Учебное пособие. Сборник для элективного курса "Экологические основы природопользования"
элективный курс по биологии (10 класс) по теме

                                                        Содержание:

Тема «Введение»

Лекция 1. Законы и принципы экологии  ……………………………………………..    3 - 4

Лекция 2.  Методы исследования в экологии ………………………………………….  4 - 6

Тема «Антропогенное влияние на окружающую среду»

Лекция 3. Экологические проблемы России…………………………………………...  6 - 7

Лекция 4. Экологические проблемы Ставропольского края…………………………    7 - 9

Лекция 5. Глобальные проблемы атмосферы …………………………………………  9 - 12

Лекция 6. Экологические проблемы малых рек на примере реки Подкумок  ……...  12 - 14

Лекция 7. Эвтрофикация водоемов. Контроль качества водных ресурсов …………  14 - 15

Лекция 8. Самоочищение природных и сточных вод. Биологическая очистка

                 сточных вод…………………………………………………………………... 15 - 17

Лекция 9. Шкала сапробности. Живые индикаторы загрязненности среды………... 17 - 18

Лекция 10. Эрозия почв. Наступление пустыни……………………………………… 18 - 20

Лекция 11. Экологические  проблемы автотранспорта……………………………… 20 - 22

Лекция 12. Решение экологических проблем в промышленности ………………….  22 - 23

Лекция 13. Экологические аспекты  мелиорации ……………………………………  23 - 24

Лекция 14. Применение минеральных удобрений и охрана окружающей среды …  25 - 27

Лекция 15. Влияние пестицидов на окружающую среду ……………………………  27 - 28

Лекция 16. Экологизация сельского хозяйства  ……………………………………… 29 - 30

Лекция 17. Энергетика и окружающая среда…………………………………………  30 - 31

Лекция 18.  Генная инженерия и экология……………………………………………  31 - 32

Лекция 19. Экология города……………………………………………………………  32 - 34

Тема «Охрана природы»

Лекция 20. Исторический обзор охраны природы……………………………………  34 - 35

Лекция 21. Природоохранное законодательство…………………………………….    35 - 37

Лекция 22. Международное сотрудничество по охране природы………………….    37 - 38

Лекция 23. Охрана редких и исчезающих видов…………………………………….    38 - 39 

Лекция 24. Особо охраняемые природные территории……………………………..    40 - 42

Тема «Экология  региона КМВ»

Лекция 25.  КМВ — особая эколого-охраняемая территория……………………….   42 - 44

Лекция 26. Влияние деятельности человека на ландшафт КМВ……………………. 44 - 45

Лекция 27. Памятники природы КМВ…………………………………………………  45 - 47

Лекция 28. Гора Машук - памятник природы…………………………………………  47 - 48

Лекция 29. Демография и здоровье населения КМВ …………………………………49 - 51

Тема « Влияние факторов окружающей среды на здоровье человека»

Лекция 30.  Электромагнитные поля и организм……………………………………..  51 - 53

Лекция 31. Влияние радиации на организм……………………………………………53 - 57

Лекция 32. Влияние тяжелых металлов на организм ………………………………… 57 - 58

Лекция 33.  Канцерогены в окружающей среде ……………………………………… 58 - 61

Лекция 34. Влияние погодных фактов на здоровье человека………………………    61 - 63

Лекция 1. Законы и принципы экологии.

      Законы Гаррета Хардина:

      1-й закон экологии (принцип экологических последствий): «Чтобы мы ни делали в природе, все вызывает в ней те или иные последствия, часто не предсказуемые»

Примеры: проблема Аральского моря; программа переброски северных рек в Среднюю Азию.

     2-й закон экологии (принцип взаимосвязанности): « Все в природе взаимосвязано, и мы живем все вместе»

Примеры:

     Большой Барьерный риф (Австралия) имеет уникальных экзотических животных, но туристов отпугивало изобилие акул в прибрежной зоне. Истребление акул. Поток туристов из Европы и Северной Америки увеличился, но резко упал улов австралийских лангустов, которые почти исчезли. Экономический урон оказался не соизмерим по сравнению с доходами от туризма. Ученые объяснили это так: мало акул - много осьминогов - мало лангустов.

     В провинциях Африки, где крокодилов стало мало, уловы рыбы сократились. На Мадагаскаре крокодилы ели диких свиней, а когда их стало мало, то свиньи стали разорять плантации и огороды.

     В средние века в Англии и Дании человек убивший сокола имел дело с палачом. С начала XX века норвежцы уничтожили ястребов, соколов, филинов, дабы увеличить численность куропаток, но их становилось все меньше и меньше.

     В Беловежской Пуще с 1899-01 гг. было уничтожено 984 хищные птицы. В результате уменьшилось количество пернатой дичи и наблюдался массовый падеж зайцев и белок.

     Малый суслик живет среди низких полупустынных трав. На полях со злаками сусликов не было, т.к. они не видели хищных птиц. С уменьшением численности хищных птиц суслики перекочевали на пшеничные поля.

     В Канаде, США уничтожили волков, что привело к резкому снижению численности оленей (голод, болезни). В штате Колорадо практически истреблен кайот, т.к. охотился на ягнят и телят. Еще больший ущерб сельскому хозяйству наносили размножившиеся кролики и грызуны, на которых так же охотился кайот.

     В штате Арканзас кабаны наносят вред лесным насаждениям и для снижения их численности ввезены черные медведи из Канады.

     В Шотландию ввезли волков, которых истребили еще в XVI1 веке для улучшения стада косуль.

     Истребление воробьев в Китае - уничтожение рисовых полей саранчой.

     Между Великими озерами построены каналы, что привело к изменению видового состава рыб в озерах.

     3-й закон экологии (принцип химического невмешательства): «Любое   химическое   вещество,   которое   мы   производим,   не   должно вызывать нарушений в естественных биогеохимических циклах, приводящих к деградации систем жизнеобеспечения Земли»    (кислотные дожди; аллергены, канцерогены, мутагены)

    Закон предела: «Системы жизнеобеспечения Земли могут выдержать значительное  давление   и   грубые   вмешательства,   однако   всему   есть предел» (эвтрофикация водоемов)

    Принцип диапазона толерантности: «Каждый вид и каждый организм в отдельности могут существовать только в определенном диапазоне толерантности» (очень чувствительны к изменению условий обитания стенобионты).

    Принцип    емкости:    «Никакая    популяция    не    может    расти беспредельно».

    Принцип сложности: «Природа не только более сложна, чем мы о ней думаем, она гораздо сложнее, чем мы можем себе это представить».

Пример: 1955г., Северный Борнео - 9 из 10 жителей заболели малярией. По распоряжению ВОЗ был распылен диэлдрин для борьбы с малярийными комарами. Болезнь отступила, но погибли мухи, тараканы (к восторгу!) - исчезли ящерицы, кошки, размножились крысы, которые оказались переносчиками чумы. Сброшен кошачий десант.

        Законы Барри Коммонера:

1.  Все связано со всем. Этот закон об экосистемах и биосфере.

2.  Все надо куда-то девать. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и последующем захоронении этих отходов.

3.  За    все    надо    платить.    Это    всеобщий    закон    рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека.

4.  Природа знает лучше. Этот закон означает, что нельзя покорять природу, а нужно сотрудничать с ней.

      Принцип экологической рентабельности: отрасли производства, отдельные предприятия оцениваются по экологическим изменениям, которые они вносят в окружающую среду.

      Лекция 2.  Методы исследования в экологии

         Экологическая ситуация в любом городе или сельскохозяйственном  районе может измениться не только за продолжительное время, но часто и за считанные часы, т. к. интенсивность выбросов предприятиями отходов в атмосферу или водоем, рекреационная нагрузка на лесопарк, количество и тип пестицида, который использован для обработки посевов, интенсивность попадания животноводческих стоков в реку   катастрофически увеличиваются.

       Мониторинг- система наблюдений, оценки, прогноза состояния окружающей среды, т.е. измерение отдельных параметров и сравнение их с нормативными (заданными), прогноз ожидаемого состояния и выдача сигнала об обнаруженном отклонении. Это один из главных элементов в системе управления средой.

       Термин появился перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972г).

       Герасимов (1975г.) предложил различать 3 ступени мониторинга. На первой ступени главное внимание уделяется наблюдению за состоянием окружающей среды с точки зрения ее влияния на здоровье населения (система наблюдательных постов и работа санитарно-гигиенических служб). На второй ступени основным объектом наблюдений и контроля выступают природно-территориальные комплексы. Основная задача третьей ступени - наблюдения за глобальными параметрами окружающей среды с целью оценки последствий этих изменений для здоровья и деятельности людей. Основу сети глобального мониторинга составляют биосферные станции, включающие как биосферные заповедники, так и зоны антропогенных воздействий человека.

          Система наземного мониторинга окружающей среды.

      Мониторинг генетический ставит своей целью определить объем и динамику величины нарушения наследственного здоровья людей обусловленного влиянием генетического груза.

     Скрининг - оценка и контроль  возможного вредного воздействия каких-либо промышленных отходов.

     Оценка среды по состоянию живых организмов называется биологической индикацией, а сами организмы, по которым оценивают состояние среды - биоиндикаторами.

Методы биоиндикации позволяют получить данные, характеризующие отклик водных биоценозов на антропогенное воздействие за определенный длительный промежуток времени. Биотестирование воды - это оценка ее качества по ответным реакциям водных организмов, являющихся тест-объектами. В этом случае можно получить данные о токсичности конкретной пробы воды, загрязненной химическими веществами. Ртуть является сильным ингибитором клеточного деления у водорослей, что позволяет по изменению соответствующих показателей судить о наличии ртути в водной среде.

                             Лекция 3. Экологические проблемы России.

      Бурное развитие НТП привело к особенно резкому усилению антропогенного воздействия на природную среду и к возникновению сложных экологических проблем человечества. Масштаб воздействия на природу стал планетарным. Он влияет на все компоненты Земли: рельеф, климат, воды, почву, органический мир. Проблемы:

     1.Воздействие на земную кору. Человек стал мощным рельефообразующим фактором, создавая новые формы рельефа (террасы, валы, карьеры и т.д.) Наиболее сильно воздействует на земную поверхность добыча полезных ископаемых, особенно открытый способ добычи. При нем выпадают из оборота огромные площади плодородных земель. Добыча нефти и газа приводит к проседанию поверхности земли. Отмечаются случаи прогиба земной коры под крупными городами и искусственно создаваемыми водохранилищами. В горных районах крупные водохранилища могут приводить к увеличению естественной сейсмичности.

    2.Воздействие на климат. Человек издавна влиял на климат своей деятельностью: вырубая леса, орошая засушливые земли, создавая водохранилища и плотины (летом снижаются температуры на 2-3 градуса, зимой увеличиваются на 2-3 градуса). Человек воздействует на облака и туманы с целью получить дополнительные атмосферные осадки или предотвратить град. Человек противостоит суховеям, занимаясь лесоразведением.

    З.Воздействие на гидросферу и водный баланс. Львиная доля водопотребления в мире приходится на сельское хозяйство, которое является главным потребителем водных ресурсов. В ближайшее время перед человечеством возникнет проблема питьевой воды.    

    4.Воздействие на почвенный покров. При неправильной обработке земли развивается эрозия, вторичное засоление. Во всем мире засолению подвержено 40% орошаемых земель. Прогрессирует опустынивание. Химические удобрения повышают продуктивность почв, но при использовании их в больших дозах способствуют загрязнению почв и выращиваемой на них продукции.

     5.Воздействие на растительный и животный мир. В России быстро снижается биологическое разнообразие - гибнут экосистемы лесов, тундр, болот. Каждый 10-й вид растений и животных находится на грани исчезновения. В развитых экономически странах 1/3 - заповедные территории, у нас - менее 1%. Более половины территории России занято лесами, составляющих одно из главнейших богатств нашей страны, но сегодня они истощены интенсивными рубками. Леса из ценных хвойных пород (ель, пихта, сосна) сменяются малоценными мелколиственными из осины, березы, ольхи. Сокращается поголовье пушных зверей.

     6.Состояние здоровья. Из-за загрязнения токсичными веществами (мутагены,   канцерогены, тератогены) атмосферы, воды, продуктов питания сокращается  продолжительность жизни. Особенно неблагоприятно экологическая обстановка сказывается на здоровье детей.

     7.Недостаточная   надежность   проектов   атомных   электростанций   и хранилищ     выработанного     радиоактивного     топлива     (Чернобыль, Кыштым).

    8.Чрезмерная   концентрация   промышленности   в   городах   (Кемерово, Нижний Тагил, Уфа, Челябинск, Красноярск, Братск)

Лекция 4. Экологические проблемы Ставропольского края

     Территория Ставрополья, имеющая благоприятные условия для жизни, заселялась с древнейших времен, о чем свидетельствуют археологические находки.

      Зональное положение края в степях и полупустынях объясняет целый ряд неблагоприятных процессов и факторов: здесь мало воды, грунтовые воды засолены, часты засухи, пыльные бури, почвы легко разрушаются под копытами животных, пески, лишенные растений, приходят в движение, травы медленно восстанавливаются, природные комплексы легко ранимы и разрушаются под действием человека.

     Расчлененный рельеф подвержен эрозии и оползням, что выводит из хозяйственной деятельности большие территории. Землетрясения вызывают обвалы горных пород и дают толчки оползням. Повышенная радиоактивность добываемых полезных ископаемых отрицательно сказывается на здоровье людей. Таким образом, уже в самой природе заложены предпосылки для возникновения экологических проблем. Какие же недостатки имеет современное природопользование?

     Главный из них - несовершенство промышленных технологий, в которых допускаются и даже предусматриваются выбросы в природную среду вредных отходов. На большинстве предприятий нет очистных сооружений. Устаревшее оборудование усугубляет недостатки технологий. В сельском хозяйстве бесконтрольно используются ядохимикаты, удобрения хранятся под открытым небом. Вода на орошение используется выше положенных норм.

      От стационарных источников в 1997 г. выброшено в атмосферу 76,8 тыс. т загрязняющих веществ, от передвижных — около 300 тыс. т. По сравнению с 1996 г. промышленные выбросы снизились на 6,2 тыс. т, что в основном связано со спадом производства. Выбросы от автотранспорта увеличились на 8 тыс. т за счет прироста автомобильного парка.

                                       Решение экологических проблем края

      Решение экологических проблем края требует разработки и осуществления специальной и конкретной программы, которая будет включать контроль  хозяйственной деятельности, охранные ограничения в использовании природных ресурсов, создание биосферных участков и других особо охраняемых территорий в каждом типе ландшафтов. Осуществление этой программы будет зависеть от уровня экологических знаний населения края. Людям необходима экологическая культура. Работник любого предприятия должен чувствовать свою ответственность за состояние окружающей среды, принимать участие в охране природы.

. Следует осуществить ряд  необходимых мероприятий:

1.   Добиться   соответствия   выбросов   загрязняющих   вредных   веществ  допустимым нормам.

2.    Упорядочить   движение   транспорта   в   городах,   построить   объездные   дороги, переводить автомобили на экологически чистую электроэнергию.

3. Тепловые электростанции переводить на бессернистое топливо, ликвидировать мелкие котельные в жилых зонах. Осуществлять централизацию отопления.

4.  Упорядочить водопотребление в сельском хозяйстве, в быту. Внедрять замкнутые оборотные  системы  водоиспользования  промышленного  типа,  позволяющие  многократно снизить расход воды.

5. Обеспечить сохранение гумуса в почвах за счет внесения органических удобрений.

6.  Продолжить работу по созданию новых защитных лесов и ветроломных лесополос, особенно в эрозионно-опасных зонах. Проводить биологические методы защиты лесов без применения ядохимикатов.

7.  Совершенствовать технику и технологию добычи полезных ископаемых.

8. Создать в крае заповедники и национальные парки, новые заказники и памятники природы. Довести площади особо охраняемых территорий до 3%, как этого требует "Закон об охране природы".

                                                 Экологические проблемы КМВ:

      1.Состояние воздушного бассейна. Наибольшую долю в выбросах загрязняющих веществ составили окислы углерода - более 50 тыс. т. (в основном автомобили),  углеводороды - более 10 тыс. т, окислы азота - 7 тыс. т, окислы серы -1.5 тыс. т.  В последние годы сохранилась тенденция снижения валовых выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников за счет ликвидации предприятий (ЛПО «Алмаз», Георгиевский биохимзавод) и сокращение объемов промышленного производства. Среди мероприятий, направленных на снижение вредного воздействия на воздушный бассейн, является прекращение реализации этилированных бензинов, содержащих свинец.

    2. Состояние гидроминеральных ресурсов. В 2002г. гидрологические условия на месторождениях вод КМВ характеризуются как стабильные и кардинально не отличаются от условий предыдущих 2-3 лет. При этом химический состав минеральных вод отвечает требованиям ГОСТов и иных регламентирующих документов, контролирующих качество минеральных вод. Исключение составляет Ессентукское месторождение, где сохраняется многолетняя тенденция изменения химического состава минеральных вод. Здесь могут быть выделены следующие проблемы: продолжается снижение минерализации и содержания углекислого газа углекислых вод типа «Ессентуки-17» на Ново-Благодарненском участке и в углекисло-сероводородных водах скважин 1-Э и 2-Э Центрального участка.

Источником добычи лечебной грязи для курортов КМВ является озеро Тамбукан. Общие геологические запасы высокоминерализованной иловой сульфидной грязи составляют 1,4 млн. т. В 2002 г. было добыто 1295 т. лечебной грязи. Особая проблема здесь — опреснение рапы. Значительный подъем воды в озере снизил минерализацию до 20 г/л при норме 60 г/л. Кроме того, отмечается химическое и бактериальное загрязнение озера. Все эти факторы могут привести к нарушению процессов грязеобразования и необратимым изменениям лечебных свойств грязи.

Среди негативных последствий неудовлетворительного санитарного состояния первых зон округа горно-санитарной охраны можно выделить следующие:

.-    на Пятигорском месторождении из-за бактериального загрязнения потеряно 30% запасов минеральных вод (каптажи «Теплосерный», Радиоштольня № 2, «Народный»);

-    на Ессентукском месторождении из-за бактериального загрязнения не могут использоваться для питьевых целей воды типа «Ессентуки-20»;

-    на     Кисловодском     месторождении     бактериально     загрязнены минеральные воды источника «Нарзан».

       3. Размещение и утилизация твердых бытовых отходов. Серьезной   проблемой   для   особо   охраняемого   эколого-курортного региона КМВ является огромное количество несанкционированных свалок (порядка 80). Преобладающее большинство из них не оборудовано соответствующим образом, являются источником загрязнения воздуха, почв, подземных вод токсичными веществами и представляют собой угрозу для состояния всей гидроминеральной базы. В регионе КМВ лишь 2 специализированных предприятия, имеющих лицензию для утилизации ТБО.

      4. Состояние почв. Большая часть земель региона по своим природно-климатическим условиям и рельефу подвержена водной и ветровой эрозии. Имеется тенденция засоления и осолонцевания, подтопления и загрязнения почв различными токсикантами. Большая степень освоенности (распаханности) территории, различная интенсивность использования земель в сочетании со сложными природно-агрохозяйственными факторами ведут к деградации почвенного покрова. На этих площадях необходимы постоянные профилактические мероприятия и, как минимум, соблюдение агротехнических мероприятий.

     5. Сокращение видового разнообразия. Разнообразие дикорастущих растений продолжает снижаться за счет нарушений природопользования, введения в хозяйственный оборот природных экосистем без должного согласования с природонадзорными службами. В рамках мероприятий по сохранению почти исчезнувших лесостепных экосистем предгорий Северного Кавказа с редкими древесными породами, комплекса пойменной и почти исчезнувшей травянистой степной растительности за период с 1999-2001 гг. в регионе КМВ образовано 5 особо охраняемых природных территорий - государственных комплексных природных заказников краевого значения: Кумагорский- 350,92га, Большой Ессентучок- 917га, Малый Ессентучок-1638га, Бугунтинский- 932га, Бештаугорский- 18841га. Кроме того, зарезервировано под государственный дендрологический парк краевого значения «Машукский» 70,8га. Организация заказников дает возможность усилить природоохранный режим на территории зон горно-санитарной охраны минеральных источников, а также использовать их как базу для целенаправленного сохранения и размножения редких и исчезающих   растений   и   видов   животных;   сохранить   генетические ресурсы   животных   и  растений;   использовать  лесную,   лесостепную, луговую, пойменную, водную экосистемы как базу для ведения фонового мониторинга.

Выполнены следующие природоохранные мероприятия:

-    перепрофилирование хвостохранилища ГМЗ ЛПО «Алмаз»;

-    переселение жителей из пос. Верхний Минераловодского района и поселка № 1 в         г. Лермонтове из зон с повышенной радиацией, жителей г. Железноводска из зоны развития опасных геологических процессов;

-    расширение и реконструкция канализационных сетей, коллекторов, очистных    сооружений    в    гг.     Кисловодске,    Железноводске, Минеральные      Воды,      Георгиевске,      Предгорного      района. Рекультивация   полигонов   ТБО   в   Ессентуках   и   Пятигорске, строительство  и  реконструкция  сетей  ливневой   канализации  в Кисловодске, Минеральные Воды.

             Лекция 5. Глобальные проблемы атмосферы.

     Парниковый эффект - естественное свойство Земли, однако при нарушении равновесия наступит глобальное потепление.

    Источники парниковых газов: 1) выхлопные газы - содержат много углекислого газа; 2)сжигание ископаемого топлива; 3) в организме в результате брожения выделяется метана (увеличивается интенсивность разведения крупного рогатого скота); 4) аэрозоли содержат хлорфторуглероды, в 105 раз более активно вызывающие парниковый эффект; 5) анаэробное брожение на болотах приводит к выделению метана, неорганические удобрения являются источником N0.

         Положительные последствия: больше атмосферного углекислого газа и выше температура поверхности Земли, быстрее протекает фотосинтез, больше пищи.

        Отрицательные последствия (с 1900г. среднегодовая температура повысилась на 0,8 градусов): 1) опреснение океана в результате таяния льдов; 2) меняется температурный градиент, что приводит к циклонам (более сильные дожди, т.к. больше испаряется вода); 3) повышение уровня мирового океана, тепловая экспансия моря; 4) более сухая погода в наиболее плодородных областях и потери урожая; 5) миграция вредителей и переносчиков заболеваний, увеличение ареала; 6) разрушение городов за полярным кругом (на сваях в вечной мерзлоте).

       Кислотные дожди. Сера и азот из ископаемого горючего окисляются во время горения, дальнейшее окисление происходит в облаках. Эти реакции катализируются озоном и негорючими углеводородами. Продукты этих реакций, соединяясь с водой, образуют кислотные дожди.

       Проблемы: 1) почвы: ионы H+ в нормальном грунте стабильны (они связаны с частицами почвы или с НСОз-), но ионы SO4  в H2SO4 очень активны и забирают Н+ (ионы NO3 могли бы вести себя так же, но они быстро усваиваются корнями растений); 2) водоемы : ионы SО4  вытесняют А13+ из почвы, которые находясь в воде, вызывают накопление слизи на жабрах рыб, что затрудняет дыхание и приводит к гибели. Изменение рН - причина размягчения наружного скелета и гибели беспозвоночных; 3) леса : выщелачивание - это последствие кислотных дождей, которые выводят ионы Са2+ и Мg2+ из почвы (ослабляются процессы формирования срединной пластинки и образования хлорофилла). Накопление А13+ может достигать токсических уровней. Атмосферные диоксид серы и оксид азота поражают ткани растений: губчатую и палисадную ткань, что приводит к истощению деревьев. Снижается сопротивляемость природным факторам, таким, как воздействие озона, аммиака и мороза. Деревья угнетаются и становятся восприимчивыми к грибковым заболеваниям.

     Разрушение озонового экрана. Из-за накопления в атмосфере хлора в зимний период происходит истончение озонового слоя. Это истончение частично возмещается летом. Тропосферный озон создает много проблем: 1) ведет себя как «парниковый»    газ, поглощающий и отражающий тепловое излучение, в результате чего повышается температура на поверхности Земли; 2) в результате имеют место тепловые аномалии - слой теплого воздуха поглощает слой холодного воздуха, содержащего пыль и дым, и закрывает Землю, образуя смог; 3) смог вызывает раздражение глаз, гортани, легких, может быть причиной мучительной смерти от болезней органов дыхания, т.к. дыхание затруднено в таком воздухе; 4) дым сильно уменьшает фотосинтез в мезофилле растений в результате образования сильнодействующих окисляющих свободных радикалов.  Это может снизить урожайность на 10% (глобальное затенение - 10 лет голод в Африке). Стратосферный (верхний слой) озон служит защитой. Озон поглощает солнечную ультрафиолетовую радиацию, которая иначе достигала бы поверхности Земли.

       Ультрафиолет- В всегда достигает Земли, вызывая солнечные ожоги и некоторые формы рака кожи, катаракту глаза. По некоторым оценкам, уменьшение озонового слоя на 2,5% станет причиной смерти от рака 0,8 млн. человек и еще 40 млн. человек дополнительно заболеют раком кожи.

       Ультрафиолет-С не достигает Земли, но в лабораторных условиях было показано, что под его воздействием происходит увеличение количества повреждений белков и ДНК (рост числа мутаций).

       Разрушению озонового экрана способствуют хлорфторуглероды, используемые как хладагенты холодильников, пористые пластмассы, аэрозоли. Хлор является катализатором расщепления молекул озона.

       Смог - сочетание пылевых частиц и капель тумана. Смог Лондонского типа - влажный с примесями частиц пыли и сернистого ангидрида (в 1952г. погибли 4 тыс. человек). Лос-Анджелес находится в низине среди холмов - 270 дней в году наблюдается смог. Фотохимический смог - вторичное загрязнение воздуха в результате разложения загрязняющих веществ солнечными лучами. Главный ядовитый компонент - озон, сернистый газ, соединения азота, перекись ацетилнитрита.

Лекция 6. Экологические проблемы малых рек на примере реки Подкумок.

      К малым относятся реки длиной до 100км, на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России. Малые реки выполняют функции регулятора водного режима определенных ландшафтов, поддерживая равновесие и осуществляя перераспределение влаги. К тому же они определяют гидрологическую и гидрохимическую специфику средних и крупных рек. Главной особенностью формирования стока малых рек является очень тесная их связь с ландшафтом бассейна, что и обуславливает  уязвимость этих артерий, не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора.

       Экологические проблемы малых рек. Вырубка лесов и неумеренная распашка прилегающих территорий приводят к значительному уменьшению поверхностного и подземного грунтового стока воды в малые реки. Особенно пагубна распашка склонов, балок, оврагов, в результате чего нарушается эрозионная устойчивость почвы, и значительная ее часть смывается в реки, которые заиливаются и мелеют.

       В результате загрязнения малых рек сточными водами различных предприятий, сельхозугодий, жилых массивов в реках исчезает рыба.

       Особенности реки Подкумок. Подкумок является притоком первого порядка р. Кумы. Длина реки 160км, площадь водосбора 2220 кв. км. Водосбор расположен в пределах обширного артезианского бассейна, который отличается большим разнообразием состава подземных вод. Имеет 153 притока, самый нижний из которых по течению - р. Юца.

      Река превращается в канал. На протяжении 100 км берега облицованы бетоном. Бетонирование русла, отчленение от него поймы (элемент речной долины, ежегодно затопляемой половодьем) вызвало изменение режима стока, характера и направленности русловых процессов. Река постоянно совершает работу, перенося русловый и пойменный аллювий (песок и гальку). Пойма является буферной зоной, гасящей излишки руслового потока в половодье и паводки. Береговые укрепления, отсекая пойменные массивы от русла, высвободили значительную часть энергии, которую река вынуждена направить на размыв дна. В результате практически весь русловый аллювий потоком вынесен, ложе врезано в коренные грунты, тоже довольно легко размываемые, т.к. на большей части представлены аргиллитами и мергелями, не отличающимися высокими прочностными характеристиками.

       Обеднение флоры и фауны. Бетонирование берегов отсекло от русла пойменные протоки, заводи, старицы - места нерестилищ, вследствие чего рыба в реке практически исчезла. Одновременно понижение уровня грунтовых вод на пойме вызвало усыхание пойменных лесков - за счет отрыва корневой системы от водного питания, что в свою очередь спровоцировало обеднение их фауны (левый берег Подкумка в Кисловодске).

     Загрязнение бытовыми и сточными водами. Наиболее загрязненный участок реки Подкумок находится ниже Пятигорска. Здесь обнаружилось повышенное содержание железа (17 ПДК), нефтепродукты (33 ПДК), сульфаты, медь (20 ПДК) нитрит ионы (20 ПДК), фенол (13 ПДК). Воды в створе оцениваются как «загрязненная», 4 класс.

     Снижение фильтрационной способности. В естественных условиях песчано-гравийные отложения представляют собой фильтр очистки от механических частиц. Водоросли и влаголюбивые растения являются прекрасным биофильтром, переводящим вредные химические вещества из активной формы в связанную, чем значительно снижается их токсичность. Вся пирамида ихтиофауны способствует очистке русла от органических остатков. Резко ухудшились регенерационные свойства потока.

     Снижение производительности водозаборов. Продолжающиеся рост населения, резкое увеличение количества отдыхающих, развивающаяся промышленность выявили проблему водоснабжения региона. Ситуацию усугубило резкое снижение водообеспеченности водозаборов, расположенных в пойме реки Подкумок, связанное с «посадкой» русла реки. В 60-е годы на курорты пришла кубанская вода, в начале 90-х - малкинская. В межень воды около 30% того количества, которое было в реке 60-70 лет назад. Подкумок давно уже не в состоянии вращать турбину ГЭС, а скоро будет не в состоянии обеспечить работу своих подрусловых водозаборов.

     Распахивание земель в бассейне реки. Почти полное распахивание пригодных для сельхозпроизводства земель в бассейнах Кумы и Подкумка серьезно повлияло на нарушение естественного цикла кругооборота воды в природе. Большая часть атмосферных осадков в связи с этим не фильтруется под поверхность земли и не создает запасов подземных вод.  Смывается почвенный слой, образуя промоины, следует в главные артерии региона - Куму и Подкумок. Этот процесс, в случае неприятия масштабных мер, будет нарастать, в ближайшее время речки превратятся в сточные канавы.

     Жизнь реки — жизнь минеральных источников. Уничтожение Подкумка как реки, его канализация имеет еще один негативный аспект, касающийся лечебной базы региона - его минеральных вод. Бассейн Подкумка, особенно выше Кисловодска, является областью питания горизонтов минеральных вод. Обезвоживание поймы создает значительный дефицит питания, что снижает водообильность горизонта, а, следовательно, и дебиты источников. Подземные воды курортов КМВ тесно связаны с поверхностными водами и особую остроту приобретает чистота, качество и количество вод санитарно-курортного округа для формирования и надлежащего поддержания целебных минеральных источников.

      Застройка водоохраной зоны приводит к загрязнению поймы бытовым мусором и сточными водами.

Лекция 7. Эвтрофикация водоемов. Контроль качества водных ресурсов.

     Эвтрофикация - повышение биологической продуктивности водоемов в результате накопления в воде биогенных веществ под воздействием природных и главным образом антропогенных факторов. Эвтрофикация происходит в результате загрязнения. Минеральное загрязнение  развивается при оврагообразовании, при абразии берегов морей, рек, озер, при водной эрозии поверхности земли. В эвтрофировании принимают участие два главных биогенных элемента - азот и фосфор, которые в значительных количествах поставляются в среду сельскохозяйственным производством (применение удобрений). Только сжигание твердого ископаемого топлива поставляет в атмосферу до 60 тыс. т/год фосфора, который затем поступает в водные экосистемы.

      Изменения физико-химических и биологических параметров состояния конкретного водоема могут оказать влияние на характер трофических связей и состав гидробионтов. В Великих Американских озерах (Эри, Мичиган) произошла перестройка в трофических цепях: в фитопланктоне доминируют сине-зеленые водоросли, что привело к смене зоопланктона и в конечном итоге сказалось на ихтиофауне (американская сельдь вытеснила высокосортные породы рыб – хариуса и сига). Аналогичные процессы происходят в Женевском, Ладожском озерах. В крупнейшем озере Японии Бива наблюдаются ежегодные «красные приливы» из-за размножения перидиниевых водорослей.

     Сине-зеленые водоросли производят сильнейшие токсины (алкалоиды, низкомолекулярные пептиды), которые представляют опасность для живых организмов и человека. Токсины могут вызвать цирроз печени, дерматиты у людей, отравление и гибель животных.

     Критерии эвтрофикации водоемов:

- уменьшение концентрации растворенного кислорода в водной толще;

- увеличение концентрации биогенных веществ;

-  увеличение содержания взвешенных частиц, особенно органического происхождения;

-  последовательная смена популяций водорослей с преобладанием сине-зеленых и зеленых водорослей;

- уменьшение проникновения света из-за увеличения мутности воды;

- увеличение концентрации фосфора в донных отложениях;

- значительное увеличение биомассы фитопланктона.

       К эвтрофикации также приводит тепловое загрязнение водоемов (использование воды в качестве охладителя - АЭС). При повышении температуры снижается количество кислорода в воде, размножаются анаэробные бактерии, выделяющие сероводород, метан и другие ядовитые вещества. При повышении температуры усиливается биопродуктивность фитопланктона.

     Контроль качества водных ресурсов. Качество - это характеристика состава и свойств воды, определяющая возможность ее использования для хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых, рыбохозяйственных и технических целей.

     Для оценки качества определяют химический состав и физические свойства воды (гидрохимические лаборатории). Определяются показатели: температура, запах, вкус, прозрачность, сухой остаток, растворенный кислород, реакции среды, содержание вредных веществ, количество кишечных палочек на 1 литр воды.

      Температура питьевой воды должна быть не выше 11˚C, не ниже 7. Сухой остаток - количество коллоидно-растворенных и взвешенных частиц. При выпаривании и высушивании определяют количество минеральных солей. Кислорода при 0˚C должно быть 14,56 мг/л (не меньше 4 мг/л). Реакция среды - уровень кислотности или щелочности раствора и представляет собой показатель концентрации в воде водородных ионов. Для обеспечения жизнедеятельности -  рН=6,5-8,5. При анализе качества воды определяется содержание в ней вредных веществ и сравнивается с ПДК (для 633 веществ). ПДК - это концентрация компонента в воде, при повышении которой вода становится непригодной для использования. Разработаны нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) - максимальное количество веществ в сточных водах, допустимых для сброса в единицу времени и не превышающих ПДК в заданном створе. ПДВ устанавливается с учетом способности водного объекта к самоочищению.

Лекция 8. Самоочищение природных и сточных вод. Биологическая очистка сточных вод.

     Для обитателей водоемов (рыбы, водоплавающие, водоросли, рачки, планктон, донные организмы) характерен свой круговорот веществ. При сбросе в водоем загрязнителей биологическое равновесие в нем нарушается. Появляются минеральные новообразования в виде взвесей и растворов. Органические вещества окисляются аэробными микроорганизмами, расходующими кислород и выделяющими определенное количество энергии. Образуется углекислый газ и вода. Водоем очищается от органических веществ, но количество кислорода уменьшается. При полном израсходовании кислорода размножаются анаэробные организмы, а все аэробы погибают. Самоочищение вод при этом прекращается и начинается разложение органических веществ анаэробами с образованием ядовитых веществ - аммиака, метана, сероводорода. Водоем становится мертвым с запахом тухлых яиц.

     В озере Байкал основную роль в круговороте веществ играет экосистема открытых вод - пелагиали. В ней происходит подавляющей доли биологической продукции, обогащение воды кислородом и деструкция органических веществ, обуславливающая эффективность самоочищения. Все это базируется на жизнедеятельности байкальских эндемичных организмов, объединяющихся на основе их пищевых связей в нескольких трофических уровнях. Поступающие в озеро растворенные и взвешенные органические и биогенные вещества служат пищей для бактерий и фитопланктона. Усваивая их в процессе минерального питания и фотосинтеза, фитопланктон создает продукцию 14 тыс. т. (ежегодно вовлекается 286 тыс. т. азота, 62 тыс. т. фосфора, выделяется 10,5 млн. т. кислорода, участвующего в окислении органических веществ и дыхании). Чистота воды озера поддерживается зоопланктоном. Эпишура составляет 90% зоопланктона. Питается бактериями, планктонными водорослями, тем самым является мощным биофильтром. Эти рачки фильтруют столько воды, что превышает приток всех рек в 10-15 раз. Погибший зоопланктон оседает на дно и является пищей для зообентоса. В прибрежной зоне биофильтрами являются кладоцеры, моллюски, губки.

     Для очистки жидких стоков используются очистные сооружения. Загрязняющие вещества после их извлечения из сточных вод поступают на повторную переработку или временное захоронение. Очистка производится несколькими способами, которые последовательно сменяют друг друга:

     1.Механическая очистка - жидкие  стоки  отстаивают.  При этом оседают   твердые   частицы.   Для   фильтрования   взвешенных   частиц используют песчаные и песчано-гравийные фильтры, а также центрифуги. Механически очищают воду и от нефтепродуктов.

     2.Химическая   очистка   —   сущность   ее   сводится   к   переводу растворенных веществ в осадок.

     3.Физико-химическая очистка - электролизом, превращая сложные соединения в более простые, и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соединения.

     4. Огневой метод - распыление сточных вод в пламя больших горелок, что позволяет разложить ядовитые вещества (диоксины).

     5.Биологическая очистка - Очистку ведут с помощью искусственного биогеоценоза, мощность которого в биоокислении продуктов в сотни раз выше самоочищающей способности естественных живых сообществ. В результате  жизнедеятельности  организмов  происходит минерализация органических веществ. Биологическая очистка проводится в аэротенках. Основными компонентами аэротенка являются активный ил и воздух. Активный ил заселяют инфузории, амебы, жгутиконосцы, коловратки, черви, клещи. Они питаются органическими веществами стоков, очищают воду, уничтожают неработоспособные        клетки, являются биоиндикаторами очистки.

     При хорошей очистке в активном иле в больших количествах встречаются брюхоресничные инфузории и прикрепленные формы - сувойки, напоминающие отдельные колокольчики, много коловраток. При ухудшении очистки в активном иле появляются равноресничные инфузории туфельки. Прикрепленные организмы переходят в плавающее состояние. Сувойки отбрасывают ножку, образуют дополнительный венчик ресничек и становятся «бродяжками». Появляются коловратки, способные впадать в анабиоз. Больше становится жгутиковых и амеб, при недостатке кислорода сувойки вместо колокольчика образуют шар; при залповом выбросе токсичных веществ ножка сувойки образует пружинку, снижается скорость передвижения инфузорий, а коловратки втягивают ногу и голову в тело.

     Для очистки животноводческих стоков используют метатенки, отличающиеся от аэротенков большими размерами. Очистка в них идет в анаэробной среде. Метанобразующие бактерии сбраживают органические вещества, выделяя метан, который можно использовать для отопления.

     Созданы бактерии, способные разрушать ароматические углеводороды, полимеры; выведены штаммы грибов, разлагающих полиэтиленовую пленку; микроорганизмы, очищающие поверхность воды от нефтяного загрязнения.

     Вещества стоков можно использовать как удобрения. Состав стоков контролируют, чтобы в них не было высоких концентраций тяжелых металлов и болезнетворных бактерий. На таких полях нельзя выращивать овощи, используемые в пищу в сыром виде: капусту на салат, петрушку или овощи-корнеплоды (морковь, свеклу) и клубни картофеля. Лучше всего выращивать многолетние травы.

Лекция 9. Шкала сапробности. Живые индикаторы загрязненности среды.

     Сапробностъ - степень загрязнения органическими веществами. Почти во всех пресноводных водоемах встречаются виды-космополиты, способные жить при определенном загрязнении.

    Шкала сапробности - степень загрязненности отдельных водоемов или их зон органическими веществами, в которых способны жить определенные организмы.

    I. Полисапробные воды - полное отсутствие кислорода, наличие в воде неразложившихся белков и значительное количество сероводорода и углекислого газа. Встречаются серные бактерии и нитчатые сферолитус, жгутиконосцы   и   инфузории,   в   иле   множество   червей-трубочников, личинки мухи-крыски. Самоочищение идет за счет серобактерий, которые разлагают органические вещества.

     II. α-мезосапробные воды -еще есть аммиак, вода пахнет Н2S, но уже появляется  кислород.  Бактерии  многочисленны, обнаруживаются  грибы  мукор,   сине-зеленые водоросли, жгутиконосцы, хламидомонады, эвглены, инфузории-трубачи, коловратки.

     III.  β-мезосапробные воды - пруды, водохранилища. Вода насыщена кислородом, встречаются диатомовые и зеленые водоросли (хлорелла, спирогира),  цветковые растения  (кувшинки,  лилии), ракообразные и рыбы.

     IV.Олигосапробные воды - самая чистая вода. Встречаются водоросли. Индикаторами     чистоты являются  дафнии-лонгистены, высшая растительность: полупшик озерный, полушник иглистый, рыбы (радужная и ручьевая форель, красноперки, сиги, рипусы), гидры.

     Все перечисленные организмы являются биоиндикаторами. Оценка среды по состоянию живых организмов называется биоиндикацией, а сами организмы - биоиндикаторами.

Эвтрофикацию водоемов можно обнаружить с помощью личинки комаров-дергунов (хирономид), которых называют мотылем. Они живут в донных илах, богатых органическими веществами, приспособлены к недостатку кислорода. По численности кольчецов и хирономид принято различать слабую, среднюю и сильную степени эвтрофикации. При сильной эвтрофикации в иле многочисленны трубочники, они часто покрывают дно сплошным слоем. Воды таких водоемов малопригодны для бытового использования. При средней степени эвтрофикации трубочники единичны, мотыля значительно больше. При слабой эвтрофикации те и другие могут отсутствовать.

Лекция 10. Эрозия почв. Наступление пустыни.

     Эрозия — процессы разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. В связи с этим различают водную эрозию почв и ветровую эрозию (дефляция, эоловая эрозия). Наряду с естественной эрозией имеет место ускоренная эрозия, связанная с деятельностью человека (бесконтрольная вырубка лесов, неумеренный выпас скота, неправильная пахота на склонах, неправильные методы земледелия).

     Водная эрозия возникает в результате усиленного поверхностного стока талых и дождевых вод; ветровая - под влиянием иссушения почвы и потери ее структуры. При перевыпасе скота происходит обеднение видового состава растений, к преобладанию видов, непригодных для корма и выбивание почвы.

     Водная эрозия может быть поверхностной, или плоскостной, и овражной. Поверхностная проявляется на пологих склонах. Под влиянием стока воды равномерно удаляется плодородный слой почвы, богатый гумусом. Протекает медленно, незаметно и тем опасна. Это ведет к исчезновению растительности, что усугубляет разрушение почвы. Бороздчатая эрозия развивается при неравномерном стоке воды в виде ручейков. При больших уклонах развивается овражная эрозия, когда почвы смываются большим потоком воды (развивается очень быстро).

     Селевые потоки и оползни - одна из наиболее опасных форм водной эрозии в горах. Возникает она вследствие вырубки горных лесов, а также неумеренной пастьбы скота.

     В Ставропольском крае  наибольшей степени воздействию оползневых процессов подвержены города: Ставрополь, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск; районы: Шпаковский, Кочубеевский, Петровский, Новоалександровский.

     Ирригационная эрозия возникает в результате неправильного орошения и выражается в размыве почвы и образовании оврагов.

     Ветровая эрозия бывает верховой, когда при сильных ветрах образуются смерчи и низовой поземкой. Пыльные, или черные, бури - наиболее острая форма ветровой эрозии (Северный Кавказ, Астрахань).

     Противоэрозионные мероприятия:

1) использование защитных лесонасаждений;

2)  введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов (многолетние травы, занятые пары, сокращение площади пропашных культур);

3) запрещение рядового посева и культивации паров вдоль склона;

4) создание на крутых склонах полос-буферов из многолетних трав;

5) облесение, укрепление оврагов;

6)регулирование пастьбы скота в балках, на крутых склонах, на песчаных и супесчаных почвах.

     В группу агротехнических мероприятий включают:

1) вспашка и посев поперек склонов;

2) углубление пахотного слоя для улучшения впитывания воды;

3)  безотвальная обработка почвы по методу Т.С. Мальцева, при которой сохраняется стерня, укрепляющая почву;

4) кротование - прокладка дренажа (40-50 см).

     Опустынивание. Пустыни, созданные в процессе естественно исторического развития нашей планеты, существовали и до появления человека, но первая пустыня в Европе возникла уже в наше время на территории Калмыкии. Ее площадь - 0,5 млн. га и по свидетельству аэрокосмических наблюдений ежегодно увеличивается на 50 тыс. га. Основной причиной опустынивания является деятельность человека. Вокруг химических и др. предприятий формируются зоны опустынивания, которые являются прямым результатом воздействия этих предприятий на окружающую среду. Вокруг металлургических предприятий происходит разрушение биогеоценозов или опустынивание на площади более 2 тыс. га. Эксперты ООН отмечают, что сегодня 1/3 площади суши Земли в связи с превращением в техногенную пустыню не пригодна для здоровой жизни людей.

     Приаралье - район экологического бедствия. До 60-х годов - оазис среди пустынь ( Кара-Кумы, Кызылкум, плато Устюрт ). Минерализация воды - 10 г/л, вода прозрачная и насыщена кислородом. Пополняется реками Амударьей и Сырдарьей. Море было судоходным, характеризовалось изобилием рыбы, благотворно влияло на климат. Все это исчезло. Оно съеживается на глазах, уменьшилось на 1/3, береговая линия отступила на 90км. Соленость увеличилась в 2,5 раза, рыбный промысел прекращен. При осушении образуется солончаковая пустыня, над которой поднимается шлейф пыли и растягивается до 400км. На берегу гибнут тугайные леса, усиливается континентальность. Увеличивается заболеваемость населения (желудочно-кишечные, почек и печени). Причиной всех этих бедствий является девиз « Хлопок любой ценой». Воды рек не доходят до моря, а разбираются на орошение.

     Там где долго пасутся большие стада коз, всякая растительность исчезает, наступает пустыня. Козы съели леса Северной Африки, Испании, Турции. Козы не только начисто уничтожают зеленые побеги, они буквально грызут землю, чтобы добыть семена трав, которые могли бы прорасти в ближайший дождливый период. Оголенная почва, особенно на склонах гор, остается без защиты и подвергается эрозии (Атласские горы). Кедровое дерево - большая редкость в Марокко по вине коз. Стада коз наводнили Сахару и пустыня пошла в наступление, отвоевывая 1км в год. В Малой Азии исчезли знаменитые Эдемские сады и на их месте полупустыня. На острове Св. Елены с 1513 по 1909 исчезла местная флора. Там, где приняты антикозьи законы, зеленеют молодые рощи (Кипр, Венесуэлла).

     1/5  часть поверхности суши подвержена опустыниванию, происходит в 100 странах мира. Городские общества возникли на основе развития сельского хозяйства. Территории великих Шумерского и Вавилонского царств изобиловали лесами и лугами (7000г. до н.э.). Ирригационные системы приводили к заиливанию. К 3000г. до н.э. пустыни занимали большие территории Ирана и Ирака. Города на территории Сахары погребены под песком.

      В Ставропольском крае подвержены опустыниванию территории Нефтекумского, Курского и Степновского районов.

 Лекция 11. Экологические  проблемы автотранспорта.

      В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд. т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23 %, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды. В отработанных газах автомобилей содержится около 280 вредных веществ.

                             Влияние выхлопных газов на здоровье человека.

      Углеводороды, в том числе бенз(а)пирен. Раздражает дыхательные пути; появляется тошнота, головокружение, сонливость, эйфория, расстройство дыхания и кровообращения; действует на  электрическую активность головного мозга; понижает иммунологическую активность организма, возникают авитаминозы у детей; развиваются злокачественные новообразования.

     Окись углерода. Блокирует гемоглобин крови с образованием карбоксигемоглобина и снижает способность крови к переносу кислорода из легких к тканям тела. Вызывает приступы коронарной недостаточности, стенокардию и даже инфаркт миокарда. При концентрации карбоксигемоглобина на 3-4 % нарушается зрительное восприятие, наблюдаются нарушения  функционального состояния  центральной нервной системы (психические отклонения, угнетение тканевого дыхания), обменных процессов организма. У пешеходов в часы пик наблюдается общее недомогание, психомоторные нарушения.

     Окислы азота. Вызывают резкое раздражение легких и дыхательных путей и развитие в них воспалительных процессов, образуется метгемоглобин, понижают кровяное давление. Наблюдается головокружение, потеря сознания, рвота, одышка. В случае отравления двуокисью азота наблюдается кашель, насморк, слюноотделение. У детей происходит снижение дыхательной функции, повышается респираторная заболеваемость.

    Озон. Вызывает раздражение слизистой оболочки глаз, хронические изменения в легких и воспалительные процессы в них, а в комбинации с действием микроорганизмов - ускорение развития легочных опухолей. Наблюдается головная боль и быстрая утомляемость.

    Аэрозоль свинца.  Развивается свинцовая интоксикация, вплоть до летального исхода, вызывает неврологические расстройства. У детей  замедляется рост, развивается анемия, гиперактивность, характеризующаяся повышенной моторной активностью, снижается внимание. Дети становятся обидчивыми, раздражительными, вялыми. Такие дети отстают в учебе. Наблюдаются тонкие и грубые нарушения моторных функций: неправильная  походка в результате нарушения равновесия и мышечной слабости.

   Автомобильный транспорт загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюратора бензинового двигателя внутреннего сгорания выброс оксида углерода может возрасти в 4-5 раз. На состав отработанных газов двигателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.

    Отработанные газы являются основной причиной фотохимического тумана. Для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеродов и окислов азота.

    Фотохимический  туман сопровождается неприятным запахом, резко снижается видимость, у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, возникает удушье, обостряются легочные заболевания, бронхиальная астма. Фотохимический туман повреждает и растения. Сначала на листьях появляется водное набухание, через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а верхние становятся пятнистыми с белым налетом. Затем наступает быстрое увядание.

    Кроме того, автотранспорт способствует образованию кислотных дождей и шумовому загрязнению.

Пути решения проблемы:

1. Повышение качества автомобильных бензинов. Запрещение в качестве автомобильного топлива этилированного бензина.

2. Использование нейтрализаторов (палладий, рутений, окись меди, окись хрома, окись никеля, двуокись марганца). В России используется окись алюминия.

3. Использование дизельного топлива. Потребление топлива дизелем на 20-30% меньше, меньше токсичность отработанных газов, но необходимы окислительные нейтрализаторы, сажевые фильтры, системы рециркуляции.

4. Автомобили на газе. Газ более полно сгорает и уменьшается содержание вредных веществ в отработанных газах.

5. Водород – автомобильное топливо XXI века. Аккумуляторы водорода из редкоземельных металлов, титана, железа, интерметаллический сплав на основе никеля и лантана. Выхлопы – чистая вода.

6. Электромобиль. Не загрязняет и не подогревает воздух, он не такой шумный, но требует длительной зарядки батарей (не менее 10 часов).

7. Альтернативные виды топлива. В Бразилии используется топливный спирт, в Швеции – метанол, рапсовое масло.

8. Объездные дороги для транзитного транспорта, сети магистралей скоростного движения, одностороннее движение в «спальных» районах, увеличение числа подземных переходов.

Лекция 12. Решение экологических проблем в промышленности.

       В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение. Загрязнителями называют не только твердые, жидкие и газообразные вещества, но и электромагнитное излучение, тепло шум.

       Химическое загрязнение атмосферы. Известно около 2000 загрязнителей атмосферы. Наиболее распространенными загрязнителями атмосферы являются сернистый газ, оксиды азота, угарный газ, хлор, формальдегид, фенол, сероводород, аммиак.

       Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы.

       Загрязнение поверхности почвы твердыми отходами. В составе промышленного мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются в дождевых и снеговых водах и затем попадают в водоемы и грунтовые воды. Многие ядовитые отходы с развитием технологии могут стать сырьем для дальнейшей химической переработки.

      Химическое загрязнение почв.

      Биологическое загрязнение. Источниками биологического загрязнения могут быть попавшие в реку стоки из навозохранилища, плохо очищенные стоки с мясокомбината, где в отходах много органических веществ, которые могут быть субстратом для массового развития бактерий.

       Тепловое  загрязнение. Большой вклад в тепловое загрязнение атмосферы вносят «факелы» химических предприятий, в которых сжигают те фракции горючих веществ, которые не удается использовать. Горят «факелы» и близ нефтяных скважин, на них сжигают попутный газ, который можно использовать. В результате теплового загрязнения в крупных городах температура атмосферы на 4-5 градусов выше, чем в сельской местности.

      Радиоактивное загрязнение. Радиационное загрязнение возможно при попадании на свалки старых приборов, содержащих радиоактивные изотопы.

      Безотходная (малоотходная) технология – в соответствии с решением ООН это есть практическое применение знаний, методов и средств, с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защищать окружающую среду. Это экологическая стратегия всего промышленного и сельскохозяйственного производства, обеспечивающая получение продукта при малом количестве или (в перспективе) практически без отходов. Малоотходная и безотходная технология должна обеспечить:

     - комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов;

     - создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

     - переработку отходов производства и потребления продукции без нарушения экологического равновесия;

     - использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;

     - создание в перспективе безотходных производственных комплексов.

Особое значение приобретает использование вторичных материальных ресурсов, что позволяет экономить сырье, энергию и снижать степень загрязнения окружающей среды

      Санитарно-защитные зоны. Это обязательный элемент любого промышленного предприятия, которое может быть источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Она предназначена для обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного влияния предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на население, уменьшения факторов физического воздействия – шума, повышенного уровня вибрации, ультразвука, электромагнитных волн и статистического электричества.

     Очистка выбросов в атмосферу.  Наибольшее распространение при очистке газов получили абсорбционные, адсорбционные и каталитические методы. Для пылеулавливания используются пылеосадительные камеры и циклоны, аппараты мокрой очистки газов, пористые и электрические фильтры.

Лекция 13. Экологические аспекты  мелиорации.

    Мелиорация – система мероприятий для улучшения земель для сельскохозяйственного использования путем их осушения или орошения, улучшения структуры почвы, посадки специальных растений (сидератов), посадки защитных лесов.

    Осушение болот. Болота занимают 9,5 % всей площади России. Особую ценность представляют торфяные болота. Болотные биогеоценозы являются в современных природных условиях важнейшими аккумуляторами и хранителями запасов связанной воды, органического вещества и потенциальной солнечной энергии. По словам Одума «болота гораздо выгоднее использовать в качестве хранилищ воды  и местообитания диких животных, чем их высушивание». В маловодные годы болота сбрасывают в реки до 25% объема воды. В половодье  болота восстанавливают свои водные ресурсы, регулируя паводки и предотвращая сброс огромных масс воды в моря. Торфяные болота аккумулируют в себе значительные запасы тепла. При понижении уровня воды на болотах лишь на 0,5 м запасы тепла уменьшаются на 1 см2 на 250 кал. При осушении торфяников температура приземного слоя воздуха зимой понижается, а летом повышается, что приводит к увеличению амплитуды колебаний местного климата. Кроме того, торфяники консервируют вечную мерзлоту.

    Орошение. В Юго-Западной  Азии ирригационные сооружения появились за 5000 лет до н.э.

    Микроирригация - наиболее экономные водосберегающие способы полива, среди которых наиболее известным является капельное орошение. При таком способе полива вода подается по системе распределительных пластмассовых трубопроводов, на которых у каждого растения установлены капельницы, подающие влагу по каплям на поверхность почвы в зону распределения основной массы корней растений. Это существенно снижает потери от испарения и просачивания, но самое главное, что при капельном орошении расходуется на 20-25% воды меньше, чем при обычном дождевании, на 40-60% - чем при поверхностном поливе (арычное, бороздковое орошение). При использовании этого метода орошения виноградников на Северном Кавказе наблюдали увеличение урожайности на 30-40%; возросла сахаристость винограда.

    На крупных склонах используют синхронно-импульсивное дождевание, исключающее эрозию почвенного слоя. Бездренажное орошение бороздковым методом приводит к цементации почв, потере структуры, повышению щелочности и вторичному засолению почв.

   Водохранилища. По гидрологическому режиму водохранилища – водоемы замедленного водообмена, предназначенные выравнивать и регулировать сток, а также обеспечить работу электростанций, системы орошения. Самый болезненный момент – затопление сельскохозяйственных и лесных  угодий. После прямого затопления происходит трансформация угодий в результате подтопления, изменения местного климата. На Новосибирском водохранилище лед устанавливается на 5-10 дней раньше обычных сроков, сходит на 10-15 дней позже, что для живых организмов  равноценно  смещению на несколько сот километров на север.

   Система «грунтовые воды – водохранилище» в динамическом равновесии будет только после нескольких десятков лет. В результате подтопления гибнет биоценоз, появляется новый, приспособленный к условиям. Очень часто наблюдается «цветение» воды из-за бурного развития сине-зеленых водорослей.

    Лесомелиорация играет важную роль в степной зоне для уменьшения воздействия природных (суховеи, пыльные бури) и антропогенных факторов. Идея создания полезащитного мелиоративного комплекса в степной зоне принадлежит В.В. Докучаеву (1881). Эти лесокультурные ландшафты при полном сохранении существующих естественных лесов в степях выполняют важнейшие функции:

- борьба с эрозией и дефляцией почв и улучшение микроклиматических условий на сельскохозяйственных угодьях;

- водоохранные для улучшения водного баланса территории;

- сохранение, восстановление и повышение биопродуктивности агроценозов;

- сохранение естественной орнитофауны, уничтожающей вредителей культур и семян сорняков;

- укрепление оврагов, песков.

      Лекция 14. Применение минеральных удобрений и охрана окружающей среды.  

       Очень длительное применение удобрений (даже при сравнительно высоких их нормах) не только не снижает плодородия, но и способствует благодаря накоплению остатков фосфора и калия, а также интенсивной микробиологической деятельности и его росту.  Кислые туки (азотные удобрения) при длительном применении, особенно на малобуферных легких почвах, могут значительно повышать кислотность почв. Длительное использование микроудобрений приводит к нежелательному накоплению в почве анионов хлора, фтора, сульфатных анионов и катионных остатков. Ущерб окружающей среде выражается в нарушении сложившихся природных циклов оборота веществ и энергии, в ухудшении качества получаемой продукции. Микроудобрения наносят вред только при несоблюдении научно обоснованных принципов и приемов работы с ними (производство, транспортировка, хранение и применение). В таких случаях  происходит разложение химикатов, выделение нежелательных продуктов в атмосферу, вымывание их из почвы, минерализация подземных и поверхностных вод. При современной технологии внесения минеральных удобрений растения усваивают только 50% их, остальные уходят со стоками. Попадая в реки и озера, микроудобрения резко нарушают условия развития гидробионтов. Они могут усилить развитие водорослей и высших водных  растений, создать неблагоприятные условия для многих рыб.

       При нерациональном использовании удобрений окружающая среда загрязняется фосфором, азотом, калием.

        Азот поступает в аммиачной, амидной и нитратной формах. Нитратная форма легко вымывается, Вода с повышенным содержанием нитратов представляет собой опасность для здоровья животных и человека. 

       ВОЗ  установила ПДК содержания нитратов в воде: для умеренных широт – 22 мг/л, для тропиков – 10 мг/л (США – 45 мг/л, Германия – 50 мг/л). По ГОСТу – 10 мг/л.

       Количество нитратов, поступающих в поверхностные и грунтовые воды, зависит от объема и способа применения минеральных удобрений, а также от местных климатических условий. Много азота теряется в процессе эрозии почвы. Во многих странах мира с развитым виноградарством  и овощеводством концентрация нитратов в грунтовых водах составляет 300-1000 мг/л, что придает горько-соленый вкус воде и делает ее непригодной для питья. Внесение чрезвычайно высоких доз азотных удобрений при определенном сочетании факторов (низкая влажность почвы и воздуха, высокая температура почвы, несбалансированность элементов питания,  дефицит фосфора, калия и молибдена) может привести к накоплению нитратов, содержание которых в растениях выше 0,5% вызывает отравление у животных.

        Нитраты в желудочно-кишечном тракте в результате деятельности кишечных бактерий превращаются в нитриты, которые являются токсичными. Нитриты, соединяясь с гемоглобином крови, образуют метгемоглобин, препятствующий переносу кислорода, что приводит к развитию метгемоглобонемии, наблюдаемой чаще у детей (синюшность, удушье, возможна смерть).

        Наибольшее число нитратов (до 70%) поступает в организм с овощами, которые способны накапливать их в больших количествах. Это такие овощи, как шпинат, свекла, редька, кочанный салат, капуста кольраби, щавель, редис, ревень, укроп. Причем в тепличных условиях растения накапливают нитраты в больше степени, чем в открытом грунте. Во фруктах и ягодах нитраты практически не накапливаются.

       Не во всех частях растения нитраты накапливаются с одинаковой интенсивностью. Так, в листьях петрушки, сельдерея, укропа их на 50-60% меньше, чем в стеблях. В соцветиях цветной капусты – на 70% меньше по сравнению с кочерыжкой. В листовых частях белокочанной капусты их на 30-40% меньше, чем в утолщенных черешках этих листьев, и на 60-70% меньше по сравнению с кочерыжкой. В поверхностной части моркови нитратов на 80% меньше, чем в ее сердцевине. В огурцах и редисе наоборот, кожура имеет нитратов на 70% больше, чем внутренние слои. У дыни и арбуза нитраты накапливаются ближе к корке.

       Потребление нитратов можно снизить, если у огурцов отрезать «хвостик» и очистить их от кожуры, у кабачков срезать кожицу, очищенный картофель залить на 1 сутки 1%-раствором поваренной соли или аскорбиновой кислоты. Уменьшить содержание нитратов во многих овощах можно вымачиванием их в воде в течение 2 часов, кипячением.

       Тушение овощей снижает содержание нитратов на 10%, жарение картофеля во фритюре – на 60%. Квашение, соление, консервирование и маринование способствует снижению нитратов на 60-70%. В значительной степени нейтрализовать поступившие в организм нитраты могут ягоды черной  и красной смородины, зеленый чай, а также аскорбиновая кислота (по 0,3-0,4г в сутки)

        Повышенное поступление фосфора в воды связано с эрозией почв. Может наблюдаться при внесении весной в неоттаявшую почву. Поступление фосфора в воду приводит к  «цветению» воды и как результат – обеднение флоры и фауны. При многолетнем применении больших доз фосфорных удобрений в почве могут накапливаться содержащиеся в них в небольших количествах тяжелые металлы: уран, торий и продукты радиоактивного распада – стронций и фтор. Поэтому во избежание вовлечения в биологический круговорот токсичных веществ, применение фосфорных удобрений должно  контролироваться.

Избыточное использование калийных удобрений приводит к изменению массового отношения кали и натрия к массе кальция и магния. Нарушение баланса этих элементов в пастбищном корме приводит к заболеванию скота пастбищной тетанией.

        Отрицательные последствия для окружающей среды не от самих удобрений, а от неправильного их использования. Технология использования удобрений заключается в правильном выборе, расчете дозы и сроков внесения,  в использовании высококонцентрированных минеральных удобрений с минимумом балластных веществ.

        Внесение удобрений должно осуществляться ленточным способом на глубину 15см на расстоянии 10-15см от рядка. Благодаря этому создается высокая концентрация ионов аммония, подавляется жизнедеятельность нитрифицирующих организмов. С этой целью возможно применение ингибиторов (например, к мочевине добавить уреазу).

Лекция 15. Влияние пестицидов на окружающую среду.

    Пестициды - общее название химических средств защиты растений от вредителей и болезней.

Зооциды - ядохимикаты .применяемые против грызунов.

Ихтиоциды - против "сорной" рыбы;

Альгициды – против "сорных" водорослей;

Гербициды - против "сорных" наземных растений;

Лярвициды - против личинок насекомых;

Нематоциды - против      наземных      паразитических      червей (фитогельминтов)

Инсектициды - против насекомых;

Бактерициды - против бактерий, возбудителей болезней растений.

Арборициды - против древесно-кустарниковой растительности.

Акарициды - против клещей.

Фунгициды - против грибковых заболеваний растений.

Мемациды - против слизней и прочих моллюсков.

Овоциды - против яиц насекомых.

     Применение пестицидов повышает производство пищевых продуктов, лучше удовлетворяются потребности быстро растущего мирового населения. Улучшается качество продуктов за счет уменьшения вреда, наносимого растениям вредными насекомыми и болезнями. Без защиты от грибков продукты питания даже могут стать ядовитыми. Продукты лучше хранятся благодаря применению пестицидов против вредителей запасов, грызунов и гнилей.

     Во время второй Мировой войны известный пестицид ДДТ, ныне запрещенный, спас армии союзников от вшей и блох, помог ликвидировать тиф в Неаполе. Пестициды позволяют бороться с болезнями, распространяющимся насекомым и грызунам, особенно в тропических странах. При помощи пестицидов уничтожают малярийных комаров в Африке.

     ДДТ сохраняет свою активность до 20 лет. После 2-й мировой войны большое количество пестицидов и гербицидов оказалось в окружающей среде. Среди первых  - ДДТ (дихлордивинилтрихлорэтан), диэлтрин и алдрин. Эти вещества оказались очень ядовитыми, особенно для птиц, рыб, беспозвоночных. В середине 60-х годов появились сообщения о том, что ДДТ обнаружен в печени пингвинов в Антарктиде и тюленей в Арктике. ДДТ распространился по всему миру по двум причинам: 1) он, хотя и в незначительных количествах, переносится водой. Если ДДТ смывается с сельскохозяйственных угодий, то по рекам часть его попадает в моря и концентрируется в морских пищевых цепях. Пингвины питаются рыбой, входящей в пищевые цепи. 2) ДДТ может распространяться в атмосфере, т.к. относится к летучим веществам и его распыляли в виде мелкого порошка, который может переноситься воздушными потоками на большие расстояния. ДДТ является причиной исчезновения на востоке США сапсана. Птицы наиболее уязвимы, т. к ДДТ вызывает гормональные изменения, влияющие на обмен кальция. В результате скорлупа откладываемых яиц становится тоньше и они разбиваются.

     Ростовые вещества, предназначенные для уничтожения нежелательных трав, привели к обеднению растительности, что делает невозможным существование пчеловодства. Пчелы, посещая обработанные поля, приносят запах гербицидов в улей. Пчелы с запахом гербицида в улей не запускаются "охраной и они погибают.

     Гербицид паракват в Италии стал причиной сокращения популяции зайцев. Вещество попадало на мех животных. При вылизывании его зайцы погибали.

     При обработке изменяется вкус ядовитых растений и домашние животные отравляются лютиком. Поэтому в течение 3-х недель запрещается выпас животных. Дичь от отравлений не убережешь. Обработки способствуют размножению жуков - листоедов, приспособленных к питанию на одном виде растений, сдерживается под влиянием определенных веществ растения-хозяина, но который после обработки вкус меняет и растение уничтожается жуками.

     Куры, соприкасаясь с гербицидом 2,4,5-Т, утрачивали способность отличать зерно от гальки.

     При определенных дозах ядохимикатов  возможно острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получаемые на протяжении длительного периода,  приводят к весьма неприятным эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появление мутаций) и тератогенному (врожденные дефекты у детей). Кроме того, они могут вызвать серьезные заболевания печени и почек, бесплодие и многие другие физиологические расстройства. Использование гербицида "Agent orange " во Вьетнаме приводило к частным выкидышам беременных женщин, к рождению детей с пороками развития.

     Опасность биоаккумуляции и биоконцентрирования хлорсодержащих углеводородов стала очевидной в 1960-е годы, когда обнаружилось сокращение популяции многих видов хищных птиц, в частности белоголового орлана и скопы, находящихся на последних трофических уровнях, вызвано биоаккумуляцией пестицида ДДТ. Многие места промышленной и спортивной рыбной ловли были закрыты в связи с опасными уровнями пестицидов, аккумулированных организмами рыб.

     Ситуацию осложняет синергические эффекты. Ядохимикаты редко встречаются по отдельности, а 2 или более ядов вместе дают эффект, во много раз превосходящий сумму действий каждого из них.

 Лекция 16. Экологизация сельского хозяйства.

       Биологическая защита растений. В основе биологической защиты растений лежит использование естественных противоречий в мире насекомых. Есть насекомые «травоядные» (вредители), есть энтомофаги, питающиеся вредными насекомыми, есть грибы и вирусы, вызывающие болезни вредителей.

       1. Выпуск в агроценозы видов, которые снижают численность вредителей: божья коровка, жужелицы,  мухи журчалки, златоглазки, трихограммы, муравьи – насекомые хищники или паразиты. Например, для капусты выявлено 50 вредителей фитофагов, против которых можно использовать 500 видов энтомофагов. Трихограммы (перепончатокрылое насекомое) используется против совок, мотыльков, плодожорок, листоверток.

       2. Создание микробиологических препаратов на основе вирусов, поражающих тот или иной вид, наносящий вред сельскому хозяйству.

       3. Использование генетического метода. Внедрение в природу популяции видов особей, не способных давать потомство или передать потомству летальные аллели.

       4. Использование узкоспециализированных фитофагов против сорняков: жуки-листоеды, жуки-долгоносики, 325  видов перепончатокрылых. Преимущества метода: высокая специфичность к растению-хозяину и невозможность перехода на другие растения. Возможно комбинированное использование. Например, личинки перепончатокрылых насекомых повреждают стебель изнутри и семя, а жук-листоед поедает листву. Между собой они не являются конкурентами. Таким способом можно избавиться от осота, чертополоха, васильков, молочая, амброзии, пырея и т.д.

     5. Использование пестицидных препаратов, основанных на природных растительных ингредиентах. Например, против колорадского жука и табачной мозаики используется настой зеленого перца чили, чеснока и табака; рисовые поля защищаются настоем дерриса. В США используется «диатомовая земля» (измельченные диатомовые водоросли), при распылении которой происходит механическое засорение трахей насекомых. Внесение в почву остатков измельченных панцирей крабов, створок моллюсков приводит к усилению деятельности микроорганизмов и поражению насекомых.

     6. Бактериальные препараты измельченных тел погибших насекомых.

     7. Селекция растений, устойчивых к заболеваниям и вредителям. Например, введение в геном табака гена бактерии, продуцирующей смертельные для бабочки белки. Созданы генетически модифицированные сорта картофеля, сои, подсолнечника. Иногда введение гена оказывает влияние на морфологические и физиологические свойства всего растения.

    8. Переход от монокультур к поликультурам. Выращивая поля монокультур, человек сам создает вредителей. На 1м2 целинной степи – 199 насекомых, на пшеничном поле – 351. Отличается также видовой состав насекомых: на степных участках – 41, на пшеничном поле – 19. Перспективны смешанные посевы. Односортные посевы кукурузы дают урожай 343ц/га, а смешанные посевы сортов с разной высотой и сроками цветения -  472ц/га. При выращивании поликультур отсутствует почвоутомление.

     9. Необходимо наличие необработанных участков среди полей, облесение для убежища многих видов животных – насекомоядных птиц, опылителей.                      

     Агротехнические приемы. Наиболее перспективным приемом является безотвальная обработка почв без применения пестицидов (Т.М. Мальцев). При использовании этого приема увеличивается в почве  содержание гумуса, уменьшается количество сорняков. Семена сорняков остаются на поверхности земли, дружно прорастают и достаточно одной культивации, чтобы избавиться от них. При отвальной обработке почвы семена сорняков оказываются на разной глубине и прорастают весь вегетационный период.

     Защитить урожай зерновых культур от грызунов возможно при перестройке структуры посевов в соответствии с прогнозируемой численностью грызунов.

      Потери урожая свеклы из-за свекловичной тли в засушливые годы можно снизить с 81% до 6% простым дождеванием.

      Капусту выращивать посевом семян в грунт выгоднее, чем высаживанием рассады. При пересадке рассады растения испытывают стресс в виде биохимических изменений, что привлекает тлю, резко снижающую урожай.                                

Лекция 17. Энергетика и окружающая среда.

     За последние 25 лет человечество израсходовало столько энергии, сколько за историю человечества.

     Теплоэнергетика. В качестве топлива используется уголь, нефть, газ, торф. По словам Д.И. Менделеева «топить нефтью, что топить ассигнациями, разумнее получать химические продукты». Прежде чем сжигать газ, необходимо извлечь все ценное (посредством пиролиза природного газа получают ацетилен, этилен, водород, сажу, графит). Причем водород как топливо не загрязняет атмосферу. При сжигании угля окружающая среда загрязняется сернистым ангидридом, двуокисью серы, окислами азота, способствующими выпадению кислотных осадков. Пыль, зола содержат двуокись кремния и соединения металлов, в том числе мышьяка, ванадия, ртути, свинца. Двуокись кремния вызывает силикоз, повышение смертности от рака легкого и кишечника. Сажа содержит смолистые вещества, в том числе бенз(а)пирен, вызывающий рак легкого. Соединения серы вызывают эмфизему, астму, аллергические реакции, повышенную утомляемость, ослабление мышечной силы, снижение памяти, замедление восприятия, ослабление функциональной способности сердца, изменение бактерицидных свойств кожи.

    Гидроэнергетика. Для этого вида энергетики необходимо создание плотин, водохранилищ, с чем связано затопление территории. Плотины создают  преграды на пути миграций полупроходных рыб. Постройка водохранилищ в горных районах усиливает сейсмичность территории.

   Атомная энергетика. По данным МАГАТЭ на 1975 г. 5% всей энергии получали за счет АЭС. Возможно применение реакторов в химической, металлургической промышленности, в производстве водорода. Замена в энерготехнологических процессах газа теплом ядерного реактора резко сократит потребности в газе. АЭС более экологичны, чем ТЭС, т.к. меньше вредных выбросов оказывается в атмосфере, доза радиационного воздействия в 500 раз меньше (при нормальной эксплуатации). Работа АЭС является причиной теплового загрязнения водоемов. Половина тепловой энергии, возникающей в атомном реакторе в результате ядерного распада, удаляется с охлаждающими водами, что повышает биологическую продуктивность водоема, увеличивает число взвешенных частиц, повышает их окисляемость и усиливает размножение патогенной кишечной флоры. Повышение температуры увеличивает токсическое действие загрязнений на гидробионтов (например, тяжелых металлов). В прудах-охладителях возможно разведение теплолюбивых рыб (карп). Решить проблему теплового загрязнения водоемов возможно при переводе АЭС на замкнутую систему охлаждения. Перед  АЭС стоят задачи:  повышение КПД перевода тепловой энергии в электрическую и снижение сброса тепла в водоемы.

   Альтернативные источники энергии. Получение энергии не из ее традиционных источников, а из возобновляемых, используемых энергию Солнца, ветра, приливов и отливов, геотермальных источников.

Лекция 18.  Генная инженерия и экология.

     Генные манипуляции представляют вполне определенную угрозу: биологическое оружие, нежелательное воздействие на наследственность человека. Но уже сегодня можно получить с помощью новых методов ценные лекарственные средства, синтезировать гормоны (соматостатин, инсулин). Возможно исправление генетических поражений, избавление от многих страшных наследственных болезней. Очень трудно определить критерии, позволяющие четко отделить пользу от вреда.

     В середине 80-х годов в печати появилось сообщение об использовании нового достижения генной инженерии. Правительство США одобрило план выпуска «на свободу» бактерии, созданной искусственно, с помощью генной инженерии. Во время заморозков, когда температура падает ниже -5˚ C, они препятствуют образованию в листьях растений кристалликов льда. Предполагается предотвращение губительного действия заморозков на сельскохозяйственные растения. До этого было установлено. Что кристаллики льда начинают быстро образовываться на растении благодаря особым бактериям. Такие бактерии выделяют специфическое вещество, способствующее кристаллизации воды, стоит только температура снизится ниже 0˚C,  при этом вода из клеточного сока растений вымораживается, кристаллы разрывают стенки клеток и растение погибает.

     Американские исследователи установили, какие именно гены отвечают за выделение губительного химического соединения, и вырезали их из микроскопического организма, получив новый вид бактерий.

      Но как себя поведут бактерии на воле, принося пользу в одном отношении, во многом другом они станут вредными. Могут попасть в верхние слои атмосферы и помешать естественному образованию кристаллов льда из воды, что приведет к нарушению климата Земли.

     При помощи генной инженерии научились расщеплять гены и рекомбинировать цепочки молекул ДНК для получения ДНК с новыми генетическими признаками. Создаются новые формы жизни. Генная инженерия может дать человеку значительно больший контроль над процессом естественного отбора живых видов Земли. Многие ученые видят в генной инженерии способ повысить урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животных, получить растения и животных с повышенной устойчивостью к болезням, вредителям, заморозкам и засухе, а также дающих большие количества питательных веществ (например, белка). Надеются получить бактерии, способные уничтожать последствия разливов нефти и разлагать токсичные отходы. Получены  препараты  от диабета, гемофилии, некоторых форм рака. Генная инженерия используется для диагностики СПИДа и рака; получены вирусы, необходимые для производства более эффективных вакцин. Человек перенес некоторые гены бактерий, отвечающих за производство токсичных веществ, на растения, тем самым повысив их иммунитет против насекомых. По этому поводу много спорят о влиянии генетически модифицированных продуктов питания на здоровье человека.

      Критики утверждают, что генная инженерия должна быть под строгим контролем. Они считают, что этот метод является источником уменьшения естественного генетического разнообразия среди особей одного вида, а также экологического разнообразия. По их мнению, у человека  нет еще достаточного понимания механизма действия природы, чтобы осуществлять контроль  генетических признаков человека и других видов. Неконтролируемая генная инженерия может привести к появлению «суперорганизма»,  который при условии их случайного или намеренного попадания в естественную окружающую среду могут вызвать непредсказуемые последствиями, оказаться очень опасными.

Лекция 19. Экология города.

     Температура воздуха в центре города в среднем на 2-4˚ выше, чем на окраинах; влажность на 6% ниже, чем в окружающей сельской местности. Скорость ветра в центре  города на 30-40% ниже, чем на окраинах. Теплый воздух над городом образует купол – «тепловую шапку», в которой содержание атмосферных загрязнителей особенно велико. В небольших городах выбросы стелются над землей. В городе содержание пыли в воздухе на 10% выше, частота туманов выше на 30-40%, осадков на 10% больше, солнечная инсоляция ниже на 15%, а ультрафиолетовая радиация – на 5-30%.

     Перед горожанами существует проблема «акустического неблагополучия». По действующим санитарным нормам допустимыми считаются следующие уровни шума: для жилых комнат днем – 40дБ, ночью – 30дБ; для территории жилой застройки днем – 55 дБ и ночью – 45дБ.

     Транспортный шум составляет не менее 60-80% от общего шумового фона города, в течение дня на магистральных улицах достигая уровня 80-90дБ, а за счет грузового транспорта – даже 105дБ.

     Для воздушной среды города разработано в настоящее время более 160 ПДК различных веществ, для воды – более 400 ПДК.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует для непосредственного употребления. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500л в сутки, ас учетом промышленности на одного горожанина приходится до 1000л в сутки. Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии – она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы.

     Дождевая вода в городах, попадая сначала на бетонированные и асфальтированные водонепроницаемые поверхности, стекает в канализационную сеть и затем сбрасывается в ближайшие реки. В Пятигорске сточные воды сбрасываются в реку Подкумок. Стоки с городских территорий благодаря асфальтовому покрытию, увеличению выпуска и усложнению состава химических веществ, используемых в быту, загрязнены сложными продуктами взаимодействия этих веществ. Особенно сложные проблемы связаны с загрязнением стоков детергентами (синтетическими моющими средствами): содержащийся в них фосфор вызывает бурную эвтрофикацию водоемов.

     Особую проблему представляет огромная концентрация в городах твердых бытовых отходов (мусора), не имеющих естественных разрушающих биологических и химических агентов, какие есть, например, у древесины и многих металлов. Не смотря на то, что в городе Пятигорске есть мусоросжигательный завод, в окрестностях города много самопроизвольных свалок, особенно много мусора на берегах реки Подкумок и токсичные отходы стекают в реку.

     Растения в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах, на газонах, но их главное назначение – не производство органического вещества, а регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли. Например, от сернистого ангидрида очищают воздух войлочная липа и белая акация; от соединений свинца – тополь бальзамический, сирень, барбарис, боярышник, полынь; от пыли – вяз, белый и черный тополь, дуб, бук, белая ива (растения с клейкими и шероховатыми листьями).

     Особенно эффективно улучшают городскую среду лесопарки и пригородные леса. Для города Пятигорска легкими являются Машукский лесопарк и лес горы Бештау.

      Чем больше листьев у дерева, тем оно полезнее для города – больше усваивает углекислого газа и задерживает пыли, уменьшает шум, увлажняет атмосферу, очищает ее от болезнетворных микроорганизмов выделением фитонцидов.

     Улучшают экологический режим города и зеленые ковры -  газоны. Лучшие газонные травы – овсяница красная, мятлик луговой, райграс многолетний.

     Важную роль в городах играют сообщества рудералов – растения пустырей, которые залечивают раны, нанесенные естественным экосистемам. Многие из них (в особенности – одуванчик) концентрируют тяжелые металлы и очищают от них почвы. Однако среди рудеральных растений есть и вредные. Например, амброзия вызывает аллергию в форме поллиноза.

     Зеленый цвет оказывает самое благоприятное воздействие на психическое состояние человека. Без зелени однообразные стены высоких домов превращаются в «поля агрессивности», повышающие раздражительность горожан.

     Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, трясогузка, зяблик, славки; млекопитающие: полевки, белки и др.), но и особой группой городских животных – спутниками человека. В ее составе – птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы и мыши) и насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). Это санитары города.

Лекция 20. Исторический обзор охраны природы.

     Первые законодательные акты, связанные с природопользованием, относятся коII тысячелетию до н.э. Согласно выбитым на каменной стеле законам вавилонского царя Хаммурапи (XVIIIв. до н.э.), строгое наказание полагалось за разрушение плотин или арыков, а штраф за рубку фруктового дерева был равен штрафу за нанесение тяжелых телесных повреждений, приведших к смерти.

     Уже в I тысячелетии до н.э. в Китае правовые установления по природоохранной деятельности были оформлены в сборниках «Гуань-цзы» и «Сюнь-цзы» . В них запрещалось весной убивать молодых оленят и срывать побеги растений, охотиться разрешалось только в определенное время года. Государство должно было охранять деревья и растения во время цветения, черепах и рыб – во время кладки яиц и нереста; сохранять болота и высаживать леса по склонам гор для поддержания природного равновесия.

Древнеримские Законы двенадцати таблиц (Vв. до н.э.) предусматривали штраф в 25 медных монет за незаконно срубленное дерево. В индийских Законах Ману, действовавших со II в. до н.э. по II в. н.э., порицалась торговля природными дарами, зверями, птицами, а также загрязнение воды и причинение иного вреда природе. Убийство любых живых существ рассматривалось как «преступление, вызывающее нечистоту», «несовместимое с пребыванием на небесах». Эфиопский законодательный сборник «Фытх Ныгест» запрещал продавать речную рыбу, птицу, диких животных; призывал не препятствовать стоку вод, орошавших поля у подножий гор.

     В средневековой Европе Салическая правда, записанная еще в начале VI в., призывала обеспечивать охрану леса, объявляя рубку  опасным для общества деянием. В Англии в XII в. особое лесное законодательство учредило статус «заповедных лесов». В этом же столетии законы германских княжеств взяли под защиту охотников, «кроме тех, которые ставят сети и закладывают капканы: эти нигде и никогда не должны иметь мира».

     Подобные указы принимались и в России. Русская правда (XI-XII вв.) предусматривала штрафы за уничтожение или повреждение борти (гнезд диких пчел). В начале XVII столетия было принято около 20 законов, связанных с охраной природы. В 1635г., после присоединения к России обширных таежных областей (северо-восточные районы, Приуралье и Зауралье), царским указом вводился запрет на ловлю капканами бобров и выдр. Нарушившие его наказывались штрафами, битьем батогами и тюрьмой.

     Соборное уложение 1649г. Включало и нормы охраны природы. Оно закрепляло деление угодий на общие, царские и государственные (казенные), на которых запрещалась свободная охота. Строго определялись породы, размер и количество рыбы для царского стола, годовой объем добычи и переработки соли, глины и т.д. Оговаривались и орудия лова, что обеспечивало щадящие виды промысла. Частые неводы, железные капканы, пищали для охоты на птиц запрещались. За нарушение этих правил следовали наказания: штрафы, битье батогами и кнутами, а в особых случаях – даже смертная казнь.

     В соответствии с Петровскими указами начала XVIII в. проводилась опись лесов, годных для кораблестроения; некоторые леса и породы лесных деревьев объявлялись заповедными; запрещалось уничтожение лесов вдоль рек.

     Так постепенно складывалась особая область законодательства – экологическое право.

Лекция 21. Природоохранное законодательство.

     Отрасль права, обеспечивающая сохранение окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов, получила название экологического права. Это сравнительно новая область юриспруденции, сформировавшаяся в последние 30-35 лет, в связи с резким ухудшением состояния окружающей среды и угрозой глобального экологического кризиса.

     Современное российское природоохранное законодательство достаточно развито. Оно включает в себя законы (федеральные законы и законы субъектов Федерации), подзаконные акты (указы Президента России, постановления Правительства России, нормативные акты органов исполнительной власти субъектов Федерации), ведомственные акты и пр.

     Практически для всех категорий земель – лесов, сельскохозяйственных угодий, земель промышленных объектов, а также для водных объектов установлены нормы, регулирующие их использование. Отдельные законы определяют статус и деятельность особо охраняемых территорий – заповедников, заказников, национальных парков и т.п. Введены нормативы выбросов в атмосферу, сбросов в водные объекты, правила захоронения отходов. Используются превентивные (упреждающие) процедуры экологических оценок и обоснований (оценка воздействия на окружающую среду, экологическая экспертиза, экологический аудит), которые позволяют еще до реализации какого-либо проекта принять меры по предотвращению возможных негативных последствий.

       Конституция РФ – основной источник экологического права. Земля и другие природные ресурсы, как это предусмотрено статьей 9 Конституции, используются и охраняются в РФ как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующей территории. Большую роль в регулировании экологических отношений играют федеральные законы:

Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» (1991г.).

Закон РФ «Об особо охраняемых природных территориях» (1995г.)

Закон РФ «О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах» (1995г.)

Лесной кодекс Российской Федерации (1997г.)

Постановление Правительства РФ «О Красной книге Российской Федерации» (1996г.)

      Базовым экологически законом  России является  закон РФ «Об охране окружающей природной среды» (1991г). Прежде всего он определяет принципы охраны окружающей среды: приоритет охраны жизни и здоровья человека, сочетание экономических и экологических интересов, рациональное использование природных ресурсов, гласность и открытость экологической информации и др. Закон устанавливает права граждан в сфере охраны окружающей среды, основные правовые институты охраны природы, особо охраняемые природные территории, зоны чрезвычайной экологической обстановки, а также требования к различным видам деятельности, основы экологического контроля и образования, виды экологических нарушений и ответственность за них.

  Должностные лица и граждане, совершившие экологические правонарушения, несут дисциплинарную (выговор, увольнение), материальную (возмещение ущерба), административную (штраф), уголовную ответственность (штраф, лишение свободы). В Законе «Об охране окружающей природной среды» предусмотрены следующие виды экологических правонарушений, влекущих административную ответственность:                                                                              - загрязнение окружающей природной среды и причинение вследствие этого вреда растительному миру;                                                                                      

- порча, повреждение природных объектов, в том числе памятников природы, истощение и разрушение природно-заповедных комплексов и естественных экологических систем;                                                                 - нарушение установленного порядка сбора, заготовки, продажи, скупки, пересылки, ввоза и вывоза за границу объектов растительного мира, их продуктов, а также ботанических коллекций.

Экологическим преступлением признается совершенное общественно опасное деяние, запрещенное Уголовным кодексом под угрозой наказания. В УК РФ 1996 года введен такой состав преступных действий, как экоцид, массовое уничтожение растительного  и животного мира, отравление атмосферы или водных ресурсов, а также совершение иных действий, способных вызвать экологическую катастрофу (от 12 до 20 лет лишения свободы).

         Лекция 22. Международное сотрудничество по охране природы.

     Многие вопросы охраны природы и использования ресурсов регулируется международным правом. Страны заключают между собой договоры, обязуясь соблюдать установленные в них правила, например в отношении переноса загрязнений через государственные границы, охраны перелетных птиц и мест их зимовок и т.п. Такие договоры могут заключаться между двумя странами (двусторонние) или между несколькими (многосторонние, региональные договоры, конвенции). Наибольшее число участников (сторон конвенции), как правило, характерно для конвенций, которые заключаются по вопросам, имеющим глобальное значение. К таким документам, формирующим глобальное экологическое право, можно отнести Конвенцию о сохранении климата и Конвенцию о биологическом разнообразии.

     Глобальными проблемами являются «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя, загрязнение океана и общее снижение экологического разнообразия. Поэтому попытки богатых стран отгородиться от экологических проблем стран бедных «напоминают поведение недальновидных пассажиров тонущего корабля, которые продолжают веселиться в его носовой части, в то время как корма уже глубоко ушла под воду» (Б. Небел).

     Международное сотрудничество по вопросам охраны окружающей среды возглавляет ЮНЕСКО. В 1972г. ею была разработана Межправительственная программа ООН по окружающей среде. С тех пор было принято около 200 договоров, регламентирующих использование природных ресурсов и загрязнение атмосферы.

     Важная конференция состоялась в 1992 г., когда в Рио-де-Жанейро (Бразилия), где были приняты два документа: «Повестка дня на XXI век» и «Декларация по окружающей среде и развитию». Декларация включила 27 принципов деятельности государств, которые должны обеспечить формирование устойчивого развития общества и сохранение природной среды. Главные из этих принципов:

     …Люди имеют право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой.

     …Трансграничные проблемы (определение норм лова рыбы в открытых водах, сброс в открытый океан загрязняющих веществ, проведение там ядерных испытаний) не должны решаться в одностороннем порядке.

     …Государства не должны экспортировать загрязнение или создавать экологически грязные производства в более бедных странах.

     МСОП – общественная организация, и ее решения, к сожалению, не носят обязательного характера. Поэтому МСОП выступил инициатором заключения конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения. Конвенция была подписана в 1973г. в Вашингтоне, и сейчас к ней присоединились уже более 100 стран. Это межправительственное соглашение позволило жестко контролировать международную торговлю редкими видами. Частично оказались защищены даже те виды, которые обитают в странах, не присоединившихся к Конвенции, так как основные рынки сбыта – Западная Европа, США, Япония и другие развитые государства – оказались закрыты.

Лекция 23. Охрана редких и исчезающих видов. 

     Процесс исчезновения видов является естественным. Каждый вид живет определенный промежуток времени и, в конечном итоге, исчезает. Такие угасающие виды есть и во флоре Ставрополья. К ним относятся Шаровница точечная, Майкараган волжский, Асфоделина тонкая, Бересклет маленький. Однако процесс исчезновения видов в значительной степени ускоряется человеком. За последние годы не найдены и считаются полностью исчезнувшими более 60 видов растений. В степях встречается все больше сорняков. Все меньше остается луговых красивоцветущих растений – горицвета, пиона, ириса, гвоздики и других, собираемых на букеты. Исчезают целые ландшафты.

     Потеря каждого вида – это невосполнимая утрата генофонда, который формировался в течение миллионов лет эволюции

      «Красные книги» содержат списки и характеристики видов, которым угрожает исчезновение. Международная «Красная книга» создана  1966г. Международным союзом по охране природы (МСОП). «Красная  книга РСФСР: растения» появилась в 1988г., содержала в себе 65 редких видов, встречающихся на территории Ставрополья .

     «Красная книга» Ставропольского края выпущена в 2002 году, в которую внесены 309 растений (304 вида – сосудистые растения), являющиеся редкими, сокращающими численность или ареал, находящиеся под угрозой исчезновения и нуждающиеся в охране. Издание Красной книги Ставропольского края обеспечивает законодательную базу для охраны редких и исчезающих видов растений и животных. Служит инструментом, предотвращающим их утрату, способствует сохранению и воспроизводству естественного генофонда края и юга России.

Критерии охраны вида. Категория охраны означает степень важности сохранения генофонда данного вида.

     Различают 5 категорий охраны растений:

     I категория – региональные эндемики, распространение которых ограничено локальными участками или они известны из нескольких мест. Виды этой категории должны подлежать первоочередной охране независимо от состояния популяций или четкости систематической обособленности как носители редчайшего и неповторимого генофонда. Эндемики Ставропольского края (с небольшим точечным ареалом, их 18 видов);

     II категория – субэндемики, ареалы которых выходят за пределы региона на смежные территории. В данном случае особое внимание должно уделяться локальным популяциям, особенно в случае дизъюктивного ареала. Эндемики Северного Кавказа, основной ареал которых находится на Ставрополье (более 20 видов);

     III категория – реликтовые виды, имеющие в регионе точечные ареалы и редкие за его пределами: ксеротермические реликты, остатки средиземноморской, дагестанской, сарматской и закавказской аридных флор;

гляциальные реликты бореального, европейского и кавказского происхождения, третичные реликты.

     IV категория – гляциальные и ксеротермические реликты, имеющие более обширные ареалы как в регионе, так и за его пределами; виды, находящиеся в регионе на границе ареала; усиленно эксплуатируемые лекарственные и пищевые растения, собираемые на букеты декоративные виды; виды описанные с территории региона, подлежащие охране в locus classicus;

     V категория – виды, не относящиеся к первым четырем категориям, редкие по естественным причинам.

     Статус вида характеризует состояние популяций в природе.

0 (Ex) – по-видимому, исчезнувшие виды;

1(E) – виды, находящиеся под угрозой исчезновения, сохранение которых маловероятно, если факторы, вызвавшие их деградацию, будут продолжать действовать;

2 (V) – уязвимые виды, которым грозит перемещение в предыдущую категорию, если факторы, вызвавшие сокращение их численности, будут продолжать действовать;

3(R) – редкие виды, представленные небольшими популяциями, рассеянно встречающиеся (по своей природе) и поэтому рискуют попасть в категорию исчезнувших при возрастании антропогенных нагрузок;

4 (I) –виды, классических мест обитания (locus classicus)

     Объекты растительного мира, занесенные в Красную книгу, подлежат особой охране. Красная книга постоянно корректируется: одни виды исключаются (когда непосредственная опасность их уничтожения миновала), другие – включаются (если имеются сведения об угрожающем сокращении видов ареала – площади их естественного распространения).  

     45 видов животных (8 - насекомые, 27 – птицы, 10 – млекопитающие), обитающих на территории края занесены в Красную книгу .

     Красная книга не имеет силы юридического документа (само по себе внесение в нее какого-то вида не ведет к автоматическому установлению запрета на его добывание или взятие под охрану местообитания), но это серьезная основа для принятия законодательных актов, научно обоснованных программ практических мероприятий по спасению редких видов. Неоценима роль Красной книги и в воспитании, пропаганде разумного  и бережного отношения к природе.

Лекция 24. Особо охраняемые природные территории.

     Наиболее надежный способ охраны популяций – их охрана как частей целых экосистем, в которых поддерживается экологическое равновесие. Для этого создают особо охраняемые  природные территории (ООПТ) разных типов.

     ООПТ – это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, имеющие особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, изъятые решением исполнительной власти полностью или частично из хозяйственного использования. Для них установлен особый режим охраны.                                                                                                              

     Типы ООПТ:

1. Заповедники.

2. Национальные парки.

3. Памятники природы.

4. Заказники.

5. Ботанические сады.

6.  Курортно-лечебные территории.                  

     В  Ставропольском крае очень ограничен набор таких территорий и мала их площадь (0,06%).

     Режим заповедников. На территории заповедников запрещается любая хозяйственная деятельность. Допускается деятельность, направленная на:

1) восстановление и предотвращение изменений природных комплексов;

2) поддержание условий, обеспечивающих санитарную и противопожарную безопасность;

3) предотвращение условий, способных вызвать стихийные бедствия, угрожающие жизни людей и населенным пунктам;

4) осуществление экологического мониторинга; ведение эколого-просветительской работы;

5) осуществление контрольно-надзорных функций.

     В Ставропольском крае нет заповедников.

     Режим национальных парков. Устанавливается дифференцированный режим. Функциональные зоны национальных парков:   1) заповедная – запрещена любая хозяйственная деятельность и рекреационное использование территории;                                                            2) особо охраняемая – допускается строго регулированное посещение;                                3) познавательного туризма для организации экологического просвещения;                              4) рекреационная, предназначенная для отдыха;                                                                     5) обслуживания посетителей;

6) хозяйственного назначения.

     Очень популярная форма охраны природы в Европе и США. Возможна организация национального парка на территории КМВ.

     Заказники организуются для временной охраны природы на период восстановления нарушенных человеком комплексов. Самая распространенная категория охраняемых природных территорий в крае.  В крае созданы комплексные (ландшафтные) (5),  ботанические (14),  зоологические(2),  гидрологические (2),  геологические (2) и  почвенный(1) заказники. Ботанические заказники способствуют охране генетического фонда и эталонов природных ландшафтов. Заказник «Русский лес» - самый большой лесной массив в Центральном Предкавказье, с редкими видами растений, имеющий статус комплексного заказника. Особое место среди заказников Ставропольского края занимает Иргаклинский комплексный заказник в Степновском районе. Это интересный пример восстановления и бережного сохранения природного ландшафта на юго-востоке края. За 10 лет существования здесь были практически восстановлена естественная растительность злаково-полынной опустыненной степи, где многовековой выпас скота привел к обеднению природы.

     Памятники природы – это уникальные, невосполнимые, ценные в экологическом, научном, культурном и эстетическом отношениях природные комплексы, а также объекты естественного и искусственного происхождения.         В Ставропольском крае созданы комплексные ландшафтные (особо охраняемый эколого-курортный регион Российской Федерации – Кавказские Минеральные Воды – 18), палеонтологические (4), водные (5), геолого-морфологические (15), ботанические (9).

     Ставропольский ботанический сад создан в 1959 году по инициативе профессора В.В. Скрипчинского, чье имя он носит. Объявлен памятником садово-паркового искусства. Ботанический сад располагает уникальными живыми коллекциями растений. В отделе покрытосеменных насчитывается около 1400 видов и форм деревьев и кустарников. Богата коллекция кормовых, газонных, лекарственных растений. Здесь можно побывать в сосновом, буковом, пихтово-еловом, дубовых лесах, в ольшанике и осиннике, в разных степях – луговой, разнотравно-злаковой, сухой дерновинно-злаковой, на субальпийском лугу. Ботанический сад – это научный центр охраны генофонда растений, резерват многих растений, птиц, насекомых и других животных, постоянный учебный центр для школьников и студентов.

     Перкальский питомник расположен на северном склоне горы Машук. Здесь выращивается посадочный материал экзотических растений для озеленения курортов Кавказских Минеральных Вод. Организован в 1879 году. Это первый научный центр интродукции древесных растений на Северном Кавказе. Уникальный очаг охраны генофонда растительного мира. Коллекция насчитывает 550 наименований древесно-кустарниковых пород, 350 видов декоративных, лекарственных и полезных растений, из них 120 видов занесены в «Красные книги»: МСОП (2 вида), РСФСР (85 видов). Всего на территории питомника насчитывается 1200 видов растений.

         Перкальская скала – сложена травертиновыми известняками. Это один из участков Машука с сохранившимися от одной из ксеротермических эпох прошлого фрагментами ореоксерофильной флоры. Здесь ютятся (несмотря на сильные разрушения скалы каменоломнями) такие редкие, занесенные в «Красную книгу РСФСР» растения, как Асфоделина крымская, Рябчик кавказский, Ятрышник трехзубчатый, Ирис ненастоящий, Симфиандра повислая.

Лекция 25.  КМВ — особая эколого-охраняемая территория.

     Регион КМВ расположен на широте 44 градуса в самом центре Северного Кавказа почти на одинаковом расстоянии между Черным и Каспийским морями. Он имеет площадь5828 кв. км, из которых 33% приходится на территорию Карачаево-Черкессии, область формирования знаменитых нарзанных источников, 9% - на территорию Кабардино-Балкарии, где находится Тамбуканское озеро с уникальной лечебной грязью, а остальное - это территория Ставропольского края.

     Официальная история КМВ начинается с 24 апреля 1803 года, когда появляется рескрипт Александра I о признании государственного значения КМВ и необходимости их обустройства.

     На курортах КМВ важнейшим фактором является минеральная вода (углекислые, сероводородные, кальциево-натриевые, сульфатно-гидрокарбонатные, радоновые).

     Сегодня известно, что в составе тканей органов и в жидкой среде организма находится 67 различных химических элементов, больше половины всей таблицы Менделеева. В организме имеются также радиоактивные изотопы. Все эти элементы избирательно накапливаются в том или ином органе и для него необходимы. К примеру, в крови обнаружено 17, в печени - 19 различных элементов. Недостаток того или иного химического элемента может привести к заболеванию. Минеральный состав организма постоянно обновляется, а лечебные воды помогают восстановить нормальное количество и соотношение минеральных веществ в органах и тканях.

     Многолетние исследования показали, что при многих заболеваниях сердца, желудка и особенно печени резко нарушается микроэлементный обмен в организме, и задача внутреннего применения лечебных вод - устранить нарушения вводно-солевого баланса.

     Поступившие в организм химические элементы воды принимают участие во многих ферментных реакциях, в образовании гормонов и витаминов. Наличие в воде солей хлористого натрия дает высокий сокогонный эффект в желудке. Наличие же солей кальция в слабо минерализованных водах вызывает противоположное действие. Ионы кальция оказывают противовоспалительное действие. Ионы магния, особенно в сочетании с сульфатным ионом, стимулирует отделение желчи и несколько тормозят желудочную секрецию; кроме того, ионы магния повышают возбудимость нервной системы. Даже малые дозы железа и марганца благотворно влияют на кроветворение, а также стимулируют функцию щитовидной железы.

     Радоновыми водами лечатся артриты, подагра, остеохондроз, радикулиты, неврозы, гастриты, язвенная болезнь, колиты, заболевания кожи (экзема, псориаз, дерматиты).

     Сульфатно-хлоридно-натриевые грязи озера Тамбукан обладают бактерицидными свойствами, высокой теплоемкостью и медленной теплоотдачей, что вызывает глубокое прогревание тканей.

                                                  Правовой режим региона КМВ.

     КМВ - особо охраняемый, эколого-курортный регион РФ (Постановление президента РФ от 6 июля 1992г.)

     В состав КМВ входят города: Георгиевск, Минеральные Воды, Железноводск, Пятигорск, Кисловодск, Лермонтов, а так же районы: Минераловодский, Георгиевский, Предгорный.

     Наиболее важным пунктом положения являются вопросы охраны и рационального использования природных лечебных факторов. Регион образован в целях сохранения и воспроизводства уникальных лечебных факторов - минеральных вод, лечебных грязей, ландшафта, горных выработок пригодных для лечебного использования, воздушного бассейна, древесной и другой растительности, животного мира, памятников природы и культуры.

     На территории КМВ обеспечивается постепенный вывод предприятий, оказывающих вредное влияние на природные лечебные факторы;

        -  производится перепрофилирование промышленных предприятий, не связанных с деятельностью курортов;

        -    внедряются   безотходные   экологически   чистые   и   ресурсно-сберегающие технологии;

        -  обеспечивается постепенный вывод животноводческих хозяйств с территории округа санитарной зоны источников водоснабжения,  в  строгом  соответствии  с нормами природоохранного законодательства РФ.

      На территории КМВ, без согласования в установленном порядке запрещается:

- проведение разведочных работ и добыча полезных ископаемых;

- повреждение и уничтожение деревьев, кустарников, трав;  действия, нарушающие естественное состояние природы;

- строительство новых, расширение и реконструкция действующих промышленных   предприятий   и   других   объектов,   не   связанных   с обслуживанием больных, отдыхающих, с нуждами санитарно-курортного и гражданского строительства,  а так же предприятий,  оказывающих вредное  влияние  на  состояние   окружающей  среды  и  нарушающих установленный курортный режим;

- использование этилированного бензина;

- запрещается сброс неочищенных и не полностью очищенных сточных вод   в   водоемы   и   поглощающие   колодцы,   устройство   свалок   и скотомогильников,   а   также   полигонов   для   захоронения   токсичных веществ.

     На территории КМВ устанавливается следующий режим ведения сельского хозяйства:

- запрещается применение и складирование химических средств защиты растений и других  ядохимикатов,  удобрений,   которые  могут  оказать  вредное  влияние  на естественные природные лечебные факторы, источники водоснабжения и открытые водоемы курортного пользования;

- запрещается распашка земель и прокладка дорог в зонах питания минеральных источников.

     Разрешается   ведение   мониторинга   и   научно-исследовательская деятельность.

 Лекция 26. Влияние деятельности человека на ландшафт КМВ.

     Ландшафт - природный комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, почвы, воды, растительность, животный мир) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему.

     Антропогенный ландшафт - ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью человека настолько, что изменена связь природных компонентов. По степени характера воздействия различают: культурные (поле, луг), акультурные (образованные в результате нерациональной деятельности человека) и деградированные ландшафты, т.е. потерявшие способность выполнять функции воспроизводства здоровой среды.

     Деградация ландшафта - результат необратимых изменений, полностью разрушающих его структуру, выражается в потере ландшафтом способности выполнять ресурсо- и средовоспроизводящие функции. В современных условиях деградация ландшафта чаще всего происходит в результате неконтролируемой деятельности человека, влечет многие неблагоприятные последствия: снижение биологической продуктивности биосферы в целом, уменьшение генофонда растений и животных, нарушение глобальных биогеохимических циклов.

     Следами естественного изменения ландшафта в результате стихийных бедствий в нашем регионе является гора Развалка, расколотая на огромные глыбы.

     До недавнего времени в районе КМВ добывались полезные ископаемые: серые и красные граниты, трахиты, липариты, трахито-липариты, образовавшиеся в результате извержения магмы. В районе Кисловодска по реке Аликоновке имеются обнажения красного и серого гранита.

     В окрестностях Пятигорска, Железноводска и Минеральных вод, на горах Бештау, Бык, Верблюд, Шелудивая, Медовая, Развалка, Змейка имеются выходы других магматических пород: трахитов и трахито-липаритов (бештаунит).

     Трахиты - светлые породы серого, желтого или красноватого цвета. В изломе они шероховаты (слово «трахис» по -гречески означает «шероховатый»), что обусловлено тонкопузырчатой структурой основной массы породы, причем в пустотах нередко наблюдаются мелкие кристаллы вторичных минералов. Встречаются почти зернистые разновидности трахитов, но бывают и пористые как пемза. Из-за такой структуры они легко выветриваются.

     Липариты - представляют магматические породы. Это очень светлые горные породы, нередко белые, с шероховатым неровным изломом. В них вкраплены главным образом полевые шпаты. Кварц встречается реже в виде кристаллов в форме бипирамиды.

До 1986 года разрабатывался на балласт железнодорожных путей карьер горы Змейки и как строительный камень (Шелудивая, Медовая, Змейка)

     В местах излияния источников минеральных вод часто накапливаются травертины. Это пористые известковые породы, образующиеся из осадка углекислых вод. Наиболее мощные (до 70 метров) отложения травертинов находятся на склонах горы Машук, где они слагают гору Горячую и Перкальские скалы. Травертины встречаются на горах Железной, Бештау, Юце и в Кисловодске, возле источников нарзана. Из травертинов построены многие дома в городах КМВ. Обожженный травертин давал лучшую в Ставрополье пятигорскую известь. Теперь их разработка запрещена, чтобы не потревожить пластов, по которым поднимается из глубины минеральные воды, но раны на теле лакколитов в виде карьеров напоминают о давних выработках травертинов.

     В районе Пятигорья в интрузивных породах содержатся радиоактивные элементы, которые добывались и об этом свидетельствуют глазницы шахт. Недалеко от станции Минеральные Воды еще недавно поднималась острая пирамида магматической горы Кинжал. В настоящее время гора разобрана на щебень, остался невысокий бесформенный пьедестал, объявленный памятником природы. Сколько видов растений и животных исчезли вместе с горой?!

     В районе КМВ в течение 35 лет добывали урановые руды (гранатоиды и травертины содержат в себе уран 238 и торий 232) на базе Бештаугорского и Быкогорского месторождений. Теперь работы приостановлены, но в хвостохранилище находится 45622 кюри и в отвалах 3780 кюри твердых слабоактивных отходов.

     В результате добычи полезных ископаемых на территории гор-лакколитов остались следы деятельности человека в виде карьеров, отвалов, рекультивация которых не производилась. Происходит естественное заселение территории растениями и животными, т.е. наблюдается первичная сукцессия.

     Первичной сукцессией называется процесс развития и смены экосистем на не заселенных ранее участках, начинающийся с их колонизации. Карьеры после выработки каменистые, а голый камень мало пригоден для жизни. На изначально голой поверхности идет процесс смены мхов травами и затем лесом. В карьерах на горе Машук растут 10-20 летние деревья, но пока их количество незначительно. Со временем территория карьеров будет мало отличаться от окружающего их леса.

Лекция 27. Памятники природы КМВ.

     По характеру рельефа район КМВ делится на две части: северо-восточную, где на фоне равнины возвышаются горы-лакколиты, и юго-западную с характерными чертами горного ландшафта. В юго-западной части лежит однообразный по рельефу Скалистый хребет, от которого полого спускается к Кисловодску Бермамытское плато с плоскими вершинами гор Большой (2643 м) и Малый (2592 м ) Бермамыт. С этих вершин открывается величественная панорама на Главный Кавказский хребет с самой высокой вершиной Европы - горой Эльбрус (5642 м).

     Посреди степной зоны КМВ высятся 17 исключительно своеобразных гор-лакколитов: Бештау (1399,8 м), Джуца (1198 м), Змейка (994 м), Машук (993 м), Юца (972 м), Развалка (930 м), Золотой Курган (884 м), Верблюд (885 м), Острая (881 м), Железная (859,4 м) Шелудивая (875 м) Лысая (740 м), Медовая (721 м), Кинжал (506 м), Кокуртлы (406 м), Бык (821 м), Кабанка (Тупая) - 772м. Древние вулканические процессы создали эти горы. Сила рвущейся из недр Земли магмы оказалась недостаточной, чтобы выйти наружу, и магма, магматические газы и пары лишь приподняли некоторые участки земной поверхности, образовав куполообразные вершины. Там, где магма нашла выход, она застыла в виде обнаженных скал. Небольшая высота этих гор, наличие пологих гор, склонов, богатая растительность делают их доступными и привлекательными для организации туризма.

      На одной части лакколитов поверхностный покров из осадочных пород сохранился до настоящего времени. Такие лакколиты называются закрытыми (Машук, Юца, Джуца, Золотой Курган). На другой части лакколитов этот покров в значительной части смыт и внутренние изверженные горные породы обнажены. Такие лакколиты называются открытыми (Бештау, Тупая, Острая, Медовая, Шелудивая, Лысая, Железная, Развалка, Бык, Верблюд, Змейка, Кинжал).

      В пределах Пятигорья жесткий фундамент, с покровом осадочных пород, в наиболее сильные фазы горообразования не только поднимался, приобретая наклонное положение, но и раскалывался трещинами. Вверх по трещинам устремлялась магма. Местами, приблизившись к поверхности, она застывала среди трещин, образуя так называемые дайки (горы Кинжал, Медовая, Тупая, Острая).

     Более мощные внедрения магмы расширяли трещины, снимали и перетирали пласты осадочных пород, рассеченных трещинами. По некоторым трещинам магма поднималась неоднократно, и новые порции ее внедрялись в уже застывшие массивы, как бы протыкали их тела, образуя более значительные и более сложные по строению скалистые массивы в виде гор Бештау, Быка, Развалки, Змейки.

     В других местах магма, не сумев пробить вышележащие толщи известняков, глин мергелей, подняла их в виде куполовидных гор (Машук, Лысая).

     Лакколиты называют несостоявшимися вулканами, так как магма поднималась в очень вязком, полузастывшем состоянии, и, даже достигнув поверхности, не могла разлиться по склонам гор.

     Пятигорские лакколиты отличались активным воздействием магмы на осадочные породы значительным расширением трещин в верхних частях, в силу чего внутренние магматические ядра многих лакколитов Пятигорья напоминают собою грушевидные тела, широкие в верхних частях и снижающиеся книзу. При этом расширенные вверху ядра лакколитов часто обрушивались, сминая расположенные ниже осадочные пласты, создавая у подножия большие нагромождения каменных глыб, как это видно на примере горы Развалки.

      Лакколиты, поднявшись в конце третичного периода в виде 17 одиночных гор, вероятно, долго представляли действительные острова, в частности, их окружало Акчагыльское море, в отложениях которого близ озера Тамбукан находят гальку из горных пород, слагающих ядра лакколитов, а на склонах Бештау заметны «котлообразные углубления, образованные ударами волн».

      Выветривание и размыв водой осадочных пород обнажили магматические ядра многих лакколитов, состоящие из светлой кристаллической породы, называемой трахилипаритом, в силу чего многие лакколиты и дайки приняли вид скалистых вершин.

     Зона соприкосновения застывшей магмы с осадочными породами, в которые она внедрялась, подвергалась дроблению. Возникшие здесь трещины послужили путями для вывода воды, двигающейся под напором с юга на север по наклонно залегающим пластам осадочных пород. Проходя этот путь, вода минерализовалась, то есть насыщалась солями. Одновременно минеральная вода местами насыщалась углекислым газом, поднимающимся с глубины.

     Выход минеральной воды у подножья лакколитов способствовал образованию мощной толщи отложений — травертинов (Горячая, Железная, Бык, Лысая, Бештау).

     Уникальным явлением можно назвать «вечную мерзлоту» на горе Развалка. Из расщелин между камнями постоянно движутся струи холодного воздуха с температурой +1˚C или -1˚C. По травянистому склону растительность очень своеобразна. Здесь растут низкорослые березы и рябины, а также манжетка, малина, смородина, большое количество видов мха и ряд других растений, обычно растущих в горах на значительно большей высоте, вплоть до начала субальпийских лугов. Встречаются виды насекомых и других животных, распространенных высоко в горах, например, мелкий грызун - снежная полевка. Глубоко в недрах земной коры образуется большое количество углекислого газа, находящегося под большим давлением. Передвигаясь по подземным трещинам, он расширяется и в результате этого охлаждается.

                 Лекция 28. Гора Машук - памятник природы.

      Значение памятника природы:

     1. Средоохранное значение. Поверхность горы по зонам трещиноватости связана с горизонтами     формирования     лечебных     минеральных     вод,     чем определяется её водоохранное значение. Лес и луга, покрывающие гору, являются   хранителями   чистоты   минеральных   вод   и    ценнейшего генофонда лесостепной зоны Предкавказья, очищают воздух, смягчают и оздоравливают климат курорта.

     2. Курортно-бальнеологическое значение. Благодаря  наличию уникальных целебных минеральных вод и благоприятным ландшафтно-климатическим условиям является территорией, на которой расположен курорт мирового значения.

     3.Научное - как научный объект гора имеет геологическое, гидрогеологическое, палеонтологическое, археологическое, историческое и ботаническое значение.

      Геологическое значение: для дальнейшего изучения внутреннего строения и происхождения магматических гор Пятигорья.

      Гидрогеологическое значение: для изучения формирования минеральных вод, взаимосвязи   их   типов.  

      Палеонтологическое значение  (изучение   ископаемых находок в травертинах): для изучения биоты, существовавшей в период начала    действия    гидроминеральной    системы    после    прохождения вулканических процессов на Пятигорье.

      Археологическое значение: для изучения следов жизни человека в начальный период действия гидроминеральной системы Кавминвод.

     Историческое значение: для изучения жизни человека на Пятигорье в историческое время.

 Ботаническое значение: для инвентаризации и мониторинга уникальной флоры сосудистых растений Кавминвод.

     4.Учебное значение. Провалы горы используются для знакомства студентов и школьников с геологическим строением, элементами гидрогеологической системы формирования минеральных вод.

     5. Культурное - археологические, исторические и культурные памятники в районе горы имеют всероссийское и мировое (Лермонтовские места) значение.

     Уникальные природные условия, богатство памятниками позволяют ставить вопрос об отнесении горы Машук к памятникам мирового значения и внесении в список «Всемирное наследие».

      Перечень    мер,    необходимых    для    сохранения    государственного памятника природы.

      На территории г. Машук запрещается:

 -постоянное и временное проживание граждан;

- строительство зданий, сооружений, прокладка дорог, возведение других объектов;

- горные, буровые, взрывные и другие работы, связанные с повреждением ландшафта;

-  сбор цветов, грибов, ягод, коры деревьев, ценных растений, заготовка сока, нанесение каких-либо повреждений растительности;

- посещение мест обитания животных, особенно в гнездовой период;

-  въезд автомашин (кроме лесной и пожарной охраны и спецмашин по согласованию с органами государственной охраны природы);

- устройство стоянок и бивуаков туристов, разведение костров;

- проход вне маршрутов терренкура;

- применение и складирование ядохимикатов и удобрений;

-  выемка рыхлых и скальных пород, засыпка склонов привезенным грунтом;

- устройство террасовых площадок;

- устройство свалок и скотомогильников, полей фильтрации;

-  отвод и использование земель под сады и огороды, распашка склонов, сенокошение,   пастьба   и   содержание   скота   и   птицы,   устройство скотопрогонов;

- рубки ухода и санитарные рубки;

- посыпание дорог солью;

-    проведение   различных   массовых   мероприятий   (праздник   песни, спортивные и другие);

- функционирование пионерлагерей;

-   продажа,  передача в аренду,  приватизация земельных  или других ресурсов.

         На территории государственного памятника природы допускается:

- устройство ботанических и зоологических микрозаповедников;

-  проведение научно-исследовательской работы, связанной с изучением растительности и животного  мира,  памятников истории,  археологии, культуры;

- рекультивационные и противоэрозионные работы;

- обновление дорожек терренкура для лечащихся;

- пропаганда экологических знаний, устройство экологических троп;

эксплуатация канатной дороги должна быть строго ограничена и связана только с доставкой больных на вершину горы Машук для климатолечения;

-   в   качестве   исключительной   меры   допускается   функционирование курортной зоны в районе озера Провал и санатория имени СМ. Кирова без расширения этих объктов.

Лекция 29. Демография и здоровье населения КМВ.

     В демографическом развитии региона КМВ происходит депопуляция в ее наиболее опасном проявлении. Она происходит под двойным давлением: с одной стороны за счет низких показателей рождаемости (2000 г. - 9,2 родившихся на 1000 населения - кризисная ситуация), а с другой стороны, высоких показателей смертности (2000 г. - 12,2 на 1000 населения). Именно факт однонаправленного воздействия на демографическую динамику и рождаемости и смертности, заставляет оценивать современную демографическую ситуацию как кризисную и очень опасную. За 2000 год нетто-коэффициент воспроизводства населения составил всего 0,6, то есть уровень рождаемости обеспечивает замену поколений лишь на 60%, что свидетельствует о вымирании населения.

        Показатели младенческой смертности позволяет наглядно судить об уровне жизнестойкости человеческой популяции, проживающей на данной территории. Изменение показателей младенческой смертности может быть обусловлено не только биологическими и экологическими факторами, но и не в меньшей степени социально-экономическими причинами. Экологическая обстановка оказывает влияние на здоровье будущей матери и ее ребенка. На территории КМВ этот показатель 15,7 на 1000 населения (в США - 5,1). Причинами младенческой смертности являются: патология беременности, врожденные аномалии дыхательных путей, инфекции и паразитарные болезни. Территории Железноводска, Пятигорска и Минераловодского района попадает под определение критической ситуации.

     Депопуляция — явление долгосрочное и рассчитывать на быстрый выход из нее по мере устранения негативных социально-экономических и экологических факторов необоснованно. Кроме того научно доказанный факт, что большая скученность населения в популяции снижает чисто биологическую способность к воспроизводству потомства. Этот фактор влияет на явление депопуляции особенно городского населения.

     На здоровье оказывают влияние следующие факторы окружающей среды:

     1) состояние атмосферного воздуха; 2) качество и доступ к питьевой воде, наличие канализации; 3) климатические условия; 4) радиационная обстановка; 5) растительный и животный мир.

     Заболеваемость взрослого и детского населения является индикатором динамики экологически неблагополучных процессов. Средний показатель заболеваемости 829,8 человек на 1000 населения (критическая ситуация). Самая высокая заболеваемость в городе Пятигорске (кризисная ситуация). На первое место по заболеваемости вышли болезни органов дыхания, болезни системы кровообращения, травмы и отравления. Второе место занимают болезни мочеполовой системы, болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани, психические расстройства. Увеличилась заболеваемость туберкулезом. Самый высокий уровень онкобольных в городе Лермонтов, хотя уже давно не добываются урановые руды. Ессентуки, Пятигорск и Кисловодск приурочены к глубинным тектоническим разломам. Кроме того, в Пятигорске наблюдаются выходы радона, который зачастую застаивается в подвалах, жилых и рабочих помещениях, создавая опасную концентрацию.

     Как защитить жилища от радона? В таких местах необходимо регулярно проветривать помещения, особенно первые этажи зданий; отказаться от круглосуточного использования кондиционеров; по возможности изолировать провалы и подполы от первых этажей зданий; создать систему принудительной вентиляции; чаще проводить влажную уборку квартир.

     Повсеместно продается этилированный бензин, а газообразные отходы при сжигании такого бензина являются главной причиной загрязнения воздуха в городах-курортах.

     Вторая причина загрязнения воздуха – сжигание промышленных  и бытовых отходов Пятигорским мусоросжигательным заводом.

    Диоксины относятся к наиболее высокотоксичным продуктам, которые образуются при сжигании промышленных отходов, городского мусора и этилированного бензина. Диоксины – весьма устойчивые соединения, поэтому они накапливаются в почве, растениях, животных и организме человека.

     Диоксны – сильные мутагены. Одно из характерных проявлений действия диоксинов считается «заячья губа», оставляющая на лице новорожденного печать на всю жизнь. Круглый год над городами-курортами КМВ витает смог: беспрерывно чадят свалки, поджигают мусор в контейнерах у домов, весной и осенью сжигают листья. Еще больше токсичных и ядовитых соединений уходит в атмосферу при сгорании авто- и авиатоплива и угля. Все это так же отражается на здоровье людей в виде заболеваний дыхательных путей.

    Часто качество воды в местах водопользования не соответствует требованиям по санитарно-химическим и микробиологическим показателям, что является заболеваний органов пищеварения и выделительной системы.

             Лекция 30.  Электромагнитные поля и организм.

       К естественным электромагнитным полям (ЭМП) относится магнитное поле Земли (ГМП). Гипотезы образования ГМП: 1. всякое движущееся тело обладает магнитным моментом; 2. в жидком ядре интенсивное движение, приводящее к самовозбуждению магнитного поля.

      Магнитное поле удерживает электроны и протоны, образуя вокруг Земли радиационный пояс. Изменения в ГМП связаны с солнечной активностью. Минимум - при минимуме солнечной активности. Вспышки порождают мощные корпускулярные потоки, что приводит к возмущению магнитного поля - магнитные бури. В периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние больных, страдающих гипертонией. В годы спокойного солнца меньше инфарктов миокарда, инсультов, от ГМ- активности зависит начало менструаций у женщин, течение родовой деятельности.

     Источники искусственных ЭМП: радиопередающие устройства, электрифицированные транспортные линии, линии электропередач, особенно высоковольтные линии, в которых напряженность составляет десятки тыс. в/м. Поглощается почвой ,на расстоянии до 100 м. - до десятков в/м. Максимальная напряженность в местах провисания проводов. Деревья, постройки обладают экранирующим эффектом. Неблагоприятное воздействие наблюдается при 1000 в/м напряженности на нервную и эндокринную системы, на систему гипофиз- кора надпочечники ( Думанский ). ПДУ: СВЧ- 10 в/м; КВЧ- 4 в/м; УВЧ- 2 в/м.

      Влияние на ЦНС: (опыты на кроликах)

1.  В начале облучения повышается возбудимость, снижается торможение (3-5 дней)

2.  Нарастание коркового торможения: запаздывающие реакции, выпадение условных  рефлексов,   полное   отсутствие   двигательной   деятельности, угасание пищевого рефлекса.

3.  Восстановление функций зависит от напряженности поля (через 3-5 недель после прекращения его воздействия).

     Влияние на репродуктивную функцию: СВЧ-поле (50 мвт /см2) - при хроническом воздействии наблюдается снижение плодовитости (из 50 самок мышей только 23), уменьшение числа циклов за счет их удлинения, резкое уменьшение числа пометов (4 вместо 7), увеличение количества мертворожденных (7%). 10 мвт/см: мелкоплодие, замедление оволосения, прорезания глаз, самостоятельного питания.

     Влияние на сердечно-сосудистую систему и кровь: cнижение частоты сердечных сокращений,  изменение состава крови, уменьшение числа лейкоцитов, изменения в лимфоидной ткани.

     Нарушение обмена веществ: изменение в количественном содержании ДНК и РНК, снижение ДНК в мозге и увеличение в селезенке и печени, что приводит к их увеличению.

Изменяется минеральный обмен, перераспределяются в органах Cu, Zn, Co. Развивается дистрофия, воспалительные процессы.

     Мобильные телефоны могут со временем внести вклад в ухудшение психических функций организма человека и развитие слабоумия. Длительное использование "мобильника" может вызвать такое заболевание, как болезнь Альцгеймера, опухоли мозга. А британский биофизик Роджер Кофилл  категорически заявляет, что сотовые телефоны в настоящее время являются наиболее интенсивными микроволновыми излучателями (не считая микроволновых печей) среди бытовых приборов и прикладывать их к голове, самому чувствительному органу - чистое безумие.

     Все исследователи единодушно говорят, что электромагнитные излучения от сотовых телефонов, конечно же, влияют на ткани мозга. Опыты над мышами, проведенные в Австралии и Финляндии, показали, что у животных нарушалась ориентация и развивались опухоли. К примеру, пребывание подопытных мышей в течение одного часа в день в среде, эквивалентной по излучениям области вокруг активного сотового телефона, приводило к двукратному росту числа раковых заболеваний по сравнению с контрольными особями.

У части пользователей также случаются провалы в памяти, головокружение, головная боль и повышенная утомляемость, может провоцироваться мигрень, заметно ухудшает зрение и слух. Виновато в этих недомоганиях пульсирующее электромагнитное поле. Излучение мобильного телефона способно повреждать клеточную ДНК и, таким образом, запускать процесс канцерогенеза.

      Излучение мобильных телефонов вызывает изменения в красных тельцах в крови человека. Ослабление электрического потенциала кровяных клеток оказывает крайне негативное влияние на ряд ключевых органов, прежде всего почек, работа которых во многом зависит от поляризации кровяных телец.

     Последние данные свидетельствуют о вредном влиянии микроволн на лейкоциты и снижении защитных сил организма.

     Излучение сотового телефона вызывает выброс в мозге стрессорных белков, способных разрушать его клетки.

     Рекомендации по эксплуатации мобильной связи.

     До недавнего времени хорошей защитой от излучения мобильных телефонов считались миниатюрные наушники). Присоединяешь их к трубке — и уже не надо подносить к многострадальной своей голове зловредную антенну. Излучение никуда не делось, но телефон-то во время разговора находится на безопасном расстоянии. Однако, по мнению британских ученых, это не спасает положения и даже, наоборот, усугубляет его: наушники с проводом тоже действуют как антенны, усиливая излучение в три раза.

     Как же все-таки себя обезопасить от возможного риска? Пока средства защиты от излучения не  гарантируют абсолютной  надежности,  можно  воспользоваться  рекомендациями, разработанными специалистами.

     1. Без крайней необходимости не позволяйте пользоваться сотовыми телефонами детям до 16 лет.

     2.Чем дороже телефон, тем больше вероятность, что он причинит меньший вред. При выборе модели телефона предпочтение отдавайте аппаратам с внешними антеннами и хорошей чувствительностью, заявленной в характеристиках. Большая чувствительность приемника не только увеличивает расстояние связи, но и позволяет использовать передатчик меньшей мощности на базовой станции.

     3. Гораздо безопаснее держать включенный телефон возле уха, чем перед глазами. Поэтому не играйте в компьютерные игры на мобильном телефоне, не увлекайтесь длинными сообщениями СМС.

     4. Чем тише вы говорите, тем меньше уровень излучения. Чем дольше разговор, тем большее воздействие оказывает излучение.

     5. Чем дальше вы находитесь от базовой станции, тем больший уровень излучения у вашего телефона. Поэтому, прежде чем звонить кому-нибудь с лесной опушки, подумайте, есть ли в этом нужда.

     6. В условиях неустойчивого приема (например, в метро) мощность аппарата автоматически повышается до максимальной величины. Поэтому в таких местах отключайте телефон или сократите разговор до минимума.

     7. На даче пользуйтесь внешней антенной. Можно — стационарной, круговой направленности (автомобильной), можно — специальной, нужной направленности.

     8.Старайтесь  не  повредить  антенну телефона.  Изменение  ее  геометрических размеров и  формы ухудшит условия приема,     и мощность передатчика будет возрастать.

           Лекция 31. Влияние радиации на организм.

      При ядерных взрывах и катастрофах на АЭС с разрушением реакторов в атмосферу выбрасывается большое количество свежих продуктов деления урана в виде мелкодисперсных частиц, которые в последующем медленно осаждаются на земную поверхность. В результате катастрофы на Чернобыльской АЭС большие территории были загрязнены радиоактивным цезием. После попадания на земную поверхность радиоактивный цезий задерживается на растениях и в верхнем  3 - сантиметровом слое почвы с дальнейшим медленным перераспределением. Попавший в водоем радиоактивный цезий разбавляется, рассеивается, аккумулируется и откладывается на дно (до 97%). Данные отложения могут быть причиной вторичного загрязнения воды. Гидробионты озер могут накаливать нуклиды в больших количествах в отличие от обитателей рек с проточной водой. Наиболее интенсивно накапливается цезий в мышечной ткани рыб. К животным радиоактивный цезий в основном в основном поступает с кормом. Главным источником поступления радиоактивного цезия в организм человека является пища растительного и животного: молоко, молочные и хлебобулочные изделия, мясо, овощи, яйца. На пищевой путь поступления приходится основная часть нуклида. Через дыхательные пути всасывается лишь 0,25% величин, введенных с пищевым рационом. Поступивший с пищей цезий всасывается почти полностью. Значительная часть цезия секретируется в кишечник, затем вновь реадсорбируется. Около 80% всосавшегося радиоактивного цезия депонируется в мышечной ткани, 8% - в костной ткани, остальная часть относительно равномерно распределяется в других органах. Выводится нуклид из организма человека с мочой (до 90%) и калом (до 10%). Период выведения колеблется от 50 до 200 суток и более.

     При введении цезия - 137 в больших количествах у крыс развивается картина острой лучевой болезни с явлениями геморрагического колита и аплазии костного мозга, частными воспалительными процессами в легких и выпадениями и выпадением шерсти. Резко сокращается продолжительность жизни. В отдаленные сроки после воздействия нуклида в небольших дозах у крыс длительно сохраняется лейкопения и довольно часто возникают опухоли кроветворной ткани, молочных желез, легких, почек, надпочечников. Общетоксическое действие цезия проявляется в падении массы тела, функциональных нарушениях нервной и сердечно-сосудистой системы, развитие трофических расстройств. При значительном облучении цезием -137 у людей наблюдается лучевая болезнь тяжелой, средней и легкой степени поражения, аплазии костного мозга и инфекционные осложнения.

      После Чернобыльской аварии на АЭС наряду с цезием потенциальную опасность представляет загрязнение почвы и продуктов сельского хозяйства радиоактивным стронцием. Стронций, выпавший из атмосферы  на  водную  поверхность,   сначала  содержится  в  верхних горизонтах воды, затем медленно опускается вниз. Донные отложения обладают огромной сорбционной способностью в отношении нуклидов, что содействует значительному отложению и накоплению в этих местах, а не в биомассе, обитающей в илах. Особенно сильно накапливается стронций у кальцефилов - бобовых растений. В организм животных радиоактивный стронций попадает преимущественно с кормом. Основная часть всосавшегося нуклида накапливается в скелете. У молодых животных концентрация стронция выше, чем у взрослых и старых. Из паренхиматозных органов наибольшая концентрация нуклида отмечается в печени, почках, легких, минимальная - в мышцах и особенно в сале.

     Радиоактивный стронций относится к наиболее опасным и высокотоксичным радионуклидам. Чем дольше стронций находится в организме, тем доза его повышается больше. Основную опасность радиоактивного стронция связывают с длительным облучением костного мозга и костной ткани, что может вызывать развитие лейкозов, пластических анемией и остеосаркомы. Введение стронция экспериментальным животным приводит к развитию тяжелой лучевой болезни, тромбоцитопении. Морфологически обнаруживают обильное кровоизлияние в коньюктиву век, подкожную клетчатку, лимфатические узлы, слизистую оболочку кишечника, желудка, легкие и серозные оболочки, терминальную септицемию: воспалительные очаги в легких, кишечнике, коже и подкожной клетчатке. Также наблюдается появление лейкозов, злокачественных опухолей в эндокринных органах и молочных железах.

     Жертвы гибельного воздействия радона были известны еще в средние века, за четыре столетия до его открытия. В поселках рудокопов в горах Южной Германии мужчины часто умирали от загадочной болезни — «горняцкой чахотки». В забоях при отсутствии вентиляции горняки испытывали одышку, теряли сознание и умирали. Считалось, что людей губят потревоженные горные духи. В 1937 г. врач Людвиг Телеки установил, что эта загадочная болезнь - один из видов рака легких, характерный для тех рудников Германии, где высока концентрация радона.

     Радон - газ, не имеющий вкуса и запаха, один из наиболее весомых естественных источников радиации.

     Радон-222 представляет собой продукт радиоактивного превращения урана, тория, радия. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но концентрации его в разных точках земного шара различны. Известны регионы в Бразилии, Индии и Ираке с высоким уровнем земной радиации радона.

     В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем в 8 раз выше, чем в атмосферном воздухе вне помещений. Главный источник радона в закрытых помещениях - грунт. Особенности грунта, тип строительных материалов и конструкций существенно влияют на концентрацию радона в помещении. Сейчас считают, что радон вызывает у человека одышку, сердцебиение, мигрень, бессонницу, состояние тревоги. В некоторых случаях развиваются злокачественные заболевания легких, кроветворных органов.

     Учеными были изучены последствия радиоактивного облучения. Через 25-30 минут после облучения можно увидеть слипание или разрыв хромосом, распад их на большие куски и отдельные гранулы. Наблюдается и искажение веретена деления, что нарушает расхождение хромосом. Эти явления происходят не только при облучении во время деления клетки или в первое деление после облучения, но и в нескольких последующих митозах, до тех пор, пока клетка, вернее ее потомство, не нормализуется, или пока потомки облученных клеток не погибнут. Хромосомные перестройки, а также нарушения в расхождении хромосом в дочерних ядрах ведет к тому, что дочерние клетки получают неполноценный измененный хромосомный набор. Обнаружено изменение физических свойств ДНК - сразу после облучения уменьшалась ее вязкость. Одновременно с нарушениями под влиянием облучения в ядре и цитоплазме увеличивается активность ферментов, расщепляющих молекулы ДНК и белка. Действие их может привести к необратимому разрушению ДНК, разрыву хромосом и гибели клетки.

     Исследование показали, что в потомстве облученных родителей наблюдаются наследственные изменения - мутации. Мутацией называется процесс скачкообразного изменения гена. Вредные доминантные мутации проявляются в первом поколении и ведут к гибели организма.

     В Юго-Восточной Африке находятся самые крупные месторождения урановых руд. Большинство стоянок первобытного человека и территории обитания современных человекообразных обезьян расположены там же. Кроме того, юго-восточная зона Африканского материка отличается повышенной вулканической, сейсмической и тектонической деятельности. Концентрация урановых руд, естественно, означает повышенную радиацию в области расположения месторождений. Очевидно, высокая радиоактивность этой зоны могла повлиять на наследственные свойства обитавших там млекопитающих , в том числе на предков человека. Повышенный фон радиации вызвал у обитавших там гоминидов крупные мутации, в результате которых появились прямоходящие предки человека. Это предвидение блестяще подтвердилось обнаружением естественного ядерного реактора в Африканском урановом месторождении Окло.

     Проблемы радиации на КМВ. За последние десятилетие Пятигорск все больше приобретает славу радиоактивного курорта. Еще в 1938 г. доцент В.А.Азлецкий в своей книге «Радиоактивные источники Пятигорска» писал: «Это открывает пред Пятигорском огромные и заманчивые перспективы развития здесь мощного радиоактивного курорта, подобных которому насчитываются лишь единицы на всем земном шаре». В настоящее время на КМВ открыты новые месторождения радоновых вод с высокой концентрацией и достаточным дебитом.

     В небольших дозах радоновые источники используются в лечебных целях, но повышенный уровень радиации имеет отрицательные последствия для населения КМВ. Тревогу вызывает тот факт, что рождение практически здорового ребенка, становится крайне редким. Все чаще у новорожденных выявляется патологические развития разной степени. По сообщению телевидения за 1993 г. у семи младенцев, рожденных практически здоровыми женщинами, обнаружены патологии развития, несовместимости с жизнью. Несомненно, что в этом плачевном факте не последнее место занимает радиация, как мощный фактор. Не случайно уровень раковых заболеваний на КМВ выше, чем в других районах Ставропольского края. Здесь сказываются канцерогенные свойства нуклидов радона.

     Уровень естественного гамма-фона в обследованных городах (исключая Железноводск и Лермонтов) не превышает 20 мкР/ч. В городах Железноводске и Лермонтове он составляет в среднем 25 - 30 мкР/ч. За счет расположения отдельных городов КМВ на склонах или в зоне влияния высокорадиоактивных гор-лакколитов (г. Пятигорск, Железноводск, Лермонтов, Минеральные Воды) уровень их естественного гамма-фона на отдельных участках может достигать 30 - 40 мкР/ч, а в отдельных случаях (г. Железноводск) и критических значений - 60 мкР/ч

     Основными источниками радиоактивных загрязнений на КМВ являются: 1) деятельность Лермонтовского ПО "Алмаз"; 2)строительные материалы (камень, щебень, песок) карьеров с содержанием радионуклидов; 3) выход на поверхность травертинов и их выветривание с содержанием радионуклидов уран-ториевого ряда.  

     В районе КМВ в течение 35 лет добывали урановые руды на Базе Бештаугорского и Быкогорского месторождений. Теперь работы приостановлены, но в хвостохранилище находится 45622 кюри и в отвалах 3780 кюри твердых слабоактивных отходов. Проект на его рекультивацию не прошел экологическую экспертизу. Эмпирически показано, что для центральной части КМВ уровню гамма-фона в 20 мкР/ч соответствует концентрация радона в почвенном воздухе порядка 50 кБк/куб. м, который требует при строительстве зданий обязательного применения защитных противорадоновых мер, чего ранее фактически не соблюдалось. Не прошла бесследно и многолетняя разработка карьеров горы Змейка и Кинжал. Используемый в них щебень в коммунальном и дорожном строительстве повысил естественный фон в крае, особенно в местах использования.

Лекция 32. Влияние тяжелых металлов на организм.

      Тяжелые металлы - это металлы с большим атомным весом (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, ванадий, кадмий и др.), которые при антропогенном рассеивании загрязняют окружающую среду, оказывая токсическое воздействие на живые организмы и природные экосистемы. Основными источниками их служат: металлургические предприятия, сжигание угля, нефти и различных отходов, производство стекла, удобрений, цемента, автотранспорт.

Токсическое действие тяжелых металлов:

Лекция 33.  Канцерогены в окружающей среде.

     От латинского «канцер» - рак и греческого - порождение. Канцероген - это вещество или излучение, способствующее возникновению злокачественных опухолей; большинство канцерогенов имеет антропогенное происхождение. Поступают через пищеварительную, дыхательную системы и кожу.

     Теорией происхождения онкологических заболеваний несколько. Но на втором конгрессе по проблемам происхождения рака, состоявшимся в 1999 году в США, детально рассматривалась генетика дрожжевых грибков. В 1961 году в Англии на птицефермах стали дохнуть индейки. Вскрытие птиц показало, что причиной гибели стал корм, приготовленный из земляных орехов, привезенных из Уганды. Земляные орехи были поражены плесневым грибом Aspergillus flavus,  распространенным по всему миру и содержащимся в воздухе, почве, воде, запасах продовольствия. У птиц, получавших корм с наличием аспергилла, развивалось поражение печени и наступила быстрая гибель. В ходе экспериментов выяснилось, что этот же гриб вызывает рак у многих животных и даже у рыб. Из гриба было получено действующее начало - афлотоксин, являющийся сильным канцерогеном, который может вызывать гепатому (рак печени) и у человека.

     Африканское племя банту умышленно заражает пшеницу грибковой плесенью, чтобы придать хлебу своеобразный вкус.

     Американские ученые, проводившие несколько лет исследования жителей этого племени, выяснили, что среди аборигенов довольно часто встречаются больные гепатомой. Для сравнения можно привести данные статистики: в США на 100 тыс. человек гепатомная болезнь встречается 1,7, а среди банту -   в 14 случаях. Медики предположили, что большая заболеваемость первичным раком печени у населения Африки связано с употреблением ими в пищу арахиса, хлопковых семян, кукурузы и других зерновых культур, хранящихся при повышенной   влажности и потому зараженных грибом аспергиллом.

Впервые гриб аспергилл, выделенный из пневматического очага больного раком, был описан в 1856 году. Проведенные позже исследования показали, что клетки злокачественных опухолей имеют морфологическое сходство с грибницей и спорами плесневых грибов.

     Люди с доисторических времен используют процессы, происходящие в пищевых продуктах под действием грибковой плесени, в изготовлении кваса, пива, вина и уксуса, дрожжевого хлеба, продуктов кисломолочного брожения и т.д. Сегодня многие грибки специально культивируются для самого разнообразного использования. Плесени аспергиллус и цитромицесс сбраживают сахар в лимонную кислоту, широко применяющуюся в пищевой, медицинской и даже легкой промышленности. А сравнительно недавно были созданы термофильные дрожжи, без которых современная пищевая промышленность уже не обходится. При размножении дрожжей формируются аскоспоры, которые, попадая в организм, разрушают клеточные мембраны и способствуют онкологическим заболеваниям.

     Профессор Э. Вольф в течение 37 месяцев культивировал клетки опухоли кишечника в пробирке с раствором, в котором находился экстракт ферментирующего дрожжевого гриба. Оказалось, что в этих условиях размеры раковой опухоли утраиваются в течение одной недели, но, как только из раствора удалялись дрожжи, опухоль погибала. Ученый сделал вывод, что в экстракте дрожжей содержится вещество, определяющее рост раковых клеток.

     "Открытие микотоксинов (токсинов плесневых грибов) и других им родственных веществ, - пишет исследователь Б. Глемзер, - может оказаться одним из важных ключей к загадке рака". Глемзер полагает, что причина рака кроется в изменении генома (совокупность генов, содержащихся в наборе хромосом) клетки в присутствии генома гриба. После внедрения в клетку микотоксин нарушает нормальное деление клеток и возникает нерегулированное размножение с образованием опухоли. По последним данным и российских, и американских исследований ученые установили, что в формировании опухоли принимает участие бактерии, паразиты и грибки.

     Сейчас известно более 1500 штаммов плесневых грибов, тенденция к увеличению которых явно прослеживается   из-за изменения экологической обстановки. Свыше 300 токсичных соединений, вырабатываемых плесенью, является причиной самых разнообразных заболеваний человека.

      Избавив себя от продуктов, в приготовлении которых используется плесень, мы намного облегчим себе жизнь. К таким продуктам относятся:

      1 .Кисломолочные продукты: кефир, сыры ("Русский камамбер" и «Рокфор"), простокваша, кумыс, йогурт, творог, масло,  сметана и др.

      2. Все алкогольные напитки, а также квас и японский чайный гриб .

      3.  Квашеная капуста, соленья, маринады.

      4.  Консервированные изделия из слив, инжира, винограда (их кожура покрыта плесневыми грибками).

      5.  Хлебобулочные изделия, выпекаемые на дрожжах.

     Очень осторожно нужно относиться с полихлорвиниловой упаковкой. На бутылке должна быть маркировка. Не опасная посуда имеет маркировку: 1, 2, 4, 5. Опасно использовать посуду под пищевые продукты (например, растительное масло) с маркировкой 3 (рус), 6 (0), 7 (0).

     Нитрозосоединения могут образовываться в организме человека и животных из сравнительно безвредных и неканцерогенных нитритов и нитратов. Большие количества нитрозосоединений есть в копченостях и мясных продуктах, в которые добавляют селитру, например; в ветчину для сохранения розового цвета. Пиво так же содержит нитрозамины, которые образуются в процессе приготовления солода.

     Важно, чтобы продукты не содержали больших количеств нитратов. А для этого необходимо тщательно следить за правильным внесением в почву азотных минеральных удобрений. Избыточное применение навоза так же приводит к накоплению нитратов.

     Вещество метилхолантрен, используемое для подкрашивания масла, является канцерогеном (импортное масло).

     Меламиновая турецкая посуда (белоснежные тарелки с ярким рисунком на дне) содержит канцероген формальдегид, вызывающий раздражение гортани, рак горла.

     В этом плане опасны "прожаренные" жиры и прогорклое масло.

     В 1999г. разгорелся европейский скандал по поводу бельгийских куриных ножек, зараженных диоксинами, которые разрушают иммунную систему, вызывают нарушения репродукции, уродства и онкологические заболевания. Источником диоксинов являются в большей степени мусоросжигательные заводы, гербициды, пестициды. Из-за бедности страны мы не можем покупать импортные корма для птицы, которые в избытке содержат диоксины.

     Для длительного хранения продуктов используются пищевые добавки. Вызывают злокачественные опухоли добавки, имеющие маркировку: Е 103, Е 105, Е 121, Е 123, Е 125, Е 126, Е 130, Е 131, Е 142, Е 152, Е 210, Е 211, Е 213-217, Е 240, Е 330, Е 447.

     Еще в 18 веке было доказано, что рак кожи, встречающийся у трубочистов, возникает из-за того, что они с детства, еще с периода ученичества, соприкасались с сажей и смолой. Однако только полтора века спустя японским ученым удалось подтвердить это экспериментально - воспроизвести рак кожи у кроликов регулярным смазыванием их ушей каменноугольной смолой.

     Известен так же "рак виноделов", которые использовали мышьяк в борьбе с виноградной тлей филоксерой.

     Избыточное ультрафиолетовое излучение так же является причиной рака кожи. Резко увеличивается процент больных меланомой в связи с увеличением озоновой дыры.

     Курение и загрязнение воздуха обладают сильным синергическим эффектом. Заболевание раком легких среди тех, кто работает с асбестом, так же преобладает у курильщиков.

Этот синергический эффект объясняется подавлением у курильщиков работы крохотных ресничек у клеток, выстилающих проходы в легких и в норме удаляющих из них чужеродные частицы. Следовательно, в организме курильщиков эти частицы, несущие и другие загрязнители, остаются гораздо дольше, чем у некурящих. В табачном дыме содержится канцероген бенз(а)пирен.

Лекция 34. Влияние погодных фактов на здоровье человека.

      Организм человека приспособлен к определенной интенсивности и длительности воздействия природных факторов, которые в норме создают комфортную среду. Избыток и недостаток тех или иных воздействий приводят к развитию болезненных состояний, что подтверждает относительный характер адаптации человека.

     Тепло, влажность, свет образуют разнообразные сочетания, влияя на состояние атмосферы: движение воздушных масс, атмосферное давление, электрические явления, т.е. на климат, который воздействует на живой организм через погодные факторы.

     Комфортной, наиболее благоприятной для организма человека является относительная влажность 40-60% при температуре воздуха 18-20˚ C. Чистый свежий воздух содержит достаточное количество кислорода и способствует бодрому, активному настроению, высокой работоспособности. Нужно помнить, что на организм влияет как погода в целом, так и ее отдельные компоненты. Колебания барометрического давления снижает насыщение крови кислородом и механически раздражает нервные окончания.

     Ветер вызывает перевозбуждение нервной системы, раздражая рецепторы кожи. У больных людей трудно останавливается кровотечение. В Швейцарии и в Южной Германии врачи откладывают операции, когда с Альп задувает теплый и сухой южный "фен". Установлено, что резкая перемена погоды меняет соотношение ионов в воздухе - молекул, обладающих определенным электрическим зарядом. Отрицательные ионы положительно влияют на здоровье, а положительные — негативно. Когда мы дышим воздухом, напоенным отрицательными ионами, например возле быстро текущей воды, то находим воздух возбуждающим и освежающим. А когда дышать приходиться воздухом, где преобладают положительные ионы, что характерно для наших тесных помещений с обилием всякого рода электромагнитных приборов, то возникает состояние заторможенности, сонливости, головной боли.

     Погодные метеорологические колебания для здорового организма, как правило, не опасны. Они как бы тренируют его, закаляют. Тем не менее у людей, которые не чувствуют погоду, реакции на нее все же появляются хотя и не осознаются. Так, при резком изменении погоды водителям транспорта приходится труднее концентрировать внимание. Может возрастать число несчастных случаев. В результате болезней (гриппа, ангины, воспаления легких, заболеваний суставов) или переутомления сопротивляемость и резервы организма снижаются. Именно по этому метеочувствительность отмечается у 35-70% больных разными заболеваниями. Так, погоду чувствует каждый второй больной с болезнями сердечнососудистой системы. Природная среда ритмично изменяется, организм человека, как и иных живых существ, реагирует на подобные изменения.

     Сейчас установлено, что важным фактором, ответственным за возникновение рака кожи, является ультрафиолетовый свет. Ведущую роль в возникновении катаракты (помутнения хрусталика глаза) так же принадлежит фотохимическим реакциям. Люди, занимающиеся альпинизмом, сталкиваются с такой серьезной проблемой, как солнечные ожоги кожи и глаз, из-за увеличения интенсивности фиолетового излучения. Больные псориазом знают, что заболевание обостряется зимой, тогда, как летом псориатические бляшки либо совсем исчезают, либо уменьшаются в размерах. Причина заключается в лечебном действии ультрафиолетовых лучей, которых летом в спектре солнечного света значительно больше, чем зимой. Недостаток ультрафиолетового света может привести к D-авитоминозу.

      Важная регуляторная роль принадлежит так же и видимому свету. Известно, что в пасмурные осенние дни у многих людей возникает синдром "осенней грусти", сопровождающейся психической депрессией и даже приводящий иногда к самоубийствам. Экспериментально доказано, что подобную депрессию можно снять если человека помещать на несколько часов в течение ряда дней подряд в ярко освещенную комнату. Установлено, что красный свет ускоряет заживление ран.

     Иммуносупрессия (подавление иммунитета) инициируется ультрафиолетовым светом в эпидермисе, а проявляется на уровне всего организма и может приводить как к отрицательным, так и к положительным последствиям. С одной стороны, подавление иммунной системы благоприятствует возникновению и развитию злокачественных новообразований. С другой стороны, есть заболевание (псориаз, артриты) с выраженной аутоиммунной компонентой, когда возникает воспалительная реакция на собственные антигены организма. В этих случаях ультрафиолетовый свет используется как эффективное терапевтическое средство, подавляющее аутоиммунные реакции.

     Роговой слой обладает способностью значительно поглощать  ультрафиолетовый свет из-за высокого содержания в нем белков и нуклеиновых кислот и выполняет функцию светофильтра.

     Под действием ультрафиолетового света в эпидермисе происходит фотохимическое разрушение витамина Е, который является природным антиоксидантом, защищающим клетки от процессов пероксидного окисления ненасыщенных липидов.

     Новаторство действия ультрафиолетового излучения заключается в том, что в момент получения опасной дозы человек ничего не чувствует. Дело в том, что специализированные рецепторы ультрафиолетового излучения в коже отсутствуют.

     Помимо эритемы (покраснения кожи) УФ вызывает гиперпигментацию кожи — загар. Загар является замедленным процессом и начинает развиваться в коже через 2-3 суток после облучения, достигает максимума на 13-21 день и затем угасает по истечению нескольких месяцев. УФ запускает сложную цепь реакций биосинтеза меланина в специализированных клетках- меланоцитах.

     Появление меланина в коже является важной защитной реакцией организма. Известны три защитных механизма меланина:

1. Меланин — оптический экран, поглощающий УФ;

2. Меланин - перехватчик свободных радикалов, образующихся при облучении УФ. Таким образом, обрывает цепные реакции окисления.

3. Меланин связывает Fе2+, разрушающих пероксиды с образованием свободных радикалов.

     Попав на пляж весной, нельзя забывать, что кожа за зиму утратила меланиновую защиту. В первые дни следует загорать недолго, так, чтобы эритема еще не возникла, а образование пигмента уже инициировалось. У людей, хронически подвергающихся действию солнечного света, происходит преждевременное старение кожи, появляются морщины — на шее, руках, груди. Канцерогенным является УФ-В - излучение (УФ-А и УФ-С не опасны).

     Синий цвет используется в родильных домах для лечения желтухи новорожденных, развивающаяся при накоплении билирубина, образующегося из гемоглобина. У новорожденных билирубина содержится 20 мг % (у взрослых 1 мг %).  Из-за недостатка фермента, превращающего билирубин крови в водорастворимый коньюгат глюкуроновой кислоты, накапливается в клетках мозга.   Следствие этого -  необратимые процессы в ЦНС, что приводит к неполноценности. При освещении синим светом у новорожденных в крови билирубин изомеризуется и становится нетоксичным.

Список литературы:

1. Веденин А.С. Экологическое право. М.: Просвещение, 1996.

2. Вронский В.А. Прикладная экология. Р-на-Д.: Феникс, 1996.

3. Красная книга Ставропольского края. Ставрополь, 2002.

4. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: АО МДС, 1996.

5. Одум Ю. Экология: в 2 т. М.: Мир, 1992.

6. Экология Ставропольского края. 9-11. Ставрополь, 2000.

7. Экологическая альтернатива. М.: Мир, 1999.

                                                        Содержание:

Тема «Введение»

Лекция 1. Законы и принципы экологии  ……………………………………………..   с 3 - 4

Лекция 2.  Методы исследования в экологии …………………………………………. с 4 - 6

Тема «Антропогенное влияние на окружающую среду»

Лекция 3. Экологические проблемы России…………………………………………... с 6 - 7

Лекция 4. Экологические проблемы Ставропольского края…………………………   с 7 - 9

Лекция 5. Глобальные проблемы атмосферы …………………………………………  с 9 - 12

Лекция 6. Экологические проблемы малых рек на примере реки Подкумок  ……... с 12 - 14

Лекция 7. Эвтрофикация водоемов. Контроль качества водных ресурсов ………… с 14 - 15

Лекция 8. Самоочищение природных и сточных вод. Биологическая очистка

                 сточных вод…………………………………………………………………...с 15 - 17

Лекция 9. Шкала сапробности. Живые индикаторы загрязненности среды………...с 17 - 18

Лекция 10. Эрозия почв. Наступление пустыни………………………………………с 18 - 20

Лекция 11. Экологические  проблемы автотранспорта………………………………с 20 - 22

Лекция 12. Решение экологических проблем в промышленности …………………. с 22 - 23

Лекция 13. Экологические аспекты  мелиорации …………………………………… с 23 - 24

Лекция 14. Применение минеральных удобрений и охрана окружающей среды … с 25 - 27

Лекция 15. Влияние пестицидов на окружающую среду …………………………… с 27 - 28

Лекция 16. Экологизация сельского хозяйства  ………………………………………с 29 - 30

Лекция 17. Энергетика и окружающая среда………………………………………… с 30 - 31

Лекция 18.  Генная инженерия и экология…………………………………………… с 31 - 32

Лекция 19. Экология города…………………………………………………………… с 32 - 34

Тема «Охрана природы»

Лекция 20. Исторический обзор охраны природы…………………………………… с 34 - 35

Лекция 21. Природоохранное законодательство…………………………………….   с 35 - 37

Лекция 22. Международное сотрудничество по охране природы………………….   с 37 - 38

Лекция 23. Охрана редких и исчезающих видов…………………………………….   с 38 - 39 

Лекция 24. Особо охраняемые природные территории……………………………..   с 40 - 42

Тема «Экология  региона КМВ»

Лекция 25.  КМВ — особая эколого-охраняемая территория……………………….  с 42 - 44

Лекция 26. Влияние деятельности человека на ландшафт КМВ……………………. с 44 - 45

Лекция 27. Памятники природы КМВ………………………………………………… с 45 - 47

Лекция 28. Гора Машук - памятник природы………………………………………… с 47 - 48

Лекция 29. Демография и здоровье населения КМВ …………………………………с 49 - 51

Тема « Влияние факторов окружающей среды на здоровье человека»

Лекция 30.  Электромагнитные поля и организм…………………………………….. с 51 - 53

Лекция 31. Влияние радиации на организм……………………………………………с 53 - 57

Лекция 32. Влияние тяжелых металлов на организм …………………………………с 57 - 58

Лекция 33.  Канцерогены в окружающей среде ………………………………………с 58 - 61

Лекция 34. Влияние погодных фактов на здоровье человека………………………   с 61 - 63