Элементы окружающей среды: функции, виды.

Человек на протяжении истории, будучи в большей или меньшей степени подчинен миру природы, создал (и создает) мир, несущий его печать, но и далее он живет за счет неорганической природы. И насколько человек универсальнее животных, настолько универсальнее область неорганической природы, за счет которой живет человек. Человек - часть природы. Поэтому к элементам окружающей среды, с которой связана физическая и духовная жизнь человека, могут быть отнесены атмосфера, гидросфера, литосфера, растения, животные и микроорганизмы.

Атмосфера - воздушная оболочка вокруг Земли, состоящая из смеси газов, твердых и жидких материй. Ее масса приравнивается к 5, 15* 1015т. Главными составными частями атмосферы являются азот (78, 08%), кислород (20, 95%), аргон (0, 93%), диоксид углерода (0, 03%), а остальные элементы находятся в очень малых количествах. По химическому составу вся атмосфера подразделяется на нижнюю (до 100 км) - гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнюю - гетеросферу, неоднородного химического состава.

Структура атмосферы подразделяется на несколько сфер: тропосфера (ее нижняя часть, простирающаяся до высоты 16-18 км, в которой сосредоточено более 80% массы всей атмосферы), стратосфера (располагается выше тропосферы до высоты 50-55 км. В ней присутствует пояс озона, отчего температура в последней повышена), мезосфера (верхняя граница этого слоя доходит до высоты 80 км. Ее особенность - резкое понижение температуры), ионосфера (термосфера) (располагается до высоты 800км. Для нее характерно повышение температуры до 1000° С).

Структура атмосферы относительно стабильна, хотя в ней происходят изменения, которые человек до конца еще не познал. С атмосферой человек связан двояко: во-первых, атмосфера содержит кислород, без которого человек не мог бы жить. Во-вторых, атмосфера защищает человека от смертоносных космических лучей и ультрафиолетовой радиации. В высших слоях стратосферы задерживаются вредные ионизированные лучи Солнца, и лишь немногие их них попадают на Землю, они необходимы для растительного мира и фотосинтеза.

Самым важным для биологических процессов в атмосфере является кислород. Однако атмосфера утрачивает свои естественные свойства из-за все большего присутствия в ней субстанций, чужеродных для ее природного состава. В ней становится все больше углекислого газа и меньше кислорода. Эти изменения приобретают угрожающие размеры. Начиная с 1850 г., ежегодно количество углекислого газа увеличивается на 10-12%, а количество кислорода в этот период уменьшилось на 10-12 миллиардов тонн (прежде всего вследствие уничтожения лесов).

Гидросфера - это вся водная оболочка Земли, которая включает Мировой океан, воды суши (реки, озера, ледники), подземные воды, т.е. всю водную массу, существующую на земном шаре и в атмосфере. Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие живого вещества, а следовательно, и всей биосферы. Она в биосфере выступает в качестве универсального растворителя, ибо взаимодействует со всеми веществами, как правило, не вступая с ними в химические реакции. Это обеспечивает перенос растворенных веществ, который осуществляется в форме обмена. Не случайно в нее постоянно попадают и из нее исчезают разные твердые, жидкие и газообразные материи, каждая из которых по-своему влияет на равновесное состояние гидросферы. Водная масса постоянно движется, кружится, и это движение называется гидрологическим циклом, представляющим собой совокупность процессов, регулирующих количество воды на Земле в данном пространстве и времени, так как количество постоянно и воспроизводимо. Гидрологический цикл действует как мощный насос, двигающий огромные массы воды, но в процессе движения вода теряет свои качества. Как известно, вода, причем вода определенного качества, представляет собой необходимую часть метаболизма живых существ, условие их жизни. Человек использует лишь незначительную часть всей водной массы. Вода на Земле занимает около 361 млн. кв. км (71%) земной поверхности. Из этого 94% приходится на соленую морскую воду, 1,7% - на воду, из которой состоят полярные ледники на севере и юге Земли, 4% приходится на подземные воды и лишь 0,3% водной массы остается людям для питья и удовлетворения других жизненных и производственных потребностей. Вода - обновляемый ресурс. Однако снабжение питьевой водой ограничено не только ее количеством, но и способом распределения.

Литосфера - почва, на которой живут люди. Это природная среда, часть природы, где человек организовал свое существование в физическо-пространственном смысле. Под почвой в экологии понимают поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Подобное свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и живущих на суше организмов.

Литосфера содержит основные запасы неорганической материи, используемые человеком в качестве элементов для своего метаболизма с помощью воды или воздуха, чаще всего посредством живой природы или посредством своей перерабатывающей (производственной) деятельности. В ней имеются необходимые минералы, получаемые живыми существами из воды или растений. Однако в литосфере содержится ограниченное количество минералов, необходимых для метаболизма живых существ. Литосфера по своему составу гомогенна и поэтому в географическом аспекте не в одинаковой мере пригодна для развития растений, обеспечения необходимыми элементами и обмена живых существ. По этому критерию можно выделить определенное количество типов почв, имеющих наибольшее распространение (особенно в России). Сюда входят: арктические и тундровые почвы, подзолистые почвы, черноземы, каштановые почвы, серо-бурые и сероземы, красноземы и желтоземы, а также гидроморфные почвы. Наибольшее влияние на развитие и рост растений оказал чернозем, который по образному выражению В.И. Вернадского в истории почвоведения сыграл такую же выдающуюся роль, какую имела лягушка в истории физиологии, кальцит в кристаллографии, бензол в органической химии. Такая важная роль чернозема связана прежде всего с тем особым значением, которое имеют сельскохозяйственные угодья в качестве основы для производства пищи (их площадь оценивается в четыре миллиарда гектаров). Однако проблема пропитания населения приобретает все более острые формы, поскольку их площадь постоянно сокращается в расчете на душу населения как из-за роста численности населения, так и в результате индустриализации и урбанизации.

Растения, являясь существенным элементом энергетического процесса, играют важную роль в производстве органической материи. При наличии воды и углекислого газа они превращают солнечную энергию в химическую, необходимую для жизни. Так, например, азот, составной элемент всех протеинов, получается с помощью растений, а не поступает непосредственно из атмосферы. Существенную роль растения играют и в круговороте кислорода, серы, кальция, фосфора и т.д. Однако растения, столь необходимые в обмене веществ, не играют столь же важную роль в обмене энергии. Лишь около 0,1% солнечной энергии, попадающей на Землю, половина которой используется в процессе дыхания, растения превращают в химическую энергию.

Потребителями энергии и минерального сырья, содержащегося в растениях, являются животные (в отличие от растений, производящие природную энергию и участвующие в круговороте отдельных элементов). В процессе обмена, с точки зрения движения энергии, т.е. в качестве ее перехода или переноса от растений к животным, питающимся растениями (и от последних - к питающимся мясом), теряется 90% энергии и лишь 10% используется с пользой.

Очень важную функцию в круговороте материи выполняют микроорганизмы - мельчайшие живые организмы (некоторые биологи причисляют их к животным), которые расщепляют органическую материю на ее составные неорганические части и освобождают при этом кислород, азот, фосфор, серу и другие элементы для нового синтеза. Но микроорганизмы не участвуют в обмене органической материи, поступающей естественным путем, т.е. они являются частью нормального физико-химического цикла природы в процессе отмирания и той органической материей, которая является следствием экономической деятельности. Поэтому они, хотя и не могут разложить на составные части всю органическую материю, создаваемую человеком в промышленности, тем не менее используются как средство расщепления загрязнителей.

Дата добавления: 2015-07-15