Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов - Экология - Скачать бесплатно
ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
Факультет заочно-дистанционного обучения
Курсовая работа
По дисциплине: «Экология»
Тема:«Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов.»
Воронеж 2003 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Экологические проблемы человечества. 4
1.1. Загрязнения атмосферы. 4
1.2. Природные и антропогенные загрязнения воды. 12
1.3. Радиоактивное загрязнение. 14
1.4. Твердые и опасные отходы. 16
1.5. Другие проблемы 18
2. Растительный мир и человек 19
3. Лес и деятельность человека 22
3.1. Лес и туризм 23
4. Лесные ресурсы 27
5. Истребление лесов. 28
5.1. Состояние лесов в России. 28
5.2. Состояние лесов в мире 28
5.3. Гибель тропических лесов 29
5.4. Как остановить гибель тропических лесов? 30
5.5. Промышленное лесопользование 31
5.6. Лесные пожары. 33
6. Защита лесов. 34
6. Защита лесов. 35
6.1. Защита лесов от пожаров 35
6.2. Защита леса от вредных насекомых и болезней. 36
7. Меры по охране леса 38
Заключение. 40
Список литературы. 41
Введение
Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов
опасности, которую создает легкомысленное отношение к окружающей среде.
Между тем решение (если оно еще возможно) таких грозных глобальных проблем,
как экологические, требует неотложных энергичных совместных усилий
международных организаций, государств, регионов, общественности.
За время своего существования и особенно в XX веке человечество ухитрилось
уничтожить около 70 процентов всех естественных экологических
(биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы
человеческой жизнедеятельности, и продолжает их "успешное" уничтожение.
Объем допустимого воздействия на биосферу в целом превышен сейчас в
несколько раз. Более того, человек выбрасывает в окружающую среду тысячи
тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не
поддаются или слабо поддаются переработке. Все это приводит к тому, что
биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора
окружающей среды, уже не способны выполнять эту функцию.
Как утверждают специалисты, через 30 - 50 лет начнется необратимый
процесс, который на рубеже XXI - XXII веков приведет к глобальной
экологической катастрофе. Особо тревожное положение сложилось на
Европейском континенте. Западная Европа свои экологические ресурсы в
основном исчерпала и соответственно использует чужие.
В европейских странах почти не осталось нетронутых биосистем.
Исключение составляет территория Норвегии, Финляндии, в какой-то степени
Швеции и, конечно, евразийской России.
На территории России (17 млн. кв. км) имеется 9 млн. кв. км
нетронутых, а значит, работающих экологических систем. Значительная часть
этой территории - тундра, которая биологически малопродуктивна. Зато
российская лесотундра, тайга, сфагновые (торфяные) болота - это экосистемы,
без которых невозможно представить нормально действующую биоту всего
Земного шара.
Россия, например, стоит на первом месте в мире по поглощению
(благодаря своим обширным лесам и болотам) углекислоты - около 40
процентов.Остается констатировать: в мире нет, пожалуй, ничего более
ценного для человечества и его будущего, чем сохраняющаяся и пока
работающая естественная экологическая система России при всей сложности
экологической обстановки.
В России тяжелая экологическая обстановка усугубляется затянувшимся
общим кризисным состоянием. Государственное руководство мало, что делает
для ее исправления. Медленно развивается правовой инструментарий для защиты
окружающей среды - экологическое право. В 90-е годы, правда, было принято
несколько экологических законов, основным из которых стал закон Российской
Федерации "Об охране окружающей природной среды", действующий с марта 1992
года. Однако правоприменительная практика выявила серьезные пробелы, как и
в самом законе, так и в механизме его реализации.
1. Экологические проблемы человечества.
1.1. Загрязнения атмосферы.
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей
природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного
слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и
находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений именно
поэтому в данном реферате этой проблеме уделено больше внимания. Результаты
экологических исследований, как в России, так и за рубежом однозначно
свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный,
постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и
окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет
роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроницающего агента
взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и
литосферы.
В последние годы получены данные о существенной роли дня сохранения
биосферы озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых
организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирующего на высотах
около 40 км тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности.
Воздух жилищ и рабочих зон имеет большое значение из-за того, что человек
проводит здесь значительную часть времени.
Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и
биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую
среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана
атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной
проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых
странах.
Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи,
расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные
заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни, список
которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и
их совместным воздействием на организм человека. Результаты специальных
исследований, выполненных в России и за рубежом, показали, что между
здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная
положительная связь.
Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу - атмосферные
осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные
и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и
вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния
атмосферы. По данным эколого-геохимического картирования разных масштабов,
талые (снеговые) вода Русской равнины по сравнению с поверхностными и
подземными водами и многих районах заметно (в несколько раз) обогащены
нитрит- и аммоний-йонами, сурьмой, кадмием, ртутью, молибденом, цинком,
свинцом, вольфрамом, бериллием, хромом, никелем, марганцем. Особенно
отчетливо это проявляется по отношению к подземным вода Сибирскими
экологами-геохимиками выявлено обогащение ртутью а снеговых вод
сравнительно с поверхностными водами в бассейне р.Катунь Кураиско-
Сарасинская ртутно-рудная зона Горного Алтая).
Подсчет баланса количества тяжелых металлов в снеговом покрове
показал, что основная их часть растворяется в снеговой воде, т.е. находятся
в миграционно-подвижной форме, способной быстро проникать поверхностные и
подземные воды, пищевую цепь и организм человека . В условиях Подмосковья
цинк, стронций, никель практически полностью растворены в снеговой воде.
Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный
покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих
кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов
фотосинтеза, приводящих к замедлению роста гибели растений. Высокая
чувствительность деревьев (особенно березы дуба) к загрязнению воздуха
выявлена давно. Совместное действие их факторов приводит к заметному
уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные
осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания
горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического
разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные
линии связи. Во многих экономически развитых странах в настоящее время
реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В
рамках Национальной программы по оценке влияния кислотных атмосферных
осадков, утвержденной в 1980 году. Многие федеральные ведомства США начали
финансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные
дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и выработки
соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что кислотные дожди
оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду и являются
результатом
том самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты -
разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях окисления
оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.
Исследованиями в центральной части Европейской России установлено,
что снеговые воды здесь имеют, как правило, близнейтральную или слабо
щелочную реакцию. На этом фоне выделяются районы как кислотных, так и
щелочных атмосферных осадков. Снеговые воды с нейтральной реакцией
характеризуются низкой буферностъю (кислотонейтрализующей способностью) и
поэтому даже незначительное повышение концентраций в приземной атмосфере
оксидов серы и азота может привести к выпадению кислотных атмосферных
осадков на обширных территориях. Прежде всего это касается крупных
заболоченных низменностей, в которых происходят накопление загрязняющих
веществ атмосферы вследствие проявления низинного эффекта аврального
осаждения.
Процессы и источники загрязнения приземной атмосферы многочисленны и
разнообразны. По происхождению они подразделяются на антропогенные и
природные. Среди антропогенных к наиболее опасным процессам относятся
сгорание топлива и мусора, ядерные реакции при получении атомной энергии,
испытаниях ядерного оружия, металлургия и горячая металлообработка,
различные химические производства, в том числе переработка нефти и газа,
угля.
При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение
приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах,
промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных
средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на
угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад
автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40-
50 %. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются
катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в
атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие
расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.
Высокая опасность химических и биохимических производств заключается
в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно
токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать
эпидемии среда населения и животных.
Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы -
вулканическая и флюидная активность Земли. Специальными исследованиями
установлено, что поступление загрязняющих веществ с глубинными флюидами в
приземной слой атмосферы имеет место не только в областях современной
вулканической и газотермальной деятельности, но и в таких стабильных
геологических структурах, как Русская платформа. Крупные извержения
вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о
чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные
(извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено
тем, что в высокие слои атмосферы "мгновенно" выбрасываются огромные
количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с
высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному
шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных
вулканических извержений достигает нескольких лет. В ряде случаев из-за
наличия в воздухе большой массы рассеянных тонкодисперсных твердых
аэрозолей здания, деревья и другие предметы на поверхности Земли не давали
тени. Необходимо отметить, что в снеговых выпадениях многих районов
Европейской России эколого-геохимическим картированием выявлены аномально
высокие концентрации фтора, лития, сурьмы, мышьяка, ртути, кадмия и других
тяжелых металлов, которые приурочены к узлам сочленения активных глубинных
разломов и имеют, вероятно, природное происхождение. В случае сурьмы,
фтора, кадмия такие аномалии имеют значительный размер.
Эти данные указывают на необходимость учета современной флюидной
активности и других природных процессов в загрязнении приземной атмосферы
Русской равнины. Имеются основания полагать, что в воздушных бассейнах
Москвы, Санкт-Петербурга также присутствуют химические элементы (фтор,
литий, ртуть и др.), поступающие с глубины по зонам активных глубинных
разломов. Этому способствуют глубокие депрессионные воронки, обусловившие
уменьшение гидростатического давления и подток снизу газоносных вод, а
также высокая степень нарушенности подземного пространства мегаполисов.
Малоизученным, но важным в экологическом отношении природным
процессом глобального масштаба являются фотохимические реакции в атмосфере
и на поверхности Земли. Особенно это касается сильно загрязненной приземной
атмосферы мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых
часто наблюдаются смоги.
Следует учитывать воздействие на атмосферу космических тел в виде
комет, метеоритов, болидов и астероидов. Тунгусское событие 1908 года
показывает, что оно может быть интенсивным и иметь глобальный масштаб.
Природные загрязнители приземной атмосферы представлены главным
образом оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими углеводородами,
радоном, радиоактивными элементами и тяжелыми металлами в газообразной и
аэрозольной формах. Твердые аэрозоли выбрасываются в атмосферу не только
обычными, но и грязевыми вулканами.
Специальными исследованиями установлено, что интенсивность
аэрозольных потоков грязевых вулканов Керченского полуострова не уступает
таковой "спящих" вулканов Камчатки. Результатом современной флюидной
активности Земли могут быть сложные соединения типа предельных и
непредельных полициклических ароматических углеводородов, сульфида
карбонила, формальдегида, фенолов, цианидов, аммиаков. Метан и его гомологи
зафиксированы в снеговом покрове над месторождениями углеводородов в
Западной Сибири, Приуралье, на Украине. В урановой провинции Атабаска
(Канада) по высоким концентрациям урана в хвое черной канадской ели
обнаружена Уолластоунская биохимическая аномалия размером 3 000 км2,
связанная с поступлением в приземной слой атмосферы урансодержащих газовых
эманации по глубинным разломам.
При фотохимических реакциях образуются озон, серная и азотная
кислоты, разнообразные фотооксиданты, сложные органические соединения и
эквимолярные смеси сухих кислот и оснований, атомарный хлор. Фотохимическое
загрязнение атмосферы заметно возрастает в дневное время и в периоды
солнечной активности.
В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки
тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду
продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства
появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные.
Главными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме
крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные
органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды,
вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространенные в воздушном
бассейне России диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод.
Тяжелые металлы находятся в приземной атмосфере Подмосковья преимущественно
в газообразном состоянии и поэтому их нельзя уловить фильтрами. Твердые
взваленные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем,
каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли
специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты,
сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.
В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химическим
элементам, соединениям и их группам. В группу органических веществ входят
акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а
неорганических - тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы
(угарный газ, сероводород, оксиды азота и серы, радон, озон), асбест.
Преимущественно токсическое действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный
неприятный запах имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан,
толуол. Ореол воздействия оксидов серы и азота распространяется на большие
расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный
регистр потенциально токсичных химических веществ.
Основные загрязнители воздуха жилых помещений - пыль и табачный дым,
угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы,
инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств,
микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма
может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.
По данным изучения пузырьков газа во льдах Антарктиды, содержание
метана в атмосфере за последние 200 лет увеличилось. Измерения в начале
1980-х годов содержания угарного газа в воздушном бассейне штата Орегон
(США) в течение 3,5 лет показали, что оно возрастало в среднем на 6 % в
год. Имеются сообщения о тенденции повышения в атмосфере Земли концентрации
углекислого газа и связанной с ней угрозы парникового эффекта и потепления
климата. В ледниках вулканического района Камчатки обнаружены как
современные, так и древние канцерогены (ПАУ, бенз(а)пирен и др.). В
последнем случае они имеют, по-видимому, вулканическое происхождение.
Закономерности изменений во времени атмосферного кислорода, имеющего
наиболее важное значение для обеспечения жизнедеятельности, изучены слабо.
Обнаружено возрастание в атмосфере оксидов азота и серы зимой в связи
с увеличением объёмов сжигания топлива и более частым образованием смогов в
этот период.
Результаты режимного опробования снеговых выпадений в Подмосковье
свидетельствуют как о синхронных региональных изменениях их состава во
времени, так и о локальных особенностях динамики химического состояния
приземной атмосферы, связанных с функционированием местных источников
пылегазовыбросов. В морозные зимы в снеговом покрове увеличивалось
содержание сульфатов, нитратов и соответственно кислотности снеговой воды.
Снеговая вода начального периода зимы отличалась повышенным содержанием
сульфат-, хлор- и аммоний-ионов. По мере выпадения снега к середине зимнего
периода оно заметно (в 2-3 раза) снижалось, а затем снова и резко (до 4-5
раз для хлор-иона) увеличивалось. Такие особенности изменения химического
состава снеговых выпадений во времени объясняются повышенной
загрязненностью приземной атмосферы при первых снегопадах. По мере усиления
ее 'промытости" загрязненность снегового покрова уменьшается, снова
увеличиваясь в периоды, когда снега выпадает мало.
Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность,
обусловленная как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и
вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием
протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается
сейчас как огромный "химический котел", который находится под воздействием
многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и
аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной
способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных
пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на
поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм
человека через органы дыхания. Аэрозоли разделяются на первичные
(выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в
атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие
(отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и
летучие тонкодисперсные аэрозоли (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.)
имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях
рельефа, в меньшей степени на водоразделах.
Аэродинамическими барьерами являются крупные лесные массивы, а также
активные глубинные разломы значительной протяженности (Байкальский рифт).
Причина этого заключается в том, что такие разломы контролируют физические
поля, ионные потоки Земли и служат своеобразной преградой для перемещения
воздушных масс.
Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных
частицах приземной атмосферы Европейской России свинца и олова;
хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и
кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и
галлия; бария, цинка, марганца и меда. Литий, мышьяк, висмут часто не
сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие
концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием
их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов
топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений
типа галогенидов олова. Выявленные особенности пространственно-временного
распределения загрязняющих веществ следует учитывать при интерпретации
наблюдательных данных о загрязнении воздуха.
Время "жизни" газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень
широком диапазоне (от 1 - 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в
основном от их химической устойчивости, размера (для аэрозолей) и
присутствия реакционноспособных компонентов (озон, пероксид водорода и
др.). Поэтому в трансграничных переносах загрязняющих веществ участвуют
главным образом химические элементы и соединения в виде газов, не способных
к химическим реакциям и термодинамически устойчивых в условиях атмосферы.
Вследствие этого борьба с трансграничными переносами, являющимися одной из
наиболее актуальных проблем защиты качества воздуха, сильно затруднена.
Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются
очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным
образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических
веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во
многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме
токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и
другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к
аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного
подхода - ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за
слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие
учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния
приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов
наблюдения за воздушным бассейном мало и они не позволяют адекватно оценить
его состояние в крупных промьппленно-урбанизированных центрах. В качестве
индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать
хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного
загрязнения, связанных с Чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны,
обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе.
Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в
городах.
Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы
является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за
сравнительно длительный период времени и позволяющий установить
местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В
снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются
прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.
Снегохимическая съёмка дает возможность оценить запасы загрязнителей в
снеговом покрове, а также "мокрую" и "сухую" нагрузки на окружающую среду,
которые выражаются в определении количества (массы) выпадений загрязняющих
веществ в единицу времени на единицу площади. Широкому применению съёмки
способствует то, что основные промышленные центры России находятся в зоне
устойчивого снегового покрова.
К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы
крупных промышлешго-урбанизированных территорий относится многоканальное
дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в
способности быстро, неоднократно и в "одном ключе" охарактеризовать большие
площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в
атмосфере аэрозолей. Развитие научно технического прогресса позволяет
надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих
веществ.
Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным
данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений,
закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере,
особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного
бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других
факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в
отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения
приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении
этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС.
Конечный результат применения таких
|
