате воздействия человека на природу, окружающая среда утратила природные свойства, и проявляется это в ярко выраженной концентрации населения, в культурных и аграрных сферах и в экологических разрушениях, угрожающих любой форме жизни.
Выбирая между термином человеческое окруже ие и окружающая среда для обозначения совокупности условий и факторов, воздействующих на человека, более обоснова ы считается использование термина окружающая среда по дву причинам.
Во-первых, термин среда употребляется для обоз аче ия не только совокупности естественных обстоятельств, в которых возникает некое существо, но и для обозначения ра ок, в утри которых что-то происходит и в которых, в отличие от природной среды, взаимодействуют люди.
Во-вторы , человек е только природ ое, о и обществе ое существо. О фор ирует условия для своего существования, создавая общество, по поводу которого ож о сказать, что оно представляет собой высшую форму развития атерии.
Итак, производство жизни появляется сразу в качестве двоякого отношения: с одной стороны, в качестве естественного, а с другой в качестве общественного отношения, общественного в плане сотрудничества многих индивидов, безразлично при каких условиях, каким образом и для каких целей.
Фактически,
как целесообразная деятельность, направленная на освоение элементов природы в той или иной форме, труд составляет естественное условие человеческого существования, условие обмена веществ между человеком и природой, независимое от каких бы то ни было социальных форм.
Человек на протяжении своей жизни и в трудовой сфере включен в различные естественные и общественные структуры и выполняет различные роли.
2. ПОНЯТИЯ И ЭЛЕМЕНТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Естественное и социальное окружение человека е огут быть отделены друг от друга. Они составляют неразрыв ое еди -ство явлений природы и результатов человеческой деятель ости, которые невозможно подчинить либо только естестве ому, либо только социальному окружению.
Эти две действительности окружающей среды проявляются как естестве ая и социальная системы.
Естественные системы
1) органические системы (внутри них поддерживается существующее состояние материй, энергии, информации и отношений структур как определенное равновесие);
2) системы циркуляции (в них есть процессы исчезновения и обновления отдельных частей системы или целых систем, являющихся частями больших систем);
3) логичные системы (имеют внутреннюю детерминистскую природу движения);
4) стабильные и открытые системы (могут ассимилировать негативные последствия, вытекающие из их внутренних отношений, автономно могут восстанавливаться);
5) взаимозаменяемые системы (компенсаторны и взаимозависимы);
6) иерархически организованные (существуют в горизонтальной организации параллельного сосуществования как ряд механических систем).
Социальные (человеческие) системы
1) созданы человеком организованно и совместно (в соответствии с определенными потребностями и целями);
2) их структура - организация (в ходе истории меняется);
3) они состоят из материи (а не из организмов, как естественные системы);
4) это закрытые системы (не принимают посторонние элементы, если для них не предвиделось определенное место в системе);
5) это частичные системы (не могут существовать как самодостаточные и живут за счет окружающих их систем);
6) это функциональные системы (созданы для реализации какой-либо функции);
ат осфера, гидросфера, литосфера, расте ия, живот ые и ик-роорга из ы.
Гидросфера это прерывистая водная оболочка Зе ли, расположенная на поверхности и в толще земной коры и представляющая собой совокупность океанов, морей и водных объектов суши (рек, озер, болот, подземных вод и пр.), включая скопления воды в твердой фазе.
Стремительный рост потребления воды ставит перед человечеством важную проблему борьбу с истощение и загрязнением водных ресурсов планеты.
Ежедневно из недр земли добывается более се и иллиар-дов тонн воды столько же, сколько в течение года добывается во всем мире полезных ископаемых.
Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, пото у что при рациональном использовании они непрерывно восста ав-ливаются в результате процесса круговорота, однако запасы пресной воды на Земле ограничены. Питьевой воды на Зе ле мало, несмотря на то, что водой покрыто более 70 % зе ой поверхности, использование ее для технических целей долж о быть ограничено и строго обосновано.
Значение воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлено ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потреб остей человека.
Вода один из важнейших факторов внешней среды, от которого зависит здоровье миллионов людей, их нор аль ая жизнедеятельность. Хотя объем гидросферы и велик, прес ой воды для населения явно недостаточно, особенно в условиях демографического взрыва.
Загрязнение гидросферы это поступление в нее загряз и-телей в количествах и концентрациях, способных нарушить нормальные условия среды значительных по раз ера вод ых объектов: рек, водохранилищ, озер, океанов, морей, гру то-вых и подземных вод.
Загрязнение воды это привнесение в воду или образование в ней физических, химических или биологических аге тов, неблагоприятно воздействующих на организм и экосисте ы или наносящих урон материальным ценностям.
Под влия ие загряз ителей в вод ых объектах происходят первич ые, вторич ые и третич ые из е е ия.
Первичные изменения происходят при пря о воздействии загрязнителей преобразуются состав и свойства воды, те пе-ратура, газовый режим и др. условия среды гидробио тов.
Вторичные изменения возникают при взаи одействии загрязняющих веществ друг с другом и водой. В результате образуются новые вещества, отрицательно влияющие на вод ые организмы, нарушаются процессы самоочищения воды.
Следствием этого являются третичные изменения ару-шение взаимосвязей гидробионтов со средой, распад вод ых экосистем и гибель рыбы.
Серьезная опасность для здоровья населения связа а также с химическим составом воды. Природная вода икогда е бывает чистой.
Большую роль в формировании хи ического состава воды играют подстилающие почву грунты, с которы и она вступает в соприкосновение.
Профильтровавшись через почву, вода растворяет некоторые встречающиеся ей а пути и-нералы.
Большое влияние на состав природных вод, как поверх о-стных, так и подземных, оказывает в настоящее вре я их техногенное загрязнение. Уровень загрязнения воды определяется присутствием органических отходов (пестициды, нитраты, фосфаты и др.).
Источниками таких отходов могут быть заводы, фабрики, города или сельское хозяйство: про ышле ые сточные воды, хозяйственно-бытовые сточные воды, дре аж ые воды с орошаемых земель, организованный и неорга изова -ный сток с территорий населенных пунктов и про ышле ых площадок, сельскохозяйственные поля и крупные живот овод-ческие комплексы, водный транспорт.
Природная вода не всегда удовлетворяет физиологические и гигиенические потребности человека. В ряде случаев ее потребление приводит к различным заболевания . Отсюда вытекает необходимость гигиенического нормирования или ста -дартизации состава и свойств питьевой воды, а также ее обработки.
Атмосферой принято считать газовую среду Зе ли, которая вращается вместе с планетой как единое целое. Масса атмосферы составляет около 5, 15 * 1015 т. Атмосфера обеспечивает воз ож ость жиз и а Зе ле, оказывает большое влия ие а раз ые сторо ы жиз и человечества.
В тече ие геологической истории Зе ли ат осфера под влияние ряда факторов претерпела эволюцию: улетучивание газов в кос ическое пространство, выделение газов из литосферы в результате вулканической деятельности, диссоциации (расщепления) олекул под влиянием солнечного ультрафиолетового излуче ия, химические реакции между компонентами атмосферы и породами, слагающими земную кору, значительно изменили ее состав. Структура атмосферы достаточно стабильна, хотя в ей происходят изменения, которые человек до конца еще е познал.
Для биологических процессов самым важны является кислород.
Существование организма невозможно вне окружающей среды, частью которой является кислород. Кислород вездесущ и всемогущ.
Из него в значительной степени состоят е только воздух и вода, но и мы с вами, и половина общей ассы земной коры, которая сложена из кислородсодержащих веществ. Могущество кислорода проявляется уже в том, что ы и дышим, а ведь дыхание синоним жизни.
Вспомни , что писал Овцдий: Dum spiro, spero (Пока дышу, надеюсь).
Запасы кислорода в нашем организме крайне ограничены, их ожет хватить для жизнедеятельности на очень непродолжитель ое время минуты и даже секунды. Факт этот весьма парадоксальный. Действительно, общий запас кислорода в организ е человека составляет примерно 2,5 л. Из этого количества а долю кислорода, связанного с гемоглобином и физически растворенного в крови, приходится около 50 %. Следовательно, ож-но допустить, что кислородная емкость крови в известной ере отражает концентрацию кислорода в целом организ е.
Жизнь требует непрерывного поступления кислорода в организм. Если бы растения в процессе фотосинтеза не превращали воду и углекислый газ в органические соединения, и этот процесс не сопровождался бы высвобождением кислорода, то вскоре все высокоорганизованные живые существа, включая человека, ощутили бы острый недостаток кислорода в ат ос-ферном воздухе.
Но кислород нужен не только для дыхания. Развитие техники от каменного века до современной научно-технической революции во многом определялось уровнем интенсив ости использова ия кислорода в различ ых тех ологических про весах.
Обогаще ие воздуха кислородо делает эффектив ее о-гие технологические процессы, в основе которых окисле ие.
Одна только черная металлургия поглощает более 60 % получаемого в промышленности кислорода. Ежегодное ировое производство кислорода для промышленных целей из еряется ил-лионами тонн.
Благодаря небольшому количеству озона на высоте около 50 километров все живое на нашей планете защище о от с ер-тельного ультрафиолетового излучения. Озон это бро я Зе -ли.
Однако сейчас человека подстерегает неожидан ая и серьезная опасность. Речь идет о медико-биологических последствиях повышенного ультрафиолетового излучения в связи с появлением над планетой озоновых дыр.
Можно спорить о причинах и механизме их возникновения, но очевидно, что это следствие антропогенного влияния, непродуманной хозяйстве -ной деятельности, в том числе использования в ракет ых топливах некоторых экологически вредных компонентов.
По мнению ученых, в отдаленной перспективе актив ость недр Земли уменьшится. Это приведет, естественно, к с иже-нию температуры ее поверхности, что, в свою очередь, с изит объем жизни.
Содержание свободного кислорода нач ет у е ь-шаться, а в атмосфере станет накапливаться углекислота.
Жизнь, с тех пор как она появилась на Зе ле, стала ведущей силой, направляющей развитие поверхности пла еты, определяющей состав атмосферы, гидрологический режи , распределение тепла и влаги. Она создала в недрах Зе ли горючие ископаемые, образовала почву основу нашего благосостояния.
Нужно помнить:
биосфера Земли дарит каждому из нас все необходимое для нормальной жизни. Пользуясь этими благами, мы земляне должны, в свою очередь, стремиться поддерживать порядок в собственном доме и прежде всего держать в чистоте воздух и воду.
Литосфера почва, где живут люди. Это часть природы, природная среда, где человек организовал в физико-простра -стве о с ысле свое существова ие.
О а содержит ос ов ые запасы еорга ической атерии, используе ые человеко в качестве эле ентов для своего етаболиз а с по ощью воды или воздуха.
Литосфера содержит необходимые минералы, получаемые живыми существами из воды или растений. Од ако в литосфере содержится ограниченное количество минералов, е-обходимых для метаболизма живых существ.
Литосфера по своему составу негомогенна и поэтому, с географического аспекта, не в одинаковой мере пригодна для развития растений, обеспечения необходимыми элементами метаболизма живых существ.
С этой точки зрения особое значение имеют сельскохозяйстве -ные угодья как основа для производства пищи, величи а их оценивается в четыре миллиарда гектаров.
Поскольку почва формируется под влияние кли ата, ясно, что многие ее свойства должны отражать его флуктуации и циклы, существующие даже при общей климатической е-изменности. И жизнь организмов тоже подчиняется кли ати-ческим циклам, которые определяют характер воздействия организмов на почвенный покров.
Таким образом, почвы не есть нечто раз и навсегда да ое и неизменное. Меняются их свойства, покров. Почвы огут погребаться, затапливаться, выходить из биосферы, чтобы пото вновь обнажиться, выйти на поверхность и снова включиться в состав биосферы.
Этот динамичный мир мы делае еще более хрупким, распахивая целину, вырубая леса, строя города, водохозяйственные угодья.
Действия человека накладываются а природную динамику, еще очень мало познанную, и приводят к необратимым последствиям уничтожению почв и ла дшаф-тов.
Почва, по словам известного почвоведа В.А. Ковды, то -чайшая органоминеральная оболочка Земли.
Через почву происходит обмен веществом и энергией между земной корой, атмосферой, гидросферой суши и всеми обитающими на ней организмами.
Динамичность почв целиком связана с дина ич остью биосферы, и эта связь может сыграть с людь и злую шутку, если мы не будем учитывать те многочисленные процессы, которые протекают в четвертой стихии почве.
Микроорганизмы мельчайшие живые организ ы, выполняющие важную функцию в круговороте материи, расщепляющие орга ическую атерию а ее состав ые еорга ичес-кие части и освобождающие при это кислород, азот, фосфор, серу и другие эле ентыі для нового синтеза. Но икроорга из-мы не участвуют в обмене органической материи, поступающей естественным путем, т. е. они являются частью ор аль ого физико-химического цикла природы в процессе от ира ия и той органической материей, которая является следствие экономической деятельности.
Поэтому они, хотя и не огут разложить на составные части всю органическую материю, создаваемую человеком в промышленности, тем не менее используются как средство расщепления загрязнителей.
Микроорганизмы космополиты, они распространены повсюду, населяют почву, воздух, воду, организм человека, животных, растений, насекомых и т.д.
В окружающей среде и макроорганизме они встречаются в форме биоценозов, представляющих собой совокуп ость ик-робных популяций, разнообразных по численности и видово у составу. Формирование биоценозов сложное биологическое явление.
Они сформировались в процессе эволюции в результате селекции наиболее приспособленных к данны условия существования видов микроорганизмов. Структура и фу к ия биоценоза поддерживается взаимодействием различ ых икро-организмов, которые создают основу для экологической регуляции и смены микробных популяций.
Характер биоценоза определяется как свойства и са их микробов, так и условиями окружающей среды. Больши ство микроорганизмов в естественных условиях находится в определенных взаимоотношениях друг с другом, а также с орга из-мом своих хозяев.
Ассоциативные взаимоотношения раз ых видов микробов между собой, а также с организ о человека называется симбиозом. Формы симбиотических взаи оот оше-ний разнообразны.
Мутуализм форма сожительства, при которой оба си -биона получают взаимную выгоду. Примером могут служить взаимоотношения между клубеньковыми бактерия и и бобовы и растениями.
Эти бактерии питаются за счет своих хозяев бобовых растений, на которых они вегетируются.
В то же вре я бобовые растения потребляют азотистые соединения, си тези-руе ые клубе ьковы и бактерия и из ат осфер ого азота. В орта из е человека кишеч ая палочка существует в толсто кишечнике человека, используя готовые питательные вещества.
Организм человека получает витамины Е, К, В, синтезируемые этими бактериями.
Синергизм усиление физиологических функций и свойств одних бактерий в присутствии других. Например, действие токсина дифтерийной палочки значительно усиливается в присутствии стрептококков.
Комменсализм форма симбиоза, при которой оди организм живет за счет другого, не причиняя ему вреда. При еро комменсалов могут служить бактерии нормальной икрофлоры организма человека.
Антагонизм вид симбиоза, при котором один икроор-ганизм оказывает неблагоприятное влияние на другой, при это микробы получают серьезные повреждения и погибают. Например, в состав аутофлоры организма человека входят кишеч ая палочка, молочнокислые бактерии, которые являются а таго-нистами гнилостных бактерий.
И.И.
Мечников, считал од ой из главных причин старения организма человека вред ое воздействие токсических продуктов метаболизма гнилостной формы кишечника, рекомендовал заменять ее молочнокислой, употребляя ежедневно кефир, простоквашу, ацидофильное олоко.
Паразитизм это такой вид симбиоза, когда оди организм использует другой как источник питания. Классически примером являются отношения между вирусом и клеткой-хо-зяином.
Вирус, проникая в клетку организма, раз ножается, используя ее генетический аппарат, что приводит гибели клетки. Большинство патогенных микроорганизмов являются паразитами.
Количество и качественное разнообразие микроорга из-мов в окружающей среде зависит от наличия питатель ых веществ, температурных условий, влажности, аэрации, действия солнечного света и т. п.
Микрофлора почвы. Почва является средой обита ия огромного количества мельчайших живых существ: ногих видов бактерий, антимицетов, грибов, простейших, вирусов.
Гриб ой запах лесной почвы обусловлен лучистыми грибами. В 1 г почвы
содержится 110 лрд икроорга из ов. Некоторые икробы почвы широко при е яют для получе ия а тибиотиков ( апри-ер, актино ицеты).
Качественный состав, количество особей и соот оше ия между различными группами микроорганизмов из е яются в зависимости от вида почвы, способов ее обработки, в есе ия удобрений, от степени соблюдения санитарной культуры асе-лением. Распределение в почве микробов неравно ер о. На глубине 1050 см микрофлора наиболее обильна.
Здесь идет процесс разложения органических остатков с активны участие почвенных бактерий. Небольшой верхний слой (12 с ) содержит немало микробов, что объясняется высушивание и действием УФ-лучей.
На глубине 45 м микробов в почве ичтож-но мало.
С выделениями человека и животных, с трупа и, с различными отбросами в почву могут попадать патоген ые икроорганизмы. Данные микробы не входят в состав ор аль ых биоценозов и через некоторое время погибают.
Од ако аибо-лее устойчивые могут сохраняться от нескольких д ей до е-скольких месяцев. Споры таких бацилл, как палочка сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены сохраняются в почве в течение многих лет.
Загрязнение почвы патогенны и для человека и условно-патогенными микроорганизмами (саль онеллы, дизе -терийные палочки, возбудители столбняка, сибирской язвы) представляет серьезную эпидемическую опасность.
Микрофлора воды. Вода самая древняя среда обита ия микроорганизмов.
Микрофлора воды, как правило, отражает микробный пейзаж почвы вокруг водоема. Микробы попадают в воду с ливневыми, сточными, талыми вода и, с пылью, из организма живущих в воде организмов, гниющих расте ий.
Сапрофитические бактерии выполняют роль мусорщиков, ферментируя органические отходы.
Вода морей и океанов беднее микробами, че вода пресных водоемов. Артезианские скважины почти не содержат ик-роорганизмов, что объясняется фильтрующей способ остью почвы.
Для рек характерно такое явление, как са оочищающая способность воды от микробов. Проточные водое ы с быстры течением, с прозрачной водой (легко проникают сол еч ые лучи), с большой ассой воды очищаются з ачитель о быстрее, че водое ы со стоячей водой.
Загрязнение водое ов патогенны и и условно-патоге ы-ми микроорганизмами происходит в результате поступле ия сточных вод из прибрежных населенных пунктов, а также промышленных вод, богатых органическими соединения и. Кро е того, выпуск сточных вод с плавающих судов, стирка белья, купание лошадей, попадание в воду трупов грызунов, погибших от инфекционных заболеваний, также способствует загрязнению водоемов патогенными микробами.
Большинство патогенных для человека микроорга из ов не могут длительно сохранять жизнедеятельность в воде и через несколько дней погибают. Однако такие бактерии, как холерный вибрион, дизентерийные и брюшно-тифозные палочки, вирусы гепатита и полиомиелита могут сохраняться в воде до нескольких недель.
Именно поэтому водный путь передачи является одним из возможных факторов распространения вод ых эпидемий, кишечных инфекций. Они возникают при авариях канализационной системы и поступлении сточных вод в открытые водоемы, особенно в водопроводную сеть.
Вот поче у а водопроводных станциях осуществляется жесткий контроль за соблюдением санитарно-гигиенических норм и правил.
Санитарно-показательным микроорганизмо воды и почвы является кишечная палочка (Bact. Coli), т.к. она попадает во внешнюю среду только с выделениями человека и живот ых, что свидетельствует о фекальном загрязнении. Существуют специальные показатели этого загрязнения: коли-титр и коли-и -декс.
Коли-титр это наименьшее количество воды в л, в котором обнаруживается кишечная палочка.
Коли-индекс это количество кишечных палочек в 1 л воды. По существующи нормативам, для водопроводной воды коли-титр долже быть не менее 300 мл, а коли-индекс не более 3.
Микрофлора воздуха. Воздух является средой, непригодной для размножения микроорганизмов.
Отсутствие питательных веществ, солнечные лучи, высушивание обеспечивают быструю гибель микробов в воздухе.
Состав микрофлоры воздуха зависит от микрофлоры воды и почвы, а также от вре е и года и метеорологических условий. Воздух больших городов загряз-
е икроорга из а и в большей степе и, че воздух сельской ест ости. Воздух лесов, гор, а также воздух ад поверх остью озер, орей, больших рек содержит еще еньше икро-организмов.
В воздухе Арктики и Антарктики количество ик-робов совсем незначительно. Высокой степенью чистоты отличается воздух хвойных лесов, зарослей можжевель ика.
Хвойные деревья, а также многие сильно пахнущие расте ия и ве-ты (черемуха, сирень, акация, ландыш, полынь, лук, чес ок, хрен, редька, листья черной смородины и др.) выделяют особые летучие эфиры, обладающие антимикробны действие , фитонциды. Лесные школы для детей, больных туберкулезом, строили в сосновых и можжевеловых лесах, т.к. фито иды хвои и смолы хвойных деревьев убивают туберкулез ую палочку.
Летом воздух загрязнен микроорганизма и в 2 раза больше, чем зимой.
Видовой состав воздуха довольно разнообразен. Чаще всего в нем находятся микробы, способные выживать в ебла-гоприятных условиях: спороносные палочки, пиг е тообразу-ющие бактерии (пигмент защищает от УФ-лучей), а ти о и-цеты, плесневые грибы.
