Биосфера, как система обеспечивающая существование человека. Экология человека. (Лекция 10) презентация

Т Е М А Л Е К Ц И И: “БИОСФЕРА КАК СИСТЕМА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ СУЩЕСТВОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА”

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ Авторы термина “Б.”: в биологии – Жан Батист ЛАМАРК, в геологии – Эдуард ЗЮСС (1875 г.). Учение о Б. разработал академик Владимир Иванович ВЕРНАДСКИЙ (1863–1945 гг.). Б. – часть оболочек Земли, которые заселены и преобразованы живыми организмами. Б. – термодинамически открытая оболочка Земли с температурой от – 50 °С до + 50 °С и давлением около 1 атм. Границы Б.: верхняя в атмосфере – 22 км. над уровнем моря, нижняя в гидросфере – 11 км. в глубину, в литосфере – 7 км.

Авторы термина “Биосфера” Ж. Б. ЛАМАРК и Э. ЗЮСС

Автор учения о биосфере В. И. ВЕРНАДСКИЙ

КОНЦЕПЦИИ БИОСФЕРЫ Биохимическая. Преобразование веществ в живых организмах. Биогеохимическая. Обеспечение круговорота веществ в природе. Биогеоценотическая. Включение в биогеоценозы продуцентов, консументов и редуцентов. Кибернетическая. Изучение трансформации веществ, энергии и информации. Социально-экономическая. Преобразование Б. жизнедеятельностью человека.

ЗАКОНЫ БИОСФЕРЫ Закон константности живого вещества (закон В. И. Вернадского): количество живого вещества биосферы для данного геологического периода постоянно (Афоризм: “Сколько пустынь люди превратят в сады в одном месте, столько садов в другом месте сами превратятся в пустыни”). Закон Франческо Реди: живое происходит только от живого. Закон константности числа видов: в ходе эволюции биосферы число зарождающихся видов равно числу вымерших, и общее видовое разнообразие биосферы постоянно.

СОСТАВ БИОСФЕРЫ Живое вещество. Совокупность всех живых организмов – биомасса планеты. Биогенное вещество. Газы атмосферы, каменный уголь, торф, нефть, известняки, диатомит, сланцы. Косное вещество. Продукты тектонической деятельности, горные породы. Биокосное вещество. Почвы, сапропель. Рассеянные атомы. Радиоактивное вещество. Вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ

ГАЗЫ АТМОСФЕРЫ

СЛОИ АТМОСФЕРЫ Тропосфера – до 20 км. Стратосфера – до 60 км. На высоте 20-25 км образуется озоновый слой. Мезосфера – до 80 км. Термосфера (ионосфера) – до 100 км. Экзосфера (сфера рассеивания) – выше 100 км.

СТРУКТУРА АТМОСФЕРЫ

ФУНКЦИИ АТМОСФЕРЫ Атмосферный воздух – важнейший фактор окружающей среды. Защита планеты от потоков излучения (γ-лучей, рентгеновских, ультрафиолетовых). Задержка потока метеоритов. Снижение суточных колебаний температуры.

СТРУКТУРА ГИДРОСФЕРЫ

СТРУКТУРА ЛИТОСФЕРЫ

УЧЕНИЕ О НООСФЕРЕ Термин “Н.” ввели Эдуард ЛЕРУА и Пьер Тейяр ДЕ ШАРДЕН. Учение о Н. создал академик В. И. ВЕРНАДСКИЙ. Н. возникла под влиянием человеческого сознания в процессе трудовой деятельности людей. Н. – новый этап в развитии биосферы. Н. – оболочка Земли, включающая человеческое общество с его языком, индустрией и культурой.

НЕРАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ Исчезновение Аральского моря в результате перерасхода вод Амударьи и Сырдарьи привело к опустынению в Средней Азии. Чрезмерное использование воды из рек Азовского моря привело к изменению его солевого режима и видового состава морских обитателей, сокращению биомассы. Нерегулированная вырубка лесов приводит к эрозии почвы, обмелению рек.

ЭКОКАРТА УКРАИНЫ

ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ КАТАСТРОФА 26 апреля 1986 г. произошло разрушение 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС, что носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. У населения регистрируют острую лучевую болезнь, онкозаболевания, наследственную патологию, катаракту и др.

ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ АВАРИЯ

КАТАСТРОФА НА АЭС “ФУКУСИМА – I” Авария на АЭС “Фукусима – I” (Япония) произошла 11 марта 2011 г. В результате сильнейшего землетрясения и последовавшего за ним цунами выведены из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные электростанции, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3.

АВАРИЯ НА АЭС “ФУКУСИМА – I”

ИСЧЕЗНОВЕНИЕ АРАЛЬСКОГО МОРЯ 1991 — катастрофа с Аральским морем, крупнейшее экологическое бедствие. По подсчетам экологов, за 30 лет забора воды из рек, впадающих в Аральское море, его уровень понизился на 14 метров, что привело к массовому вымиранию большинства видов животных и растений. Восстановлению экосистема Аральского моря НЕ подлежит.

АРАЛЬСКОЕ “МОРЕ”

СТЕБНИКОВСКАЯ КАТАСТРОФА 14 сентября 1983 г. – прорыв дамбы рассолохранилища Стебниковского калийного комбината (Западная Украина) привёл к экологической катастрофе на Днестре. 4,5 млн. куб. м жгучего рассола уничтожили фауну и флору. На долгое время по течению реки было нарушено водоснабжение населенных пунктов, вплоть до Молдовы и Одессы.

БОЛЕЗНЬ МИНАМАТА Причина: выброс в 1956 г. компанией “Chisso” (Япония) в воду залива Минамата ртути, которую донные микроорганизмы преобразовывали в метилртуть. Проявления: нарушение моторики и координации движений, онемение конечностей, ослабление зрения и слуха, паралич и нарушение сознания, завершающиеся летальным исходом. Врождённые пороки развития.

БОЛЕЗНЬ МИНАМАТА

БОЛЕЗНЬ “ИТАЙ-ИТАЙ” В переводе – “Ой-ой, больно!” (названа из-за очень сильных нестерпимых болей в костях, суставах и позвоночнике) — хроническая интоксикация солями кадмия. Впервые отмечена в 1950 г. в японской префектуре Тояма из-за добычи полезных ископаемых. Также отмечаются остеомаляция, гипотония и гипотрофия мышц, патологические переломы костей, почечная недостаточность, нередко приводящие к смерти больных.

ФОСФОРНАЯ АВАРИЯ 16 июля 2007 г. недалеко от села Ожидов Бусского района Львовской области на 12-м километре перегона “Ожидов-Красное” сошёл с рельсов поезд, перевернулись 15 вагонов с жёлтым фосфором, 6 из них загорелись. При тушении пожара образовалось ядовитое облако из продуктов горения с зоной поражения 90 кв. км. Из пяти близлежащих сёл было эвакуировано более 800 человек, госпитализировано более 160 человек.

ОЖИДОВСКАЯ КАТАСТРОФА

ВЕНГЕРСКАЯ АВАРИЯ 4 октября 2010 г. на глинозёмном заводе городе Айка произошел взрыв, в результате которого было повреждено хранилище с крайне ядовитым веществом – “красным шламом”. В результате аварии есть человеческие жертвы. По предварительным оценкам, 9 человек погибли, 150 получили ожоги кожи и слизистых оболочек различной степени тяжести. 7 человек объявлены пропавшими без вести. Была проведена эвакуация жителей нескольких затопленных деревень, расположенных близ завода. Существует угроза попадания ядохимикатов в реку Дунай.

ВЕНГЕРСКАЯ КАТАСТРОФА

ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕКИ В ноябре 1986 г. на Сандозском химическом заводе, расположенном в швейцарском городе Базель, случился пожар. В результате 30 т химических удобрений попали в реку Рейн, став причиной смерти 500 тысяч рыб, а также водоплавающих птиц и других животных.

БХОПАЛЬСКАЯ КАТАСТРОФА Произошла 3 декабря 1984 г. в городе Бхопал (Индия) на химическом заводе по производству инсектицида севин (карбарил). Стала причиной смерти 18 тысяч человек, из них 3 тысячи погибли непосредственно в день трагедии, 15 тысяч — в последующие годы. Общее количество пострадавших оценивается в 0,5 млн. человек. Эти цифры дают основание считать эту трагедию крупнейшей в мире техногенной катастрофой по числу жертв.

ЖЕРТВЫ СЕВИНА

КУРЕНЁВСКАЯ ТРАГЕДИЯ 13 марта 1961 г. в результате бурного таяния снега селевой поток шириной 20 м и высотой 14 м хлынул от Бабьего Яра в сторону Куренёвки. Жидкой пульпой залита площадь в 30 га, разрушено более 80 зданий, уничтожено трамвайное депо. Погибло 1500 человек.

СЕЛЕВАЯ КАТАСТРОФА

РАЗЛИВ НЕФТИ 20 апреля 2010 г. на плавучей буровой нефтедобывающей вышке у берегов Луизианы в Мексиканском заливе разразился пожар. Погибли 11 человек из 126, находившихся на вышке во время взрыва. Пожар продолжался двое суток. Конструкция рассыпалась и рухнула в море, глубина которого в этом месте достигает полутора километров. Береговая охрана, посланная на место катастрофы, чтобы устранить утечку нефти, не смогла справиться с задачей, и Мексиканский залив стал пополняться сотнями тысяч тонн неочищенной нефти.

ГИГАНТСКОЕ НЕФТЯНОЕ ПЯТНО

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ В УКРАИНЕ Наиболее загрязнённая страна Европы. Бессистемная вырубка лесов. Вывоз чернозёма. Осушение болот. Накоплено 350 млрд. тон отходов. Полигоны отходов занимают 130 тыс. га. На 1-го украинца приходится 120 кг вредных выбросов в год. Самые загрязнённые города – Макеевка, Днепродзержинск, Мариуполь, Кривой Рог и Одесса.

ВЫВОЗ ЧЕРНОЗЁМА ИЗ УКРАИНЫ Статья 14 Конституции Украины : “Земля является основным национальным богатством, находящимся под особой охраной государства”. Статья 168 Земельного Кодекса Украины описывает, как должна осуществляться охрана почв. Статья 239-1 Уголовного Кодекса Украины “Загрязнение или порча земель” предусматривает наказание от крупного штрафа до 3-х лет лишения права занимать определённые должности. Статья 239-2 “Незаконное завладение почвенным покровом (поверхностным слоем) земель” наказывается сроком лишения свободы до 5-ти лет.  

ВЫВОЗ ЧЕРНОЗЁМА ИЗ УКРАИНЫ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОДЕССЫ Неудовлетворительное качество питьевой воды. Изношенность систем водоснабжения и канализации. Обводнение почв. Загрязнение воздуха выхлопами автотранспорта. Недостаточное количество зелёных насаждений. Необходимость строительства завода по переработке твёрдых бытовых отходов. Загрязнение морской воды промывочно-пропарочной станцией в Лузановке. Биоочистка сточных вод инфекционной больницы, выбросов химических предприятий (Одесский припортовый завод, “Лукойл”). Варварская застройка прибрежных склонов.

ОДЕССКИЙ ПРИПОРТОВЫЙ ЗАВОД

“ЛУКОЙЛ – ОДЕССКИЙ НПЗ”

СЦЕНАРИИ ГЛОБАЛЬНЫХ КАТАСТРОФ Падение метеорита (астероида). Сверхвспышка на Солнце. Смещение магнитных полюсов Земли. Глобальное потепление (похолодание). Разрушение озонового слоя. Биотерроризм. Неограниченное размножение нанороботов. Глобальное радиоактивное загрязнение. Неудачный физический эксперимент (“Большой адронный коллайдер”).

КАК ВЫЖИТЬ В ГЛОБАЛЬНОЙ КАТАСТРОФЕ Правильно выбрать место пребывания. Включить в группу продолжателей рода. Заранее позаботиться о своём здоровье. Располагать вещами на все случаи “жизни”. Изменить пищевые предпочтения. Запастись чистой питьевой водой. Психологически настроиться на долгие годы невзгод и лишений.

ИХ УНИЧТОЖИЛ ЧЕЛОВЕК – I (ДРОНТ, СТРАНСТВУЮЩИЙ ГОЛУБЬ)

ИХ УНИЧТОЖИЛ ЧЕЛОВЕК – II (СТЕЛЛЕРОВА КОРОВА, ТАРПАН)

ИХ УНИЧТОЖИЛ ЧЕЛОВЕК – III (ТУР, КВАГГА)

ИХ УНИЧТОЖИЛ ЧЕЛОВЕК – IV (ТИЛАЦИН, ФОЛКЛЕНДСКАЯ ЛИСА)

За последние 50 лет человек уничтожил: 90 % мировых запасов рыбы. 70 % лесов. 45 тысяч озёр. 25 % видов птиц. 50 % коралловых рифов. Вымирание угрожает 8 % видов растений, 5 % видов рыб, 11 % видов птиц, 18 % видов млекопитающих.

ЧИСЛЕННОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ 1830 г. – 1 млрд. чел. 1930 г. – 2 млрд. чел. 1960 г. – 3 млрд. чел. 1975 г. – 4 млрд. чел. 1987 г. – 5 млрд. чел. 12.10.1999 г. – 6 млрд. чел. 31.10.2011 г. – 7 млрд. чел. Планета НЕ в состоянии прокормить всё растущую численность людей!

ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ УКРАИНЫ Средняя продолжительность жизни — 67,8 лет: мужчины — 62,3 года, женщины — 73,6 года. Детская смертность — 13,0 случаев на 1000 родившихся живыми. Заболеваемость (новых случаев на 100000 населения): туберкулёз — 77,8; сифилис — 114,0; СПИД — 0,59. Курение распространено среди 53,2 % всего населения: мужчины — 72,9 % (14,8 % мужчин выкуривают более 20 сигарет в сутки), женщины — 42,1 % (0,8 % женщин выкуривают более 20 сигарет в сутки).

ОХРАНА ПРИРОДЫ Создание новых высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, сортов культурных растений, пород животных. Искусственное разведение рыбы в прудах. Создание культурных биоценозов (заповедники, заказники, природные парки, памятники природы, парки-памятники садово-паркового искусства). Интродукция полезных видов в новые условия обитания.

ПРОГРАММЫ ПО ОХРАНЕ БИОСФЕРЫ МБП – международная биологическая программа. Международная программа “Биосфера и человек”. МСОП – всемирный союз охраны природы. WWF – всемирный фонд дикой природы. ЮНЕСКО – организация по вопросам образования, науки и культуры. ФАО - продовольственная и сельскохозяйственная организация. ВОЗ – всемирная организация здравоохранения. МАГАТЭ – международное агентство по атомной энергии. Монреальский и Киотский Протоколы. Greenpeace (“Зелёный мир”).

Всемирный День охраны окружающей среды – 5 ИЮНЯ

ЭКОЛОГИЯ Э. изучает закономерности взаимодействия живых организмов с окружающей средой. Термин “Э.” впервые применил немецкий биолог Эрнест ГЕККЕЛЬ (1866 г.). Разделы Э.: Аутэкология. Изучает физиологию и поведение отдельных организмов в естественных для них условиях обитания. Синэкология. Изучает межвидовые отношения, круговороты веществ и потоки энергии. Демэкология (популяционная Э). Изучает показатели рождаемости, смертности, миграций.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Абиотические – элементы живой природы (химический состав окружающей среды, температура, свет, влажность, гравитация, геомагнитное поле Земли). Биотические – совокупность живых организмов (пищевые связи – цепи питания, конкуренция, антибиоз, в широком смысле – симбиоз). Антропогенные – присутствие человека и его трудовая деятельность.

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА – I. ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ 1. Эндемические болезни в биогеохимических провинциях (токсический зоб, молибденовая подагра, стронциевая хондродистрофия). 2. Акклиматизация в экстремальных условиях окружающей среды в связи с освоением арктических зон и пустынь, Мирового Океана, космоса.

Эндемический зоб и молибденовая подагра

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА – II. ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ Расы: европеоидная, монголоидная, австрало-негроидная. Адаптивные типы: тропический, аридный (пустынный), арктический, высокогорный, умеренного климата. Типы конституции: нормостеник, гиперстеник, астеник. Типы реагирования людей на нагрузку: “спринтер”, “стайер”, “микст”.

ТРИ РАСЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

АДАПТИВНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ТИП Адаптивный экотип – норма биологической реакции на комплекс условий окружающей среды. Проявляется в развитии морфофункциональных, биохимических, иммунологических признаков. Обеспечивает оптимальную приспособляемость к условиям проживания.

Тропический и арктический экотипы людей

Умеренный и высокогорный экотипы людей

ИНДЕКС ПИНЬЕ ДЛЯ РАСЧЁТА ТИПА КОНСТИТУЦИИ Длина тела – (масса тела + окружность грудной клетки) 10 – 30 единиц – нормостеник (практически здоровы). Менее 10 единиц – гиперстеник (ожирение, сахарный диабет, болезни жёлчного пузыря). Более 30 единиц – астеник (расстройства вегетативной нервной системы).

ТРИ ТИПА КОНСТИТУЦИИ

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА – III. БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ Бактерии-симбионты в организме человека. Возможность развития паразитарных заболеваний, в том числе – природно-очаговых. Профессиональные, нервно-психические, сердечно-сосудистые и аллергические болезни, травматизм. Негативное воздействия скученности, шума, напряжённого темпа городской жизни, гиподинамии.

ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА Здоровье – это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов (Устав ВОЗ). Влияние факторов на здоровье человека: 40 % – образ жизни. 30 % – качество окружающей среды. 20 % – наследственность. 10 % – уровень медицинского обслуживания.

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА ЧЕЛОВЕКА Собственно природная среда (магнитные поля, влажность, живой мир, плотность населения). Квазиприродная среда (пахотные угодья, грунтовые дороги, зелёные насаждения, культурные растения, домашние животные). Артеприродная среда (бетон, асфальт, транспорт, мебель, синтетика). Социальная среда (информационный климат, экономика, политика, терроризм, культурные ценности, больницы, санатории).

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС Это особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции в целом изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Причины э. к.: Абиотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов. Биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или перенаселения.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КРИЗИСЫ Кризис аридизации (3 млн. лет назад). Кризис обеднения легкодоступных ресурсов промысла, собирательства (40 тыс. лет назад). Кризис консументов (30 тыс. лет назад). Кризис поливного земледелия (2 тыс. лет назад). Кризис продуцентов (250 лет назад). Кризис редуцентов (современность). Термодинамический кризис (современность). Кризис снижения надёжности экологических систем (современность).

21 АВГУСТА 2011 г. – «ТОЧКА НЕВОЗВРАТА» ДЛЯ ЗЕМЛЯН Человечеством промотан весь капитал, который планета предоставила в его распоряжение. “Люди израсходовали воду, которая спонтанно возобновлялась в водоемах, траву, которая растёт на пастбищах, рыбу из морей и озер, урожаи с плодородных земель, дары леса. Одновременно закончилось полезное пространство для хранения отходов, начиная с парниковых газов, порождающих климатический хаос” (международная организация “Global Footprint Network”).

С 22 АВГУСТА 2011 г. ЛЮДИ – ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БАНКРОТЫ С этого дня “мы берём воду, которая течёт в подземных слоях, в тех, которые не подпитываются дождями. Мы активизируем пастбищное скотоводство, жертвуя полями и лугами в угоду пустыням. Мы опустошили моря и реки, вылавливая больше рыбы и морепродуктов, чем позволяет естественное воспроизводство. Мы теряем каждую минуту лестные угодья, равные по площади 65 футбольным полям. К тому же мы позволили парниковым газам захватить атмосферу, они будут обрушивать тепло на наши головы, способствуя возникновению более частых наводнений и пожаров” (международная организация “Global Footprint Network”).

“Человечество задохнётся в собственных отходах” (Нильс Бор)

У Р Б А Н О Ц Е Н О З Ы Более интенсивный метаболизм на единицу площади. Использование энергии горючих материалов, электричества. Активная миграция веществ (металлы, пластмассы). Мощный поток отходов, многие из которых НЕ реутилизируются и являются токсичными. Органическая продукция растений НЕ играет роли в снабжении кислородом. Постоянное поступление извне пищи, стройматериалов, горючего, воды.

НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЖИЗНИ В ГОРОДАХ Высокая плотность населения (инфекционные и паразитарные заболевания). Загрязнение почвы, воды и воздуха промышленными и бытовыми отходами. Нарушение теплообмена (высокая облачность, туманы, смог, “тепловые острова”). Значительное увеличение смертности по сравнению с сельскими жителями. Любая городская династия исчезает уже к 8-му поколению. Шум и вибрация. Высокий темп жизни, постоянные стрессы, транспортные заторы. Высокая калорийность пищи. Низкий уровень рождаемости.

ГОРОД – “МУСОРНАЯ СВАЛКА”

СМОГ Смог – аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, один из видов загрязнения атмосферы в мегаполисах. Т. н. ФОТОХИМИЧЕСКИЙ С. – результат смешения загрязняющих веществ: диоксида азота, тропосферного озона, паров бензина, красок, растворителей, пестицидов, нитратов и др. Виды С.: Влажный (“Лондонского” типа). Ледяной (“Аляскинского” типа). Сухой (“Лос-Анджелесского” типа).

СМОГ (“ДЫМОВОЙ ТУМАН”)

КИСЛОТНЫЙ ДОЖДЬ Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков (дождь, снег, град, туман), при которых наблюдается понижение рН из-за загрязнений воздуха преимущественно оксидами серы и азота. Стадии воздействия к. д. на водоём: рН = 7 (гибель водяных растений и пресноводных креветок, бурное развитие бурых и зелёных водорослей, заболачивание водоёмов). рН = 5 (гибель донных бактерий и планктона, скапливание органического мусора). рН = 4 (гибель рыб, лягушек, насекомых).

“ЛЕС” ПОСЛЕ КИСЛОТНОГО ДОЖДЯ

УРОВЕНЬ ШУМА

Заболевания в урбаноценозах

Создан Украинский Институт экологии человека (директор – профессор М. В. Курик)

ПРИРОДА ВЗЫВАЕТ К ЧЕЛОВЕКУ

СОХРАНИМ БИОСФЕРУ!