Тонкий слой земной поверхности и атмосферы, где существует жизнь, называется биосферой. Биосфера, или, как ее чаще назы­вают, окружающая среда, включает две группы компонентов. Живые, или биотические, компоненты составляют растения, животные и микроорганизмы; к неживым, или абиотическим, компонентам отно­сятся: воздушная среда (атмосфера), водная среда (гидросфера), почва, недра (верхняя часть земной коры), климатическая и акустиче­ская среды.

Рассмотрим абиогенные составляющие окружающей среды, под­вергающиеся наибольшему антропогенному воздействию.

Воздушная среда может быть наружной, в которой чело­век находится меньшую часть времени (до 10—15%), внутренней производственной, в которой человек проводит примерно треть сво­его времени (до 25—30%), и внутренней жилой, в которой люди пре­бывают большую часть времени (до 60—70%). Из этого не следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так как из нее поступает воздух в жилые и производственные помещения.

У поверхности земли наружный воздух содержит по объему (%): азота 78,08; кислорода 20, 95; инертных газов 0,94; диоксида углерода 0,03. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, содержа­ние азота увеличивается до 78,89%. У поверхности земли воздух включает различные примеси. В городах в нем может содержаться более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутрен­ний воздух в жилищах, как правило, отличается повышенным содер­жанием диоксида углерода. Внутренний воздух производственных по­мещений имеет примеси, характер которых определяется технологией производства.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане. Площадь поверхности океана (акватория) составляет 361 млн. км2, что в 2,4 раза больше площади суши (149 млн. км2). Более 1 млрд. км3 воды в океане сохраняет постоянную соленость (около 3,5%о) и температуру (примерно 3,7°С). Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно средиземных морях. Со­держание растворенного кислорода в воде заметно уменьшается на глубине 50—60 м.

Подземные воды могут быть солеными, солоноватыми и пресными; геотермальные воды имеют повышенную температуру.

Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км3. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км3.

При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, подвергая ее опреснению или гиперфильтрации. Оба этих процесса весьма энергоемки, поэтому представ­ляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве ис­точника пресной воды айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам стран, испытывающих недостаток пре­сной воды. По предварительным расчетам получение пресной воды та­ким способом примерно вдвое менее энергоемко по сравнению с оп­реснением и гиперфильтрацией.

Важным обстоятельством, связанным с водной средой, является то, что через нее в основном передается примерно 80% инфекционных за­болеваний.

Почва — верхний слой литосферы (земной коры, твердой оболоч­ки Земли) — занимает особое место среди всех природных богатств: она дает продукты питания, корм для скота, волокно для одежды, ле­соматериалы и т. д. Толщина почвы составляет в среднем 18—20 см, в некоторых районах суши она вообще отсутствует, а кое-где достигает 1,5—2 м. Под сово­купным воздействием климата, растительности, жизнедеятельности ор­ганизмов, изменений рельефа в почве непрерывно происходят процес­сы созидания и разрушения. Подсчитано, что создание плодородного слоя почвы толщиной 2—3 см при благоприятных условиях происхо­дит за 200—1000 лет.

Структура почвы зависит от наличия в ней глины или песка. Если количество песка (частицы диаметром 0,02—2 мм) в почве очень вы­сокое, она не сможет удерживать воду и воздух, в результате чего бу­дут окисляться основные органические вещества. Если в почве высо­кое содержание глины (частицы диаметром менее 0,002 мм) и ила, почва будет менее проницаемой для воды и газов. Обычно почвы с высоким содержанием глинистых частиц накапливают и удерживают питательные вещества, необходимые для активного роста растений.

Растения и животные также влияют на характер почвы. В верхних слоях почвы накапливаются растительные остатки, которые впослед­ствии разлагаются под действием почвенных организмов. Разложив­шиеся растительные остатки разрыхляют почву, делая ее воздухо- и водопроницаемой. Роющие животные от сурка до муравья, земля­ного червя и крохотных беспозвоночных также способствуют раз­рыхлению почвы.

Главный фактор, характеризующий качество почвы, — плодородие. Его ухудшение возможно в результате действия процессов природного или антропогенного происхождения (водная и ветровая эрозия, заболачивание, загрязнение почвы промышленными и бытовыми отходами, загрязнение в результате вноси­мых удобрений и ядохимикатов). Особенно большой ущерб плодоро­дию почв наносит эрозия.

Растительный и животный мир целесообразно рас­сматривать совместно, так как они не могут существовать раздельно. В зеленых растениях благодаря фотосинтезу создается органическое вещество. Фотосинтез — процесс получения углеводов из диоксида уг­лерода и воды с помощью световой энергии солнечных лучей, кото­рую растения превращают в химическую энергию и запасают в угле­водах. При этом выделяется кислород, а углерод входит в состав орга­нических соединений.

Животный мир вносит значительный вклад в почвообразователь­ные процессы, состояние водоемов, расселение растений. Звери и пти­цы, мигрируя, рассеивают семена растений, обогащают почву и водо­емы органическими веществами. Они служат резервом генетического фонда для дальнейшего выведения ценных пород домашних живот­ных. Животный мир включает более 2 млн. видов, раститель­ный — лишь около 500 тыс.

Человек оказывает большое воздействие на животный и раститель­ный мир. Это воздействие может быть прямым, выражающимся, на­пример, в добыче промысловых животных и истреблении вредных ви­дов, и косвенным, состоящим в изменении условий их существования: загрязнении атмосферы, воды и почвы; осушении болот, распашке сте­пей, строительстве плотин и водохранилищ и др.

Недра содержат величайшие богатства Земли, ее минеральные ресурсы. Это полезные ископаемые: руды черных, цветных и редких металлов, различные виды топлива, химическое сырье и строительные материалы.

Минеральные ресурсы не способны к самовосстановлению и отно­сятся к исчерпаемым, невозобновляемым. Поэтому необходимо сле­дить за сохранностью запасов полезных ископаемых, обеспечивать ох­рану месторождений от затопления и обновления, не застраивать тер­ритории их залегания.

С целью нанесения наименьшего ущерба природе и по экономиче­ским соображениям необходимы комплексная разработка месторожде­ний полезных ископаемых и рекультивация нарушенных земель. Наря­ду с полезными ископаемыми все составные вещества, содержащиеся в рудном теле и по­крывающих породах, могут служить сырьем для различных отраслей народного хозяйства, и при их комплексном использовании сопутст­вующие компоненты не будут образовывать отвалы. Следует учесть, что стоимость сопутствующих компонентов часто бывает не меньше стоимости основного полезного ископаемого.

Рекультивация состоит в сохранении почвенного слоя, снимаемо­го до начала горных работ, в формировании из вынутого грунта пло­ских отвалов, террас и в последующем использовании почвенного слоя для покрытия их поверхности. Рекультивация включает восста­новление почвы или создание на отвалах условий, обеспечивающих ее плодородие.

Климатическая среда — важный фактор, определяю­щий развитие видов животного и растительного мира, урожайность сельскохозяйственных культур. Большая часть территории нашей стра­ны имеет значительно более холодный, чем в других странах, климат.

Акустическая среда — фактор, существенно влияющий на самочувствие людей и животных. Исследования доказали, что по­вышенный шум неблагоприятно влияет даже на развитие растений.

Акустические колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц — инфразвуковые, от 16 Гц до 20 кГц — звуковые, свыше 20 кГц — ультразвуковые. Находящиеся в звуковой области шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц). Как правило, в спектре шума присутствуют все частоты. Самое неблагоприятное действие на человека оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты.

Люди по-разному воспринимают шум в зависимости от возраста, эмоциональности, состояния нервной системы и пр. Он мешает работе, отдыху, нарушает сон. Шум — не только причина развития глухоты, но и таких заболеваний, как гипертония, расстройство центральной нервной системы, язва желудка и др. Сильный шум, длительное время воздействующий на человека, понижает его способность к продолже­нию рода. Звук, равный 130 дБ, воспринимается уже не как звук, а как давление, причиняющее боль. По данным австралийских исследовате­лей шумовое загрязнение, характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни людей на 10—12 лет.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимиче­ского круговорота. Выделяют два основных круговорота: боль­шой (геологический) и малый (биотический). Геологический кругово­рот длится миллионы лет и происходит между сушей, атмосферой и океаном. При этом часть химических соединений растворяется в воде, переходит в воздух или потребляется организмами. В результа­те медленных геотектонических изменений материки опускаются, а морское дно поднимается, морские напластования возвращаются на сушу, и процесс начинается вновь.

Малый круговорот является частью большого, происходит на уров­не конкретной экологической системы (лес, тундра, болото и т. д.) и заключается в том, что минеральные питательные вещества почвы и воды под действием солнечной энергии аккумулируются в растени­ях, расходуясь на создание их массы, обеспечивая существование дру­гих биотических компонентов.