CC BY
92
9. Ильин Ф.Е. Возрастная анатомия, физиология и гигиена: учеб. пособие.
- СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2015. - 132 с.
10. Лысова Н.Ф., Айзман Р.И. Возрастная анатомия и физиология: учеб. пособие. - М.: ИНФРА-М, 2014. - 352 с.
11. Сапин М.Р., Брыкина З.Г. Анатомия и физиология детей и подростков.
- М.: Академия, 2000. - 456 с.
В. С. Смирнова Экологические проблемы современности
Успехи научно-технической революции, бурный рост промышленности и развитие экономики, которыми ознаменовалась вторая половина ХХ в., лишь на короткий период были восприняты с оптимизмом как свидетельство торжества человеческого разума, как предпосылка к будущему благоденствию на основе «покорения» природы. Очень скоро ясно обозначилась угроза надвигающегося экологического кризиса. Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов, неконтролируемый рост народонаселения в некоторых регионах обозначились серьезными проблемами.
Глубокое понимание этих проблем может быть сформировано в обществе и государстве на основании научных достижений в области естественных наук, совершенствования методов исследования, анализа результатов изучения природных объектов, процессов и явлений в аграрном и промышленном производстве. В число естественных наук в ХХ в. экология вошла как самостоятельная наука о взаимоотношениях организмов между собой, а также между организмами и средой обитания. Экология раскрывает конкретные взаимоотношения между популяциями разных видов в природе, между организмами и окружающей средой. Среда обитания представляет собой сложный комплекс разных элементов, так называемые экологические факторы, которые взаимодействуют с организмами. Изменение среды обитания под воздействием антропогенного фактора может оказывать серьезное влияние на биологические объекты [1].
Антропогенное воздействие - это непосредственное воздействие человека на организмы или воздействие через изменение им среды обитания. Человек стал оказывать влияние на природу с тех пор, как перешел к охоте и земледелию. С середины XIX в. начала интенсивно развиваться промышленность, что привело к загрязнению окружающей среды. К концу XX в. влияние человеческой деятельности на атмосферу, гидросферу и литосферу прогрессировало с развитием различных производств, освоением новых технологий и интенсификацией сельского хозяйства. В атмосферу ежегодно поступает более 200 млн т оксида и диоксида углерода, 150 млн т
сернистого газа, более 50 млн т оксидов азота, примерно такое же количество углеводородов. Кроме того, поступают тяжелые металлы, вредные органические соединения, мелкодисперсные частицы, пыль. Это приводит к ухудшению здоровья горожан и всего населения, условий содержания животных и произрастания растений.
Максимальные разовые концентрации таких загрязнителей воздуха, как пыль, оксид углерода, диоксид азота, аммиак, сероводород, фенол, фторид водорода, превышают соответствующие ПДК более, чем в 75 % городах. Большое число людей испытывают воздействие различных вредных веществ, во много раз превышающих ПДК.
На загрязнение водного бассейна большое влияние оказывает выпадение кислотных соединений. Сернокислотные и азотные осадки охватили значительные территории РФ. Одним из главных свойств воды как компонента эколого-географической среды является ее незаменимость. Однако около 50 % населения России используют для питья воду, не соответствующую санитарно-гигиеническим требованиям по различным показателям качества.
Вклад экологического фактора в состояние здоровья составляет не менее 25-30 %, а по таким заболеваниям, как онкологические и аллергические, - в несколько раз больше. Канцерогенные вещества вызывают онкологические заболевания; аллергенные - реакцию организма в виде удушья, зуда, насморка; мутагенные - мутации, а именно резкие наследственные изменения.
Загрязнение окружающей среды распространено повсеместно, особенно около и в мегаполисах. «Поставщиками» загрязняющих веществ является транспорт и нефтепродукты. Загрязнение происходит как атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, так и почвенного покрова. Это приводит к ухудшению здоровья горожан и условий произрастания растений. При загрязнении почвы происходят глубокие и часто необратимые изменения морфологических, физических, физико-химических свойств, а иногда существенная перестройка всего почвенного профиля. Это приводит к ухудшению ее плодородия, что сказывается на снижении темпов роста и развития растений, особенно на начальных этапах, задерживается формирование генеративных органов, ухудшаются их декоративные свойства, сроки созревания, урожайность и качество продукции. У многолетних растений существенно сокращается продолжительность жизни.
В конце прошлого столетия стало популярным понятие «экологически чистая продукция». В это понятие свидетельствует [5] об отсутствие в продукции вредных для организма веществ: остаточных количеств ядохимикатов, излишков нитратов и нитритов, солей тяжелых металлов и радионуклидов. В то же время надо понимать,
что нельзя назвать экологически чистой продукцию, выращенную вблизи железных или шоссейных дорог, промышленных объектов с вредными выбросами, электростанций на каменном угле, на территориях выпадения радиоактивных осадков, высоковольтных линий и в других экологически опасных условиях. Не могут претендовать на экологическую чистоту и овощи, полученные на фоне внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений, при недостатке в почве микроэлементов. В создавшихся экологических условиях можно обеспечивать только получение продукции, качеством отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям.
Для получения растениеводческой и животноводческой продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям, нужно строго контролировать содержание вредных веществ и химических соединений в окружающей среде. Кроме того, необходимо знать их предельно допустимые концентрации в производимой продукции. Это требует знания способов регулирования содержания различных веществ, а также внедрения безотходных технологий производства.
Экологизация производственной деятельности человека, охрана природных жизнеобеспечивающих систем, комплекс мер по предотвращению их загрязнения, поддержанию и восстановлению целостности необходима для достижения экологической устойчивости и сохранения природно-ресурсного потенциала.
В результате промышленных выбросов и изменения внешних условий может проявляться локальное подкисление почвы. Это, в свою очередь, увеличивает подвижность суперэкооксидантов (тяжелых металлов, радионуклидов, стойких органических веществ). В результате снижается доступность элементов питания для растений.
Эти факты свидетельствуют об усилении истощительного земледелия при снижении вклада в производство с присущим ему существенным сокращением охранных мероприятий и рационального использования земель. Снижение общего уровня культуры земледелия, слабой государственной поддержки сельскохозяйственного производства влечет углубление деградации почвенного покрова, что является реальной угрозой для настоящего и будущего поколений.
Непременным условием оптимизации агропромышленного производства является использование системно-экологического подхода к разработке научно-прикладных направлений [7], т. е. разностороннее научное обеспечение и непрерывное функционирование научно-технических достижений от их источников до товаропроизводителя с обеспечением экологизации и оптимизации аграрных ландшафтов. По мнению В.Н. Кирюшкина, в последние годы предпринимаются попытки разработки методологии экологизации земледелия [2], что в первую очередь связано с совершенствованием системы обработки почвы и адаптацией ее приемов к
разным почвенно-климатическим, геоморфологическим условиям, в соответствии с агроэкологическим требованиями при выращивании растений.
Чрезмерное использование техники при обработке почвы в конечном результате крайне неблагоприятно сказывается на качестве получаемой продукции. Из выхлопной трубы каждого трактора, автомобиля выбрасывается 200 различных веществ, но только пять из них не ядовиты, остальные 195 отравляют воздух, почву, водоемы, получаемую продукцию как в растениеводстве, так и животноводстве.
Рациональное использование удобрений [4] - одно из условий экологизации сельскохозяйственного производства. Интенсивное их применение приводит к подкислению и ухудшению свойств почвы. Следствием может быть повышение подвижности радионуклидов и тяжелых металлов, накопление их в продукции, что снижает ее качество. В некоторых, например, фосфорных, удобрениях могут присутствовать тяжелые металлы и ядовитые вещества. Предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов [1] в почве по валовому содержанию (мг/кг) составляют: мышьяк - 2,1, ртуть - 2,0, свинец - 32,0, сурьма - 150, марганец - 1500.
У животных некоторые органы являются «мишенями» для радионуклидов, т. е. в первую очередь поражаются этими веществами, а часто и накапливаются в этих органах. Стронций, барий, фтор накапливаются преимущественно в костях; магний, торий, плутоний - в печени; селен, мышьяк, висмут - в почках; йод, бром - в щитовидной железе.
Разные растения способны по-разному накапливают тяжелые металлы. Селен максимально накапливается в горчице; ртуть - в грибах; свинец - в мхах и лишайниках. В растительных продуктах они накапливаются больше, чем в животных. Среди растительной продукции содержание свинца наименьшее в пшенице и картофеле, а наибольшее - в листовых зеленых овощных и плодово-ягодных культурах. По увеличению способности к накоплению тяжелых металлов овощные культуры распределяются следующим образом: картофель < морковь < свёкла < огурец < томат < капуста < салат. Возможен поиск сортов и образцов культур с низким накоплением солей тяжелых металлов.
Большую угрозу для здоровья человека и животных представляет накопление нитратов и нитритов [3] в растениеводческой продукции и кормах. Наибольшей способностью к их аккумулированию обладают тыквенные, капустные и лебедовые. Предельно допустимые санитарно-гигиенические нормы нитратов (нитритов) в мг/кг составляют: для перца, томата, огурца - нитратов 200 (5); тыквы, кабачка - 700 (5); листовых зеленых - 1000 (10); капустных -600 (10); корнеплодов - 500 (10); бобовых - 300 (5). Изменчивость
этого признака у различных представителей культур довольно большая, поэтому необходим поиск форм с низким накоплением нитратов и нитритов. Распределение этих азотных веществ по органам растений разнообразно и требует конкретных исследований, особенно по органам, потребляемых в пищу.
Степень загрязнения почвы можно оценить методом биоиндикации. Наиболее часто используемым тест-объектом является кресс-салат. При проращивании семян на загрязненных почва выявлено существенное снижение числа проросших семян и темпов их прорастания [6]. На сильно загрязненных почвах наблюдались даже их морфологические изменения, а именно искривление проростков, уменьшение длины и количества корней, уменьшение массы проростка. Такие нарушения требуют разработки различных приемов, позволяющих восстанавливать плодородие почвы.
Самоочищение в природе длится десятилетиями, для интенсификации процессов восстановления почвы необходимы быстрые и эффективные технологические решения. Одним из таких препаратов является «Родер», разработанный Всесоюзным научно-исследовательским институтом генетики и селекции промышленных микроорганизмов и Северным государственным научно-исследовательским и проектно-конструкторским геологическим центром [6]. Он рекомендован для очистки воды и почвы от нефтяных загрязнений с использованием концентрата живых и лиофильно высушенных высокоактивных клеток бактерий рода Rhodococcus.
Анализ результатов эксперимента показал, что при использовании биопрепарата «Родер» количество микроорганизмов увеличивается как в контрольных пробах, так и в опытных. В загрязненных образцах почвы количество живых микроорганизмов было значительно выше, чем в контрольных. Кроме того, внесение препарата приводит к снижению эффекта торможения ингибирования роста корней проростков более чем на 20 %. Это связано со стимуляцией почвенной микробиоты за счет деструктивной активности препарата к углеводородным субстратам и свидетельствует об ускорении процесса биодеградации различных загрязнителей в почве.
Видный американский эколог Барри Коммонер очень точно обобщил системность в экологии в законах «Коммонера».
1. Все связано со всем. Любое изменение, совершаемое человеком в природе, вызывает цепь последствий, как правило, неблагоприятных изменений.
2. Все должно куда-то деваться. Любое загрязнение природы возвращается к человеку в виде «экологического бумеранга».
3. Природа знает лучше. Действия человека направлять не на покорение природы, а преобразование ее в своих интересах, на адаптацию к ней.
4. Ничего не дается даром. Если мы не хотим вкладывать средства в охрану природы, то придется за все платить.
Соблюдение этих законов является обязательным условием любой деятельности человека. По сути дела, это один из принципов единства Вселенной. Надежды на то, что какие-то наши действия не вызовут серьезных последствий, если мы проведем ряд экологоза-щитных мероприятий, во многом утопичны. Ни одно наше воздействие на природу не проходит бесследно, рано или поздно этот «бумеранг» к нам вернется.
Таким образом, развитие техногенных условий жизни человека в настоящее время породило большой ряд экологических проблем, требующих неотлагательного решения во избежание крупных катастроф, которые могут повлечь за собой необратимые последствия для всех сфер жизни и населяющих ее организмов.
Список литературы
1. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. - Л.: Химия, 1985. - 528 с.
2. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. -367 с.
3. Семенов В.М. Влияние азотного удобрения на накопление нитратов в овощных культурах // Изд. АН СССР. Сер. биол. - 1986. - № 2.
4. Смирнова В.С. Влияние антропогенного загрязнения на состояние окружающей среды и качество получаемой продукции. Инновации в развитии экологического образования населения. Кластерный подход: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. 23-24.10.2013 г. Курганский госуниверситет. -Курган: Курган. госун-т, 2013.
5. Смирнова В.С. Комплексный подход к формированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия. - СПб.: ЛГОУ, 2001. - 27 с.
6. Смирнова В.С., Пономаренко Е.В. Влияние нефтезагрязнений на почву и растения // XIV Царскосельские чтения: материалы Междунар. науч. конф. 20-21.04.2010 г. - СПб.: ЛГУ, 2010. Т. II.
7. Уразаев Н.А., Вакулин А.А., Никитин А.В. и др. Сельскохозяйственная экология. - М.: Колос, 2000. - 255 с.
