Биосфера. Загрязнение и защита окружающей среды (стр. 1 из 2)
Тема 1: Биосфера
Биосфера (Зюсс в кн. 19 – го века) – «сфера жизни всего живого» 1875г.
Первый автор учения о биосфере – В.И. Вернадский. Кот. считал, что жизнь не появилась откуда – то из «вне», она существовала на земле всегда.
Установлен закон в соотв. с кот. биосфера подчин. закону «константности». В соответствии с законом масса живого вещества на планете составляет 1019 тонн. Количество живой энергии сост. 4,171810 Дж. Химический состав на планете остаётся стабильным.
Основа биосферы – живое вещество, кот. охватывает и перераспределяет химические вещества и т.п. Сущ. также абиотическое (неживое) вещество. Радиоактивное вещество – электронные и др. виды полей излучений, вкл. космическое вещество.
Особенности биосферы:
1. способность быстро наращивать массу вещества;
2. интенсивно размножаться и осваивать всё живое пространство;
3. движение под действием сил гравитации;
4. активное движение;
5. устойчивость, в течение жизни, и быстрое разложение;
6. способность адаптации к любым условиям;
7. чрезвычайно высокая скорость реакции.
Функции биосферы:
1. энергетическая:
1.1. фотосинтез;
1.2. поглощение.
2. концентрационная – живое вещество концентрирует в массе тела избранные хим. элементы;
3. деструктивная – сост. в том, чтоб разрушать;
4. средообразующая;
5. газообразующая;
6. транспортная – перенос веществ и энергии в результате активного движения организма;
7. информационная – выражается в том, что организмы и их колонии накапливают определенную информацию, закрепляет её в наследственности структуры и передаёт последующим поколениям. Основное звено передачи информации – клетка.
Экосистема (1935г., автор Тенсли) – совокупность взаимосвязанных элементов.
Свойства экосистемы: целостна; открыта для обмена; способна поддерживать высший уровень внутренней упорядоченности; способна предупреждать неконтролируемые процессы, способна повышать суммарную энергию системы.
Энтропия – мера упорядоченности экосистем.
Функции экосистемы:
1. гомеостаз – механизм саморегуляции экосистемы;
2. обмен;
3. борьба за выживание.
Основные микроэлементы ЖО: H; O; C; Ca; Na; K; P; S.
Экосистема – единый природный или антроп. – природный комплекс, созд. живыми организмами, в кот. живые и неживые компоненты объединены между собой причинно – следственными взаимосвязями, обменом веществ и распределяются потоком энергии.
ТЕРМИНЫ.
Продуцент (автотроф) – организм, кот. создает (продуцирует) органическое вещество из воды, углекислого газа и минеральных солей, используя при этом солнечную энергию. Всего зеленый покров Земли состоит из 350 тыс. видов.
Консумент (гетеротроф) – орг., который получает жизненную энергию, питаясь растениями или животными. Среди них: травоядные животные, хищники, паразиты, хищные растения (росянка, прим.), грибы. Таких орг. ок. 1,5 млн. видов.
Редуцент – орг., кот. расщепляют органическое вещество вырабатываемое продуцентами и консументами до простых соединений (воды, углевода, минеральных солей), замыкая т.о. круговорот веществ в биосфере. Таких орг. на Земле ок. 75 тыс. видов (к ним относятся микроорганизмы). Грибы, к прим., разрушают отмершую древесину, выполняя роль редуцентов.
Пищевая (трофическая) цепь – взаимосвязи между организмами, каждый из которых питается другими, и ,в свою очередь, служит пищей третьему. В начале цепи расположены продуценты, они служат пищей для консументов 1 – го порядка (травоядным животным), далее следуют консументы 2 – го порядка (хищники), замыкают цепь продуценты.
В современной науке об окружающей сущ. 2 системы взглядов на существование биосферы: 1) антропоцентрическая; 2) биоцентрическая.
Антропоцентрическая система взглядов – отмечает власть человека над природой. Такой подход называют технологическим. При таком подходе законы природы считают вторичными, они не могут мешать социальному прогрессу.
Биоцентризм – утв., что природа – это объект сосуществования видов, в т.ч. и человека.
По мере развития общества сформ. система связи между экономикой и биосферой (биоэкономика).
Производством потребляется ежегодно:
· гидросфера – 5,3 тыс. гГт воды, отходы составляют 5013±4 Гт;
· атмосфера – производство потребляет 28 Гт, человек 1,2 Гт, отходы в атмосферу сост. 35±1,6 Гт;
· минеральное сырье – 100 Гт;
· биомасса – 10 Гт в год (используется не более 7,5%);
· энергоресурсы – исп. на 16%, повсеместно!
Показателем использования ресурсов служит ИИР (индивидуальное использование ресурсов) – коэффициент потери резерва за год – отношение общего кол. добытых ресурсов к численности населения региона (страны или мира).
По величине ИИР делятся на 3 гр.:
1. ресурсы со степенью истощения более 1,7% (золото, ртуть и др.);
2. ИИР ≤ 1,3% (молибден, железо, никель, алюминий и др.);
3. ост. ИИР, в кот. резерв сост. 0,4 – 0,6%.
Структура (схема) использования ресурсной базы:
Потребление► Производство► Продукты производства► Потребление продукты производства► Отходы производства► Потребление.
Законы природы: развитие, целостность и функциональность.
Целостность – воздействие на один из элементов биосферы влечет за собой изменение во всей системе.
Функциональность – круговорот веществ и энергии в природе, многократная повторяемость процессов, обеспечит их высокую суммарную эффективность, при ограниченном объеме вещества, что учитыв. в этих процессах.
Развитие системы - сост. в непрерывном изменении биосферы.
Круговорот веществ осущ. благодаря открытости биосферы. О2 производится ежегодно в объёме 1,5×108 т; при этом потребляется 2×1010 т.
Палютанты – вещество – загрязнитель биосферы, влияющие на биоценоз.
Тема 2: Загрязнение ОС
Материальные полютанты – имеют всевозможное агрегатное состояние и хим. состав. Осн. их виды:
1. механические (без хим. примесей!);
2. химические – полютанты, кот. вызывают изменение хим. особенностей среды и негативно воздействуют на экосистемы;
3. физические – изменяют параметры среды (температура, радиация, волновые колебания и т.п.);
Физические загрязнения:
1. тепловое – изменение температурного режима среды (причина – тепловые выбросы предприятий!);
2. световое – нарушение природной освещенности (в сл. действия источников искусственного освещения, что созд. аномалию в жизни растений и животных);
3. шумовое – увеличение интенсивности звука свыше природного уровня.
4. электромагнитное – излучение исх. от электросетей, работы промышленных устройств и т.п., что нередко приводит к географическим аномалиям, изменения чувствительности биологической среды;
5. радиационное – повышение уровня радионуклидного излучения, кот. влияет на биосферу.
Биологическое загрязнение: биотическое и микробиологическое.
Информационное загрязнение: загрязнение генотипа (РНК и ДНК!)
Для оценки уровня загрязнения используют показатели: ПДК, ПДУ; для оценки загрязнения экосистемы – ПДТН, ПДЕН, МТН.
МТН – это объем сточных вод и твердых промышленных отходов, отходов коммунальных объектов, кот. распределяется по административной территории (измеряется в тыс.т/км2).
Расчёт МТН, пример:
Площадь = 520 кв.км.
Выбросы = 200 тыс.т.
МТН = 200 тыс.т./ 520 кв.км. = 0,35 (тыс.т/кв.км).
Показатели технологической и техногенной нагрузки используют для составления экологических карт с целью оценки ситуации и сравнения показателей территорий.
Основу выбросов по массе сост. выбросы от подвижных источников – автомобилей, с/х техники, самолёты, тепловозы.
На большие города приходится всего от 30 до 70% всех выбросов.
На США приходится не менее 40% всей массы загрязнений.
Основные загрязнители: CO (177 – 200 млн.т/год), NO* (68 млн.т/год), SO2 (99 млн.т/год), CO2 (50 млн.т/год). От стационарных источников поступает 57 млн.т/год. От подвижных источников – 80 млн.т/год.
Качество и количество характера загрязнения среды является ИЗ (индекс загрязнения):
где Ai= ai= 
На основе этих данных обязаны соблюдаться меры безопасности и предосторожности.
Санитарная защищенная зона – защищенная полоса, отд. предприятия или загрязненный участок, от населенных пунктов.
ПДК – это один из путей предупреждения загрязнения окружающей среды: воды, воздуха или продуктов питания и т.п.
ПДК – максимально допустимая концентрация вещества в среде источников биопотребления, кот. при более или менее длительном воздействии на организм не оказывает влияние на здоровье, не вызывая длительного эффекта (не сказывается на потомстве).
Существуют показатели ПДК (мг/куб.м.): ПДКр.з. – рабочей зоны; ПДКмакс. – максимальный; ПДКс.с. – среднесуточное; ПДКн.п. – населенных пунктов.
Нормирование – деятельность по установлению предельно допустимых действий человека на окружающую среду.
Нормативы – определитель компромиссов между экологией и экономикой.
ЭТТ, ПДНТ, ПДЭТ – подзаконные нормативы, опред. качество окруж. среды.
Экологические стандарты и нормирование – установленный комплекс норм по охране окружающей среды, использовании природных ресурсов и обеспечения экологической безопасности.
Экологический менеджмент – отражение государственной политики в области охраны окружающей среды и обеспечение экологической безопасности населения.
Технологии защиты атмосферы от промышленных загрязнений. Источником таковых есть: хозяйственная деятельность; эрозии; антропологические изменения.
ЗОС (загрязнители окружающей среды):
1. выхлопы;
2. производство;
3. сгорание бытовых и промышленных отходов.