Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 41. ХІМІЧНЕ ТА БІОЛОГІЧНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ

Пригадайте, як позначають отруйні речовини. Що таке пестициди, алкалоїди? Які паразити належать до гельмінтів? Які захворювання людини називають інфекційними та інвазійними? Що таке біогеохімічні цикли?

Хімічне забруднення. Хімічні елементи та речовини, які за досягнення певної концентрації у середовищі спричиняють токсичний ефект, називають токсикантами. Отруйні сполуки, які виробляють організми, - це токсини (як-от, бактеріотоксини (виробляють бактерії), мікотоксини (гриби), зоотоксини (тварини)). Вони зазвичай небезпечні для людини, але відіграють певну роль у природі (поміркуйте яку).

Речовини, які синтезує людина і які є чужорідними для біосфери, мають назву ксенобіотики (пестициди, мінеральні добрива, мийні засоби, барвники, паливно-мастильні матеріали, ліки тощо). Вони надзвичайно повільно розкладаються, не включаються у біогеохімічні цикли і тому накопичуються у довкіллі. Потрапляння ксенобіотиків усередину організму може спричинити отруєння, алергічні реакції, порушити обмін речовин, знизити імунітет, виявити мутагенну дію тощо. За хімічною природою токсиканти поділяють на неорганічні (важкі метали, радіонукліди) та органічні (феноли, нафтопродукти, пестициди, формальдегіди, бензпірен - утворюються під час спалювання палива).

Цікаво знати

1956 року в японському місті Мінамата були зареєстровані випадки нової нервової хвороби. В уражених людей відзначали порушення рухової активності, мови, послаблення зору та слуху, іноді - порушення свідомості, параліч і навіть смерть. Дослідження встановили, що причиною хвороби стали скидання у води бухти Мінамата сполук неорганічного Меркурію. У донних мікроорганізмах ці сполуки перетворювалися на більш токсичні органічні, здатні накопичуватись в організмах. Далі ланцюгами живлення такі сполуки, зокрема з рибою, надходили в організм людини. Проблема забруднення бухти Мінамата сполуками Меркурію не вирішена й досі.

Пестициди складно піддаються мікробіологічному розкладанню і характеризуються вираженими токсичними властивостями (мал. 41.1). Багато пестицидів можуть поширюватись далеко від місця їхнього застосування. Наприклад, у середині 1960-х рр. ДДТ було виявлено у печінці пінгвінів в Антарктиці.

На сучасному етапі практикують застосування пестицидів останніх поколінь - синтетичних аналогів природних сполук біологічного походження. Вимоги до таких пестицидів: токсична дія лише на шкідливі для людини організми, мінімальне забруднення довкілля й швидке розкладання.

Мал. 41.1. Основні види пестицидів (за впливом на певні групи організмів)

Регулярне застосування пестицидів сприяє появі шкідників, нечутливих до них. Наприклад, у деяких районах Коста-Рики припинили вирощувати бавовник, бо кошти, витрачені на боротьбу зі шкідниками, стійкими до дії пестицидів, почали перевищувати прибуток, який отримували від вирощування цієї культури. Залишилися забруднені пестицидами ґрунти, непридатні для подальшого сільськогосподарського використання.

Мал. 41.2. Рейчел Луїз Карсон (1907-1964)

Цікаво знати

Рейчел Луїз Карсон - відома американська біологиня, фахівчиня у галузі охорони природи, письменниця. Одним з головних напрямів її досліджень було вивчення шкідливого впливу пестицидів (насамперед ДДТ) на навколишнє середовище. Цій проблемі присвячена одна з її всесвітньо відомих книжок - «Мовчазна весна». Ця та інші книжки Р.Л. Карсон сприяли розвитку екологічних рухів у різних країнах світу.

Біологічне забруднення довкілля - поява в певній екосистемі чужорідних для неї організмів або створення сприятливих умов для їхнього існування та розмноження. Це призводить до порушення сформованих раніше біотичних зв’язків, виснаження ресурсів середовища, забруднення довкілля продуктами їх життєдіяльності.

Свідоме або випадкове переселення певного виду організмів за межі його природного ареалу в нові місцеіснування називають інтродукцією (від лат. інтродуктіо - введення), а самі види - інтродукованими. Процес адаптації інтродукованого виду до нових умов існування називають акліматизацією.

Часто інтродуковані види виявляються більш конкурентоспроможними порівняно з місцевими (аборигенними) і здатними витісняти їх зі звичних біотопів. Наприклад, медоносна бджола, акліматизована в Австралії, витіснила місцевий вид без жала. До того ж паразити і шкідники акліматизованих видів можуть переходити на місцеві, спричинюючи їхню масову загибель. Тому перед інтродукцією певного виду людина повинна прогнозувати і можливі його взаємовідносини з аборигенними мешканцями екосистем.

Мал. 41.3. Приклади видів-інтродуцентів: 1 - амброзія полинолиста належить до карантинних бур’янів; завдає шкоди не тільки сільському господарству, а й здоров’ю людини як небезпечний алерген: пилок амброзії, потрапляючи в дихальні шляхи, спричиняє сльозотечу, запалення слизових оболонок, підвищує температуру тіла; 2 - небезпечний паразит медоносної бджоли - кліщ вароа

Випадкова інтродукція - вселення видів до нових екосистем, включно з випадками здичавіння та втеч з місць утримання. Прикладами таких інтродукованих видів в Україні є борщівник та амброзія (мал. 41.3, 1), серед тварин - колорадський жук, черевоногий молюск рапана венозна, голландський та китайський мохнаторукі краби тощо. Види-інтродуценти можуть спричинити явище біологічної інвазії - завдавання шкоди місцевим екосистемам, економіці та здоров’ю людини (наприклад, кліщ вароа (мал. 41.3, 2) з країн Південної Азії в 70 рр. XX ст. дістався країн Європи та Південної Америки; нині поширений майже повсюдно (крім Австралії), завдаючи відчутної шкоди бджільництву).

Запам'ятаємо

Карантинними видами називають види, шкідливі для здоров’я людини та її господарства, відсутні на території даної країни або ж чисельність яких обмежують спеціальними заходами.

Інколи для ліквідації наслідків інтродукції певних видів доводиться інтродукувати інші. Так, коли на територію Австралії завезли копитних тварин, виявили відсутність місцевих видів жуків-гнойовиків, здатних переробляти їхні екскременти. Унаслідок цього пасовища вкрилися товстим шаром екскрементів, у якому почали масово розмножуватися кровосисні комахи. Тому в екстреному порядку довелося інтродукувати з Північної Африки місцевих жуків-гнойовиків, які протягом трьох років відновили в Австралії екологічну рівновагу.

Одним з варіантів біологічного забруднення є мікробіологічне забруднення: привнесення до навколишнього середовища (води, атмосфери, ґрунту, продуктів харчування або предметів побуту) та розмноження у ньому мікроорганізмів, які спричиняють інфекційні хвороби або псують харчові продукти, руйнують матеріали.

Ключові терміни та поняття

токсиканти, токсини, ксенобіотики, інвазійні та карантинні види.

Перевірте здобуті знання

1. Що характерно для хімічного забруднення? 2. Що спільного та відмінного в поняттях «токсиканти» та «токсини»? 3. Чим ксенобіотики небезпечні для біосфери? 4. Що собою становить біологічне забруднення довкілля? 5. Які види організмів називають інвазійними?

Поміркуйте

Які дослідження обов’язково має провести людина, щоб вирішити, інтродукувати певний вид організмів чи ні?

Творче завдання

З допомогою вчительки або вчителя встановіть отруйні види рослин, грибів і тварин вашої місцевості та підготуйте відповідні доповіді чи презентації.