Основи екології

Від наявності достатньої кількості живлення залежать усі форми життєдіяльності тварин. Особливість дії живлення як екологічного фактора для тварин полягає в тому, що екологічне значення має тільки нижня межа витривалості. У разі нестачі живлення вона є важливим лімітуючим фактором, тоді як його надлишок не лімітує розвиток особин. Як обмежувальний фактор нестача живлення впливає на плодючість і швидкість розвитку тварин. Підсумовуючи сказане, можна сформулювати такий принцип життєвого розвитку (А. К. Запольський): рушійною силою розвитку організмів є наявність достатнього живлення. Необхідна кількість кормів зростає зі збільшенням маси тварини. Географічне поширення тварин часто зумовлене фактором живлення. Добові, сезонні та інші регулярні міграції тварин здебільшого пов'язані з потребами живлення.

У процесі живлення тварини й рослини дістають енергію, необхідну для життєдіяльності, і поживні речовини, необхідні для побудови тканин тіла та виконання всіх фізіологічних функцій. Вимоги до живлення можуть значно змінюватися залежно від стану організму, пори року тощо. Для рослин і тварин мають значення як кількість поживних речовин, так і їх якісний склад.

Ефективність трофічних ланцюгів оцінюється величиною біомаси екосистеми та її біологічною продуктивністю. Біомаса -- загальна маса живих організмів, яка нагромаджена в популяції, біоценозі чи біосфері на будь-який момент часу. Вона виражається в одиницях сирої чи сухої маси або енергії на одиницю поверхні чи об'єму (гектар або квадратний чи кубічний метр). Найбільшу біомасу на суші серед гетеротрофів мають безхребетні та ґрунтові організми (біомаса дощових червів може сягати 1000--1200 кг/га). Близько 90 % біомаси біосфери припадає на біомасу наземних рослин. Найбільшою є маса тропічних лісів (до 1700 т/га), а найнижчою -- тропічних і субтропічних пустель (близько 2,5 т/га). Біомаса лучних степів становить 250 ц/га (наземна), лісової смуги Полісся -- до 3500--4000 (наземна) і 960 ц/га (підземна).

4.7 ЕКОЛОГІЧНА ПІРАМІДА

В екологічних системах (біогеоценозах) у процесі еволюції в ланцюгах живлення визначилась важлива закономірність, що дістала назву правила екологічної піраміди: кількість рослинної маси приблизно в 10 разів більша за масу рослиноїдних тварин, а маса травоїдних у стільки ж разів більша за масу хижаків (рис. 4.5). Завдяки тому, що при переході від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої втрачається до 80--90 % зв'язаної енергії у вигляді теплоти, довжина ланцюгів невелика. Найефективнішим є передавання енергії від одного консумента до іншого, і тому ці ряди найдовші.

Співвідношення чисельності Біомаса, ум. од.

Консументи III порядку

0,01-0,1

Консументи II порядку

0,1-0,6

Консументи І порядку

Рис. 4.5. Екологічна піраміда

Продуценти організмів, величини біомас або зв'язаної в біомасі енергії зображають у формі екологічних пірамід (рис. 4.6). Відповідно розрізняють піраміди чисельності, біомаси та енергії. В основі піраміди розміщують відповідні значення першого трофічного рівня екосистеми, а на вершині -- останнього. Від основи піраміди до її вершини числові значення, як правило, зменшуються, тому вона спрямована вістрям догори. В енергетичних екологічних пірамідах таке звуження спостерігається завжди. Екологічні піраміди наочно характеризують не лише кількість біомаси, а й інтенсивність її переробки. Проте ця величина має в цьому випадку тільки якісний характер.

У трофічних ланцюгах усі речовини послідовно переходять від одного виду організмів до іншого. Проте якщо біогенні речовини активно засвоюються і беруть участь у біологічному коло обігу, то ксенобіотики, синтезовані людиною і не властиві природі, накопичуються при переході від одного виду трофічного ланцюга до іншого. Оскільки величина біомаси в екологічних пірамідах закономірно зменшується приблизно в 10 разів при переході на новий трофічний рівень, концентрація ксенобіотиків на одиницю біомаси збільшується. Так, якщо концентрація пестициду ДДТ, який використовували для знищення комах, у тілі водяних комах становила 0,04 г на один кілограм біомаси, то у рослиноїдних риб вона дорівнювала 10, у хижих риб досягала 50 і у птахів, які харчувалися рибою, -- до 75 г на один кілограм біомаси. Отже, впродовж чотирьох ланок трофічного ланцюга концентрація ДДТ зросла в 1875 разів. Аналогічно концентруються й інші ксенобіотики, проте числові значення їх відрізняються, але закономірно збільшуються від основи екологічної піраміди до її вершини.

Концентрування речовин у трофічних ланцюгах слід враховувати в разі забруднення біосфери ксенобіотиками, тому що при споживанні в їжу тварин і птахів концентрації цих забруднювальних шкідливих речовин можуть бути значними. Трофічні ланцюги виконують ще й бар'єрну функцію, що сприяє самоочищенню завдяки концентруванню речовин і виведенню їх з біологічного колообігу.

Кількість та інтенсивність збільшення біомаси характеризують біологічну продуктивність виду, угруповання або екосистеми. Біопродуктивністю називають швидкість продукування біомаси на певній площі за одиницю часу. Вона може бути первинною (продуктивність продуцентів) і вторинною (біомаса, продукована консументами та організмами, які розкладаються). Первинна продуктивність материків становить близько 53 млрд т органічної речовини, Світового океану -- до ЗО млрд т. На суші основним джерелом первинної біомаси є тропічні ліси, ліси Полісся та Сибіру, в океані -- зони глибинних вод біля материків у тропіках, які збагачені фосфором і азотом, а також материкові мілини холодних морів.

Уся біомаса планети здатна прогодувати не більш як 7--10 млрд чоловік, за одними даними, і не більш як 12 млрд чоловік, за іншими. Уже нині щорічної біомаси, яку збирає людство, недостатньо для харчування населення Землі. Тому необхідно вирішити насамперед проблему регулювання чисельності населення Землі, підвищення продуктивності біосфери та її охорони від посиленого антропогенного тиску.

4.8 ПРИРОДНИЙ КОЛООБІГ РЕЧОВИН

У біосфері постійно здійснюється безперервний колообіг речовин, що сприяє перебігу всіх процесів життєдіяльності організмів. Нескінченна взаємодія абіотичних факторів середовища та живих організмів екосистем супроводжується безперервним обміном речовиною між біотопом і біоценозом у вигляді органічних та мінеральних сполук, які по черзі змінюють одні одних. Колообіг речовин -- це повторюваний процес взаємопов'язаного перетворення, переміщення речовин у природі, який має циклічний характер і відбувається за обов'язкової участі живих організмів. Розрізняють малий (біологічний) і великий (геологічний) колообіги речовин, а також колообіги біогенних елементів. Малий, або біологічний (біотичний), колообіг відбувається в мікроекосистемах. Співіснування в кожній з таких екосистем живих організмів (продуцентів, консументів і редуцентів), пов'язаних обміном речовин, зумовлюють безперервно повторюваний колообіг основних елементів, необхідних для живої клітини (див. схему на с. 91).

У кожній системі відбувається колообіг речовин, як результат взаємодії автотрофів і гетеротрофів у ланцюгу живлення. Різні види організмів споживають речовини, необхідні їм для задоволення життєвих потреб: для підтримання процесів життєдіяльності, росту та відтворення. При цьому вони безперервно виділяють у навколишнє середовище більш або менш складні органічні та мінеральні продукти метаболізму.

Органогени -- вуглець, кисень, водень, азот, фосфор, сірка та ще близько ЗО елементів, які необхідні для побудови простої клітини (табл. 4.1), безперервно перетворюються на органічні речовини (ліпіди, цукри і амінокислоти) або споживаються у вигляді неорганічних іонів автотрофними рослинами, а потім мікроорганізмами-деструкторами. Останні розкладають виділення, рослинні рештки та трупи на розчинні мінеральні елементи або газоподібні речовини (КН3, Н28, СН4 та ін.). Утворені неорганічні сполуки повертаються в ґрунт, воду та атмосферу, тобто здійснюється безперервна циркуляція біогенних елементів. Вони розчиняються в континентальних поверхневих водах, виносяться в моря та потрапляють в атмосферу. Між ґрунтом, водою та атмосферним повітрям відбувається постійний газообмін. Таким чином здійснюється великий (геологічний) колообіг між океанами і континентами в межах усієї планети.

Відповідно до закону біогенної міграції атомів, який сформулював В. І. Вернадський, міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері загалом здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів. Так відбувалося і в геологічному минулому, мільйони років тому, так відбувається і в сучасних умовах. Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне, збагачене на кисень, вуглекислий газ, водень, азот, фосфор та інші речовини середовище.

З понад 90 хімічних елементів, що трапляються у природі, ЗО--40 необхідні живим організмам. Деякі з них (карбон, оксиген, гідроген, нітроген) потрібні у значних кількостях, інші -- в малих або зовсім малих. Всі ці елементи беруть участь у біогеохімічних колообігах. Під останніми розуміють обмін хімічних елементів у вигляді органічних речовин і неорганічних сполук між живими організмами та неорганічним середовищем.

Таблиця 4.1 Вміст хімічних елементів у біосфері й тілі людини

Різні стадії цього колообігу відбуваються всередині екосистем між автотрофами й гетеротрофами. На шляху між останніми елементи потрапляють до так званого резервного фонду. Резервний фонд -- це велика маса в основному не пов'язаної з організмами речовини, яка повільно рухається. На відміну від резервного, обмінний фонд -- це швидкий обмін речовиною між організмами та її безпосереднім оточенням.

Розрізняють три основних типи біогеохімічних колообігів: 1) колообіг газоподібних речовин з резервним фондом в атмосфері або гідросфері; 2) осадовий цикл з резервним фондом у земній корі; 3) колообіг води. Резервний фонд в атмосфері й гідросфері доступніший. Тому біогеохімічні колообіги, пов'язані з цим фондом, стійкіші. Осадові цикли, в яких бере участь фосфор і залізо, менш стабільні. На них більше впливають різні місцеві зміни. Це пояснюється тим, що основна маса речовини знаходиться в малоактивному і малорухомому резервному фонді земної кори. Тому якщо надходження речовин з обмінного фонду в резервний здійснюється швидше, ніж їх вихід, то частина речовини вилучається з колообігу. Завдяки наявності в атмосфері та гідросфері резервного фонду вуглецю, азоту, кисню, сірки колообіги можуть швидко саморегулюватися. Існування біогеохімічних циклів сприяє саморегуляції всієї екосистеми та надає їй більшої стійкості.

Жива речовина, завдяки якій відбувається біологічний колообіг речовин в екосистемах, характеризується високою активністю (швидким колообігом). Уся жива речовина біосфери оновлюється в середньому впродовж восьми років. Фітомаса суші поновлюється приблизно за 14 років, біомаса Світового океану -- за 33 доби, а його фітомаса -- щодня.

Колообіг води

Вода належить до основних речовин, необхідних для життя, та найпоширеніших у біосфері. В організмі людини вода становить до 73 % маси тіла, грибів -- 80, а деяких медуз -- 98 %. Вода в трьох агрегатних станах (рідка вода, газоподібна водяна пара і твердий лід) присутня в усіх трьох складових біосфери: атмосфері, гідросфері та літосфері. Основну роль у біогеохімічному колообігу відіграє атмосферна вода -- переважно у вигляді водяної пари. Розподілена вона в атмосфері дуже нерівномірно і її розподіл залежить від географічної широти.

Під дією сонячної радіації вода випаровується з поверхні Світового океану і піднімається в атмосферу. Вологе повітря піднімається вгору, де водяна пара конденсується і утворює хмари. Завдяки охолодженню хмар вода у вигляді опадів -- дощу, снігу та граду або у вигляді роси, після конденсації вологи на холодній поверхні, повертається на сушу чи в океан. В океан випадає близько 80 % загальної кількості опадів. Отже, переважно колообіг води здійснюється між атмосферою та океаном. На суші вода фільтрується в ґрунт, випаровується в атмосферу та поповнює річковий стік. Вода, що потрапила в ґрунт, використовується для живлення рослин, у процесі інфільтрації надходить у водоносні горизонти та підземні ріки. З поверхні суші та зелених рослин вода виділяється в атмосферу. Коренева система рослин також сприяє надходженню ґрунтової води в атмосферу. Завдяки транспірації рослинного покриву випаровується значна кількість води. Так, культура, яка продукує 20 т біомаси з одного гектара, поглинає близько 2000 т води. На фотоліз молекули води при асиміляції її хлорофілом витрачається близько 0,15 % загальної маси води, яку поглинає рослина. Рослини виділяють води тим більше, чим краще вони забезпечуються нею. Гектар лісу випаровує від 20 до 50 т води за добу. Сумарне випаровування води рослинами та з поверхні ґрунту відіграє головну роль у колообігу води на суходолі. Водяний стік на суші поповнює її втрати внаслідок випаровування та просочування. Поверхневий стік і води підземних горизонтів забезпечують у кінцевому підсумку повернення води в гідросферу. Впродовж 2 млн років уся вода гідросфери зазнає фотолізу та повторного синтезу живими організмами. -

Колообіг вуглецю

У колообігу вуглецю вирішальне значення відіграють СО і СО2 Це найінтенсивніший з усіх біогеохімічних циклів. Вуглець активно циркулює між неорганічним середовищем та живими організмами ланцюгами живлення. У природі він існує у вигляді карбонатів біогенного походження і переважно у вигляді оксиду карбону (IV) (викопні вуглеводні -- нафта, вугілля та інші не беруть участі в природному колообігу). Використовуючи вуглекислий газ, що міститься в атмосфері, автотрофні рослини суходолу здійснюють первинне продукування біомаси. За деякими оцінками її величина становить приблизно 164 млрд т сухої маси на рік. Існують два резервних фонди вуглецю: газоподібного в атмосфері та розчиненого у водах Світового океану. Кількість оксиду карбону (IV) в океані у 50 разів більша від загального його вмісту в атмосфері. В континентальних водах вміст карбонатної кислоти незначний.

Циркуляція вуглецю в біосфері здійснюється завдяки фотосинтезу і диханню.

Живі організми (автотрофи й гетеротрофи) споживають енергію для здійснення хімічної та осмотичної, електричної (нервові клітини) та механічної (рух тварин) роботи, яка необхідна для їхнього росту, життєдіяльності та відтворення. Процес дихання є протилежним фотосинтезу, в результаті якого споживається кисень і виділяється вуглекислий газ. Цей процес характерний не тільки автотрофам і гетеротрофам. У кожній екосистемі органічна речовина споживається не лише в ланцюгах живлення хижаків. Рослинні рештки, змертвілі рослини, виділення і трупи, що складають органічну субстанцію, в аеробних умовах окислюються до повної мінералізації численними сапрофітами та ґрунтовими бактеріями. Розкладання органічних решток може відбуватися ще й унаслідок ферментації в анаеробних умовах з виділенням вуглекислого газу.

Повний колообіг атмосферного вуглекислого газу здійснюється дуже швидко. Його повне відновлення відбувається впродовж 300 років. Загальна маса вуглецю в біосфері становить 200 * 1014 т і в тисячу разів перевищує кількість вуглецю, який циркулює між живими організмами, атмосферою, гідросферою та ґрунтами літосфери.

У ґрунті дуже часто вуглецевий цикл гальмується. Органічні речовини мінералізуються частково, трансформуючись у складний комплекс органічних кислот, які утворюють так званий гумус. Останній разом з глиною утворює вбирний комплекс ґрунту, який відіграє вирішальну роль у затриманні та циркуляції мінеральних солей -- поживних речовин для рослин.

За будь-яких умов органічна речовина повністю не мінералізується аеробним шляхом і тому накопичується в осадових породах. У результаті відбувається блокування колообігу вуглецю. Величезні поклади вугілля, нафти та інших вуглеводневих копалин і вапняків у водному середовищі є результатом блокування циклу вуглецю в далекому минулому. Незважаючи на значні розміри запасів цих копалин, у масштабах біосфери вони надзвичайно малі. До недавнього часу (до появи сучасного промислове розвиненого суспільства) колообіг вуглецю в біосфері був бездоганним. Більша частина біомаси розкладалася під час дихання живих організмів. Вуглекислий газ, що виділявся, повністю компенсовував кількість вуглекислого газу, що поглинався з атмосфери в процесах фотосинтезу. Останнім часом, коли людина почала використовувати запаси викопних вуглеводнів, спостерігається збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері.

Колообіг кисню

Кисень є найпоширенішим елементом у біосфері і головною складовою живої речовини. В тілі людини міститься 62,8 % кисню і 19,4 % вуглецю. Колообіг кисню ускладнюється через його здатність утворювати численні хімічні сполуки. В результаті виникає багато епіциклів між атмосферою, літосферою та гідросферою.

Атмосферний кисень і кисень, що міститься в численних поверхневих мінералах (залізні руди, осадові кальцити), мають біогенне походження. Спочатку в атмосфері Землі кисню не було. Його почали продукувати автотрофи. Фотосинтезуючі організми сприяли осадженню оксиду феруму в гідросфері, щоб позбавитися від кисню, який був побічним продуктом і токсичним відходом.

Формування в атмосфері озонового екрана, здатного затримувати сонячну радіацію, відбулося за вмісту кисню в атмосфері, що становив 1 % сучасного. Це сприяло інтенсивному розвитку автотрофних еукаріотів у верхніх горизонтах води, інтенсифікувало фотосинтез і відповідно утворення кисню. Колообіг кисню відбувається в основному між атмосферою і живими організмами. Частково кисень утворюється внаслідок дисоціації озону під дією сонячної радіації у верхніх шарах атмосфери. Процес продукування та виділення кисню в процесі фотосинтезу протилежний процесу його споживання гетеротрофами під час дихання. Він супроводжується руйнуванням органічних молекул, взаємодією кисню з воднем, який відщеплюється від субстрату, і утворенням води.

Для повного відновлення всього атмосферного кисню потрібно 2000 років. Якщо не враховувати антропогенної діяльності, то нині процеси фотосинтезу й дихання зрівноважені. Тому накопичення кисню в атмосфері не відбувається, і його вміст залишається сталим. Кисень, фіксований літосферою у вигляді алюмосилікатів, кремнезему, карбонатів, сульфатів, оксидів феруму тощо, становить 590 * 1014 т. У біосфері циркулює 39 * 1014 т О2 у вигляді газу чи сульфатів, розчинених в океанічних і континентальних водах.

Колообіг азоту

Основна частина азоту міститься в атмосфері. Колообіг азоту є одним з найскладніших. Величезна кількість живих організмів забезпечує швидку циркуляцію азоту в різних екосистемах. Азот разом з вуглецем бере участь в утворенні протеїнових речовин.

Газоподібний азот безперервно надходить в атмосферу завдяки діяльності денітрифікуючих бактерій. Бактерії-фіксатори разом з ціанофітами (синьозелені водорості) постійно поглинають азот, перетворюючи його на нітрати. Утворення нітратів неорганічним шляхом постійно відбувається в атмосфері в результаті електричних розрядів під час грози. Проте цей процес відіграє другорядну роль порівняно з діяльністю нітрифікуючих мікроорганізмів, головним чином аеробних, анаеробних та автотрофних бактерій.

Найактивнішими споживачами азоту є симбіотичні бактерії бобових. Рослини постачають бактеріям вуглеводи, а вони рослинам -- органічний азот, який синтезують з газоподібного азоту атмосфери. Азотфіксуючі бактерії збагачують на азот не лише наземну частину бобових рослин, а й ґрунт. Як каталізатор для синтезу азоту ці бактерії використовують молібден. Встановлено, що середнє надходження нітритного азоту абіотичного походження осадженням з атмосфери в ґрунт не перевищує 10 кг/(рік * га), вільні бактерії синтезують 25, тоді як симбіоз з бобовими продукує його в середньому 200 кг/(рік * га).

У водному середовищі також існують різні види нітрифікуючих бактерій. Проте головна роль у фіксації атмосферного азоту належить численним видам фотосинтезуючих синьозелених водоростей. Нітритний азот, який виробляють численні наземні й водяні організми, поглинається рослинами і надходить у листя. Там він відновлюється до амонію. За наявності карбонових кислот амоній трансформується в азот амінів, а потім протеїнів.

Колообіг азоту відбувається також за участю деструкторів. Цей елемент міститься в біомасі й безперервно надходить у середовище в складі органічного детриту, виділень і трупів. Протеїни та інші форми органічного азоту, що містяться у відходах, зазнають дії біоредукуючих мікроорганізмів (грибів, гетеротрофних бактерій і актиноміцетів). При цьому органічний азот перетворюється на аміак. Частина аміачного азоту може безпосередньо надходити в корені рослин і знову перетворюватися на азот протеїнів або використовуватися нітрифікуючими бактеріями.

Денітрифікація, що відбувається в ґрунтах, призводить до зменшення нітратів. Деякі бактерії, наприклад Рзеїдсіотопаз, здатні розкладати йони >Юз до N2, які повертаються в атмосферу. Процес денітрифікації відбувається в анаеробних умовах. Здебільшого процес денітрифікації завершується на стадії утворення нітритів або аміаку.

Азот може надходити в атмосферу від діючих вулканів, які компенсують втрати азоту, виключеного з колообігу внаслідок осадження його на дно океанів.

Біогеохімічні осадові колообіги характеризують усі інші біогенні елементи. Розглянемо як приклад тільки колообіги фосфору й сірки. Ці елементи мають велике значення для обміну речовин. Сірка відіграє особливу роль у побудові протеїнових структур, а фосфор -- нуклеїнових

Колообіг фосфору

Фосфор належить до одного з основних елементів живої речовини і його запаси повністю зосереджені в літосфері. Основними джерелами неорганічного фосфору є вивержені та осадові породи (апатити, фосфорити). Неорганічний фосфор у земній корі розчиняється континентальною водою і поглинається рослинами суходолу. Таким чином він залучається до трофічних ланцюгів. Потім органічні фосфати разом з трупами, виділеннями та відходами живих речовин повертаються в землю. Тут вони зазнають дії мікроорганізмів і перетворюються на мінеральні ортофосфати, які споживають зелені рослини та інші автотрофи.

У водні екосистеми фосфор постачають ріки. Останні безперервно збагачують океани фосфатами, які використовуються фітопланктоном та іншими живими організмами. Повернення мінеральних фосфатів у воду відбувається за допомогою біовідновників.

У природі фосфор трапляється в розчинних і нерозчинних формах: органічні фосфати біомаси, які перетворюються на органічні фосфати переважно з мертвої неорганічної речовини, а потім на розчинні органічні фосфати. Останні трансформуються в розчинні мінеральні фосфати, які знову повертаються в біомасу у вигляді органічних фосфатів. Фосфорний цикл у природі повністю не замикається. Якщо в наземних екосистемах колообіг фосфору здійснюється в умовах, наближених до оптимальних, з мінімальними втратами на вилуговування, то в океані відбувається безперервне осадження збагачених фосфатами органічних речовин. Фосфати, що відклалися на великих морських глибинах, виключаються з біосфери і більше не беруть участі в колообігах. Однак поступово за допомогою геологічних процесів фосфорні осади підіймаються на поверхню і знову залучаються до колообігів, тривалість яких вимірюється десятками й сотнями мільйонів років. Фосфор виноситься на суходіл з виловленою рибою та птахами, що живляться рибою. Проте кількість фосфору, яка щороку надходить на сушу за рахунок рибальства, незначна і не перевищує 60 000 т. Ця кількість значно менша за ту, що надходить унаслідок змивання мінеральних добрив, які вносять в агроекосистеми. Таким чином, у природних умовах повернення фосфору з океанів не здатне компенсувати втрати цього елемента на осадження. Людина прискорює цю тенденцію, постійно збільшуючи використання мінеральних фосфорних добрив.

Колообіг сірки

У природі сірка трапляється у вигляді водних розчинів неорганічних сполук (переважно сульфатів), газоподібних речовин (Н28 і 80^ та різних осадів. Колобіг сірки відбувається головним чином за рахунок осадового механізму в ґрунті й воді. Основне джерело сірки, доступної для живих організмів, -- це с\ 11,(|>ати завдяки їх добрій розчинності у воді. Рослини поглинають їх, відновлюють перетворюють на сірковмісні амінокислоти (цистин, метіонін, цистеїн).

Запитання і завдання для самостійної роботи

Які екологічні фактори ви знаєте і в чому вони виявляються?

Як визначають гранично допустиму концентрацію, наприклад умісту нітратів у воді, за допомогою закону лімітуючого фактора?

Скористайтесь рис. 4.1.

Що таке стенобіонти і еврибіонти? Як їх поділяють залежно від конкретного фактора?

У чому полягає суть лімітуючого фактора?

Розкрийте зміст «сумаційного» ефекту в разі комплексного впливу екологічних факторів.

Дайте пояснення правил Бергмана, Аллена і Глогера.

Що таке гомотипічні й гетеротипічні реакції?

У чому полягає принцип конкурентного витіснення (принцип Гаузе)?

Що таке екологічна ніша? Дайте визначення і наведіть приклади.

Які критерії визначення екологічної ніші ви знаєте?

Що таке фундаментальна і реалізована ніші?

Що називають екологічною диверсифікацією?

Розділ 5. Тема 5. Природні та антропогенні забруднення біосфери

5.1 ЗАБРУДНЕННЯ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

До недавнього часу (приблизно до XIII ст., коли чисельність населення становила 300--350 млн чоловік) природа активно переробляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення. Продукти життєдіяльності всіх організмів, включаючи й людину, були переважно органічного походження. Після перетворення їх редуцентами на неорганічні сполуки вони включалися в природний колообіг речовин. Знаряддя праці чи предмети вжитку, хоча й мали неорганічну природу, використовувались у відносно невеликій кількості, і це не становило загрози для навколишнього природного середовища. Проте в подальшому, зі зростанням чисельності населення, значно збільшувалися його потреби, для задоволення яких людство почало залучати багато нових речовин (порох, кислоти, солі, пізніше -- різні хімічні препарати для боротьби зі шкідниками сільського господарства тощо), які були не властиві природі і за відносно невеликий проміжок часу вона не встигала до них адаптуватися, тобто вони не включалися в природний процес колообігу речовин. Це призвело до їх накопичення і в подальшому стало завдавати значної шкоди екосистемам загалом і людині зокрема.

Отже, забруднення -- це внесення у навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин, агентів або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на природні екосистеми й людину і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Речовини, які спричинюють забруднення навколишнього природного середовища, називають забрудниками, або полютантами. Забруднення біосфери означає не просто внесення в ґрунт, воду чи повітря тих або інших чужорідних компонентів. У будь-якому випадку об'єктом забруднення є біогеоценоз. Надлишок одних речовин у природному середовищі або наявність інших призводить до зміни екологічних факторів (змінюються склад атмосфери, води, ґрунту тощо). При цьому порушуються процеси обміну речовин, знижується інтенсивність асиміляції продуцентів і біопродуктивність біогеоценозу загалом. Завдається велика шкода всім процесам життєдіяльності, яка в кінцевому підсумку призводить до екологічної кризи та екологічної катастрофи. Під екологічною кризою розуміють ситуацію, що виникла в природних екосистемах у результаті порушення рівноваги під дією стихійних природних явищ або в результаті антропогенних факторів (вирубування лісів, зарегулювання рік, забруднення атмосфери, гідросфери, ґрунтів тощо). Екологічна катастрофа -- це зміни необоротного характеру, що відбулися в екосистемах чи в біосфері.

Забрудники, що потрапили в атмосферне повітря чи води Світового океану, переміщуються на значні відстані і можуть опинитися там, де їх раніше не було. Більшість з них хімічно активні й здатні взаємодіяти з живою речовиною. Ввійшовши до складу тканин і органів живих організмів, такі речовини здебільшого стають отрутою для живої природи.

Існують різні принципи класифікації забруднень навколишнього середовища. Розглядаючи процес забруднення біосфери в широкому розумінні з позицій теорії перешкод, Г. В. Стадницький і А. І. Радіонов (1988) запропонували класифікувати їх так (див. схему на с. 106).

Інгредієнтне забруднення, як сукупність речовин, кількісно або якісно чужорідних природним біогеоценозам; параметричне забруднення, спричинене зміною якісних параметрів навколишнього середовища; біоценотичне забруднення, яке полягає в дії на склад і структуру популяцій живих організмів; стаціально-деструктивне забруднення, що є наслідком зміни ландшафтів і екологічних систем у процесі природокористування, пов'язану з оптимізацією природи в інтересах людини. Цю класифікацію вірніше було б назвати класифікацією перешкод, які заважають нормальному функціонуванню біосфери і завдають шкоди біоценозам та біотопам. Проте нас цікавить антропогенний тиск на біосферу, насамперед наслідки впливу на біосферу техногенної діяльності людини. Тому в подальшому розглянемо класифікацію забруднень, які є наслідком техногенної діяльності людини.

Забруднення поділяють на природні, спричинені будь-якими природними, зазвичай катастрофічними чинниками (повені, виверження вулканів, селевий потік тощо), і антропогенні, що виникають унаслідок діяльності людей. Антропогенні забруднення за типом походження поділяють на механічні, хімічні, фізичні та біологічні.

До механічних забруднень належать різні предмети у воді й ґрунті, а також тверді часточки різного розміру. Хімічні забруднення -- це різноманітні сторонні штучні хімічні речовини (рідкі, тверді та газоподібні), які утворилися внаслідок хімічної реакції в хімічній, металургійній чи інших галузях господарства. Вони потрапляють у біосферу і порушують встановлені природою процеси колообігу речовин та енергії. Фізичні забруднення поділяють на теплові, електричні, радіаційні та світлові, а також шуми, вібрації та гравітаційні сили.

Теплові (термальні) забруднення виникають унаслідок підвищення температури середовища, головним чином у зв'язку з промисловими викидами нагрітих відхідних газів і води. Світлові забруднення пов'язані з порушенням природного освітлення місцевості в результаті дії штучних До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нетоксичні й токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібрація, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче та електронне випромінювання. За ознакою взаємодії з навколишнім середовищем забруднення поділяють на стійкі, які не руйнуються впродовж тривалого часу (наприклад, пластмаси), і нестійкі, які швидко руйнуються під дією природних фізико-хімічних або біохімічних процесів.

Під навмисними забрудненнями розуміють цілеспрямоване знищення лісів, використання родючих земель і пасовиськ під забудову, утворення внаслідок техногенної діяльності людей кар'єрів, шламонакопичувачів, териконів, мулових майданчиків, неправильне використання поверхневих і підземних вод, мінеральних та інших природних ресурсів.

Супутнє забруднення -- це поступові зміни біосфери під впливом антропогенної діяльності (спустелювання, потепління в результаті «парникового ефекту», руйнування озонового шару, висихання боліт, озер, морів, випадання кислотних дощів тощо).

Антропогенні відходи виникають як у результаті промислової діяльності, так і споживання. Відповідно до цього їх поділяють на відходи виробництва і відходи споживання. Відходами виробництва вважають невикористані залишки сировини, матеріалів або напівфабрикатів, що утворилися при виготовленні продукції і повністю або частково втратили свої споживчі властивості. До них належать також продукти фізико-хімічної чи механічної переробки сировини, отримання яких не було метою виробничого процесу і які в подальшому можуть бути використані в господарстві як готова продукція після відповідної обробки або як сировина для подальшого перероблення.

Таблиця 5.1 Класифікація речовин за ступенем небезпечності (ГОСТ 12.1.007--76)

До відходів споживання відносять різні вироби, комплектувальні деталі тощо, які з тих чи інших причин не придатні для подальшого використання. Ці відходи поділяють на промислові та побутові. До перших належать металобрухт, обладнання, що вийшло з ладу, вироби технічного призначення з гуми, пластмаси, скла тощо. До побутових належать харчові відходи, зношені вироби побутового призначення (одяг, взуття та ш.), різноманітні використані вироби (пакувальні матеріали, скляна та інші види тари), побутові стічні води тощо.

Класифікацію відходів можна здійснювати за такими ознаками: за місцем утворення, можливістю переробки, агрегатним станом, токсичністю. За місцем утворення відходи поділяють на промислові, агропромислові та побутові. За можливістю переробки всі відходи можна поділити на вторинні матеріальні ресурси, які вже переробляються або переробка яких планується, і на відходи, переробка яких на цьому етапі розвитку економіки недоцільна і які становлять безповоротні втрати. За агрегатним станом відходи поділяються на тверді (гравій, пісок тощо), рідкі (розчини, емульсії, суспензії тощо) та газоподібні (гази та їх суміші, водяна пара, парогазова суміш). За токсичністю відходи класифікують залежно від небезпечності отруєння на чотири класи (табл. 5.1).

5.2 ПРИРОДНЕ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ

Ще й понині в науковій літературі дискутується питання про вплив глобальних катастроф на розвиток живих організмів у біосфері. Вперше на це вказав французький учений Ж. Кюв'є (XVIII ст.). Багатий фактичний матеріал, зібраний ученими, свідчить, що впродовж тривалого життя на Землі відбулися як повільні еволюційні, так і революційні зміни. Останні пояснюють катастрофічними наслідками величезних повеней та інших природних стихій. Так, відомо, що динозаври жили на Землі впродовж майже 150 млн років і становили величезну групу рептилій (травоїдних і хижих). Наприкінці крейдового періоду вони раптово зникли, не залишивши по собі нащадків. Це одне з найзагадковіших явищ природи. Вплив екологічних катастроф на великомасштабні зміни розвитку живої природи на Землі нині детально досліджують багато вчених. Ці зміни вони пояснюють внутрішніми змінами самої Землі, зумовлені її властивостями, та зовнішніми космічними. Проте як земні, так і космічні зміни тісно пов'язані між собою, і можна розглядати тільки їх спільний вплив.

На біосферу Землі значний вплив має насамперед сонячна активність. Про цей вплив уперше зазначив російський учений О. Л. Чижевський. Численні неспростовні дані свідчать про те, що багато явищ на Землі і в біосфері тісно пов'язані з активністю Сонця. Так, різке збільшення чисельності окремих видів і популяцій («хвилі життя») -- це результат зміни сонячної активності. Існує думка, що сонячна активність впливає й на деякі геологічні процеси (катастрофи, катаклізми), а також на соціальну активність людського суспільства. Зокрема, серію аномальних явищ, які відбувалися в 1989 р., пов'язують з високою сонячною активністю. Впродовж 1,5--2 міс. спостерігалися землетруси на острові Ітуруп, сталися велика аварія на продуктопроводі в районі Челябінська, події в Тбілісі, затонув атомний підводний човен «Комсомолець» тощо.

На розвиток життя значно впливає магнітне поле Землі. Магнітне поле захищає життя на планеті від іонізуючого сонячного та космічного випромінювання, яке згубно впливає на тканини та генетичний апарат організмів. Під впливом зменшення напруженості магнітного поля, як показав канадський учений Я. Крейн, у тканинах організмів виникають необоротні зміни і розвивається безпліддя. Як засвідчують геофізики, в геологічній історії Землі неодноразово зменшувалась напруженість магнітного поля і навіть мінялися місцями північний і південний полюси. Такі інверсії відбувалися неодноразово. Крім того, нинішній магнітний стан, який називають епохою прямої полярності, триває близько 700 тис. років і напруженість магнітного поля планети поступово знижується. Якщо цей процес триватиме й надалі в такому самому темпі, то приблизно через 2 тис. років напруженість магнітного поля зменшиться до нуля і потім почне зростати в протилежному напрямі. Для живих організмів це може мати катастрофічні наслідки, пов'язані зі зміною їх властивостей та вимиранням. Різко зросте кількість мутацій.

Російські вчені В. Красовський та Й. Шкловський пояснюють причини земних катастроф спалахами наднових зірок. Суть цього явища полягає в тому, що деякі зірки раптом спалахують і починають випромінювати в мільйони разів більше світла, ніж до спалаху. Такі вибухи наднових зірок супроводжуються дуже високими дозами ультрафіолетового, рентгенівського і космічного випромінювання енергії. Якщо такі спалахи відбудуться поблизу Землі, а це ймовірно, то вони матимуть катастрофічні наслідки для живих організмів. У цьому разі різко підвищиться радіаційний фон, збільшиться число мутацій, що призведе до загибелі багатьох організмів.

Катастрофічними наслідками супроводжуються падіння на поверхню Землі метеоритів, комет, астероїдів. Свідченням таких падінь є величезні кратери (десятки й сотні кілометрів), виявлені на поверхні Землі. На території України поблизу с. Болтишка Кіровоградської області утворився кратер діаметром 25 км, а в Сибіру, в басейні р. Хатанги -- ще більший (близько 100 км). Енергію вибуху, що відбувся під час зіткнення з метеоритом, оцінюють у Ю23 Дж, що в сотні тисяч разів перевищує енергію найпотужніших землетрусів, або приблизно 120 млн атомних бомб такої потужності, які було скинуто на Хіросіму. В результаті таких зіткнень утворюються величезні маси пилу, які спричинюють значні кліматичні зміни, зокрема похолодання. При зіткненні з водами океану виникають катастрофічні зливи на величезній поверхні Землі.

Останнім часом з'явились свідчення на користь того, що масова загибель динозаврів могла спричинитися падінням на Землю одного або кількох космічних тіл. Зокрема, про це свідчить іридієва аномалія на межі крейдового та палеогенового періодів, тобто геологи виявили тонкий прошарок глини, збагаченої іридієм, кобальтом, нікелем та іншими металами, які характерні для метеоритів. Динозаври зникли внаслідок кліматичної катастрофи, спричиненої забрудненням атмосфери пилом і сажею під час пожежі і внаслідок цього різким похолоданням. На території Землі виявлено сліди багатьох таких падінь космічних тіл, що утворили величезні кратери. Зокрема, такими були Каменський (22 км) і Гусевський (4 км) кратери на Донбасі. Останнє зіткнення Землі з великим метеоритом відбулося приблизно 50 тис. років тому на території США. В результаті цього зіткнення утворився Аризонський кратер діаметром 1,2 км і завглибшки 180 м.

Величезну пожежу і повалення лісу на значній площі (кілька сотень квадратних кілометрів), що відбулися в Сибіру в 1908 р., пов'язують з вибухом невеликої комети (Тунгуський вибух). У 1968 р. побоювалися зіткнення астероїда Ікар із Землею. Та, на щастя, астероїд пройшов на відстані близько 6 млн км від нашої планети. Подібних астероїдів розміром 1 км, які можуть зіткнутися із Землею, астрономи нарахували близько 1300. Ймовірність зіткнення оцінюється як один випадок на 100 тис. років. Нині астрономи ведуть активні спостереження за рухом астероїдів, щоб запобігти катастрофічним наслідкам їх зіткнення з нашою планетою.

Інші катастрофічні події -- землетруси, тайфуни, повені, буревії, виверження вулканів мають локальний екологічний вплив і загалом не впливають на еволюцію біосфери. Вони завдають значної матеріальної шкоди навколишньому природному середовищу, призводять до загибелі багатьох представників рослинного й тваринного світу та до людських жертв. За оцінками К. Ситника, О. Брайона і А. Городецького, збитки від стихійних лих в усьому світі щороку досягають ЗО млрд доларів, а кількість людських жертв становить близько 250 тис. чоловік. Найбільших збитків завдають повені, а найбільше людей гине від буревіїв. Зокрема, великих збитків від повені в 1998 р. зазнала Україна в Закарпатті, коли р. Тиса вийшла з берегів і затопила величезні площі, спостерігалися гірські селі та значні зсуви ґрунту. Взимку в гірських районах унаслідок снігопадів відбуваються зсуви снігових лавин, які руйнують селища та призводять до загибелі людей і тварин, що спостерігалося в горах Франції, Австрії, Швейцарії та інших країн узимку 1999 р.

5.3 АНТРОПОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ

З початку XVIII ст. було зроблено низку наукових відкриттів, які сприяли розвитку сучасного промислово розвиненого суспільства. Одночасно були введені в культуру нові види рослин, що підвищило ефективність землеробства та тваринництва в сільському господарстві. В другій половині XIX ст. з появою сучасної індустрії зміни стали особливо відчутними. Все в більшій кількості почали використовувати викопні мінеральні ресурси -- вугілля, нафту, залізну руду та ін.

Сучасний розвиток людського суспільства Землі характеризується надзвичайно інтенсивним зростанням чисельності населення. Так, починаючи з 1900 до 1999 р. кількість населення зросла від 1,6 до 6 млрд чоловік (див. рис. 2.6), тобто за сторіччя збільшилася в 3,75 раза. Таким самим темпом зростали й потреби населення, про що свідчать дані табл. 5.2.

Енергетичні потреби тільки США за останні сто років збільшилися в 70 разів. Кількість нафти, споживаної Францією, зросла з 5 млн т у 1939 р. до 100 млн т у 1970 р. Світове виробництво рідких вуглеводнів у 1971 р. перевищило 2,5 млрд т. Щоб уявити величезні розміри споживаної енергії сучасним суспільством, наведемо такий приклад: загальна маса викопного палива, яка була спалена в 1959 р., еквівалентна 5% загальної кількості сонячної енергії, яку щороку поглинають усі первинні продуценти біосфери і перетворюють її на органічні сполуки. На планеті щороку спалюють 10 млрд т умовного палива. Всього цивілізація спожила 120 млрд т палива, причому понад 65 % з них -- після 1945 р.

Упродовж 80-ти років з початку XX ст. із надр Землі було видобуто корисних копалин більше, ніж за всю попередню історію людства. Обсяги піднятих на поверхню гірських порід перевищують винос ґрунту річок у Світовий океан. Світове виробництво і споживання первинних енергоресурсів на початку 90-х років становило 10 млрд т умовного палива, що в чотири рази більше, ніж у 1971 р. Відповідно цьому зростанню відбувалася деградація біосфери. В результаті спалювання вугілля, нафти, газу та інших паливних ресурсів в атмосферу планети щороку викидається понад 22 млрд т оксиду карбону (IV) і понад 150 млн т сірчистого газу. Щороку в ріки скидається понад 160 км3 забруднених стічних вод, в ґрунти вноситься сільським господарством понад 500 млн т мінеральних добрив і близько 4 млн т пестицидів. Більша частина з них осідає в ґрунтах та виноситься поверхневими водами у водойми Світового океану (ріки, озера, моря та океани). Згідно з розрахунками академіка В. А. Ковди, біосфера Землі зазнає впливу від людства у 2000 разів більше, ніж від решти живого світу.

У результаті споживання величезної кількості природних ресурсів щороку утворюється і нагромаджується значна кількість відходів господарської діяльності людей. Адже з добутих природних мінеральних ресурсів лише 2--8% використовується, а решта потрапляє у відходи.

Таблиця 5.2 Обсяг споживання товарів на світовому ринку

Внаслідок такого господарювання тільки за XX ст. втрачено близько 20 % родючих земель. Випадання «кислотних дощів» стало звичним явищем, що призвело до втрати величезної площі лісів. З'явилися «діри» в озоновому шарі атмосфери. Внаслідок цього та інтенсивної хімізації сільськогосподарських угідь різко зросла захворюваність дорослого населення й дітей. Істотно скоротилася середня тривалість життя. Зменшення площі родючих земель та їх урожайності призвели до того, що велика кількість населення на земній кулі голодує. Так, у 1978 р., за даними комітету ООН з питань харчування (ФАО), від голоду померло понад 12 млн дітей віком до 5 років. У 1980 р. від нестачі продуктів харчування потерпало 800 млн чоловік, тобто кожний п'ятий на Землі голодував.

Нечуваними темпами скорочується ресурсна база. Багато корисних копалин перебуває на межі вичерпності. Нині бездумно і марнотратко використовують багато видів різних копалин. Цей процес марнотратства можна порівняти хіба що з винищенням мамонтів нашими пращурами у далеку давнину. Темпи винищення мамонтів були настільки інтенсивними, що приблизно за 1000 років вони повністю зникли. Якщо темпи споживання мінеральних ресурсів залишаться такими, як в останнє десятиріччя, то вони будуть вичерпані за 400--500 років. А ресурси Світового океану можуть зникнути ще раніше. Катастрофічне забруднилася біосфера антропогенними відходами. Нині важко знайти на Землі куточок, де б можна було подихати чистим повітрям і напитися чистої води.

Розвиток деградаційних процесів на Землі передбачали вже давно. Так, стародавній мислитель Ібн Сіна (Авіценна) ще тисячу років тому попереджав про згубну для природи і небезпечну для людства господарську діяльність, яка побудована тільки на безмежному споживанні. Особливо загрозливих масштабів ця діяльність набула в останні десятиліття. Прогноз фахівців Римського клубу під керівництвом Д. Медоуза, зроблений у 1972 р., застерігав про наближення глобальної екологічної кризи, наслідком якої може бути незворотна деградація природного середовища, тобто катастрофа.

Як бачимо, основними джерелами антропогенного забруднення навколишнього природного середовища є промисловість, сільське та комунальне господарство. Серед забруднювальних промислових об'єктів найбільший внесок роблять підприємства енергетичної галузі (ТЕС, ГРЕС, АЕС, котельні), промислові об'єкти металургійної, нафтопереробної, хімічної та целюлозно-паперової промисловості, а також цементні та інші заводи будівельної індустрії. Великими забрудниками довкілля є військово-промисловий комплекс, гірничозбагачувальна промисловість та автомобільний, повітряний, морський, річковий і залізничний види транспорту.

Енергетика, металургійна промисловість та автотранспорт створюють близько 85 % усього обсягу забруднень. Металургійна промисловість України зумовлює близько 35 % усіх забруднень атмосфери і природних вод. У результаті спалювання викопного палива, зокрема вугілля, утворюються різні шкідливі для здоров'я речовини -- діоксин, хлорвуглевод ні та різні похідні вуглеводнів, що мають канцерогенні та мутагенні властивості. Величезні площі родючих земель займають шламосховища, звалища, терикони та відвали породи.

Близько 85 % забрудників повітря викидають над промисловими районами, 10--15 % -- над містами, 1--2% -- над сільською місцевістю і 0,1 % -- над Світовим океаном. У великих містах на кожному квадратному кілометрі за добу осідає 1,5 т пилу. Найбільш забрудненими містами України є Київ, Дніпропетровськ, Донецьк, Дніпродзержинськ, Одеса, Харків та інші промислово розвинені міста. Найбільшим забрудником міського повітря є автомобільний транспорт, на частку якого припадає 40 % усіх забруднень. За рік автомобіль споживає понад 1 млн т кисню, якого вистачило б для дихання ЗО млн чоловік. В атмосферне повітря міста потрапляє оксид сульфуру (IV), оксиди карбону (II) і (IV), оксиди нітрогену, гідрогенсульфід, сірковуглець, діоксини, фенол, формальдегід, хлор, аміак, сульфати, важкі метали, бензпірен, пил та інші шкідливі речовини.

За кількістю промислових забруднень на душу населення Україна посідає одне з перших місць у Європі. Щорічний обсяг шкідливих речовин, які потрапляють на один квадратний кілометр площі України, у 6,5 раза вищий, ніж у США, і в 3,2 раза -- ніж у країнах Європи. Це є наслідком нераціональної структури господарювання і недосконалих технологій. У країні переважають енерго- та матеріалоємні технології, що характеризуються значними обсягами забруднень. Зонами екологічного лиха оголошено понад 15% території країни. В ній функціонує 1700 шкідливих виробництв, у тому числі 4 АЕС. Близько 1000 хімічних підприємств є особливо небезпечними. Виявлено багато районів, де повітря, води і ґрунти дуже забруднені нафтопродуктами (нафтобази, аеродроми, нафтосховища, нафтопереробні заводи, автопарки, автозаправки, нафтові свердловини тощо). Значну кількість забруднювальних речовин викидає транспорт, особливо автомобільний. При спалюванні одного кілограма етильованого бензину в атмосферу викидається близько 1 г свинцю (ГДК його в повітрі становить 0,0007 мг/м3). Кожний автомобіль за рік споживає з атмосфери 4350 кг кисню і викидає в неї 3250 кг оксиду карбону (IV), 530 кг високотоксичного оксиду карбону (II) СО, 93 кг вуглеводнів, 27 кг оксидів нітрогену і близько 1 кг свинцю. Нині в світі налічується близько 500 млн автомобілів.

Найпоширенішими газовими* забрудниками є сірчистий газ, оксиди нітрогену, бензпірен, аміак та інші речовини. У вигляді твердих часточок у димах містяться вугілля, попіл, сульфати та сульфіди металів (заліза, міді, цинку, свинцю), кремнезем, хлориди, сполуки кальцію, натрію, фосфору, а також пара у вигляді туману сульфатної та нітратної кислот, ртуті, фенолу тощо. До забрудників довкілля належать також різні шуми від виробництв і транспорту та йонізуюче випромінювання, вібрації, електромагнітне випромінювання, світлотеплові впливи тощо.