1917

2.Определение лимитирующих факторов распространения жизни.

4.Структура вещества биосферы. Иерархия экосистем биосферы.

Вещество биосферы. Семь типов вещества. Биокосное вещество и биокосные системы планеты: почва, природные воды, атмосфера. Биогенное вещество и ископаемые продукты жизнедеятельности организмов. Косное вещество и горные породы. Рассеянное вещество и компоненты радиоактивного распада. Вещество космического происхождения.

Контрольные вопросы:

1. Перечислить основные компоненты биосферы, привести примеры.

5. Состав и строение атмосферы.

Слои атмосферы. Изменение химического состава и температуры с высотой.

Контрольные вопросы:

1.Дать определение стратификации атмосферы.

2.Перечислить и охарактеризовать основные слои атмосферы.

6. Состав и строение гидросферы.

Образование гидросферы. Состав гидросферы (пресные и минерализованные воды). Слои гидросферы. Изменение химического состава,

солености, температуры, давления с глубиной. Население гидросферы.

Контрольные вопросы:

1.Дать определение стратификации гидросферы.

2.Перечислить и охарактеризовать основные части гидросферы.

7. Состав и строение литосферы.

Химический состав литосферы. Основные слои литосферы. Строение.

Классификация горных пород. Население литосферы.

Контрольные вопросы:

11

1.Привести примеры магматических, метоморфических и осадочных пород.

2.Перечислить основные слои литосферы.

8. Роль живого вещества в биосфере.

Живое вещество как совокупность всех организмов. Живое вещество в Космосе – уникальность или вечное свойство космической материи?

Разработка В. И. Вернадским атомистического подхода к живому. Изотопы и живое вещество. Границы между живым и неживым веществом. Планетарное значение живого вещества.

Контрольные вопросы:

1.Значение живого вещества в биосфере.

2.Перечислить основные функции живого вещества в биосфере.

9. Круговороты веществ в природе.

Биохимические круговороты вещества и потоки энергии как основной механизм поддержания организованности и устойчивости биосферы.

Пространственно-временной ряд биогеохимической цикличности.

Незамкнутость круговоротов в биосфере и ее планетарное значение. Скорость выхода вещества из круговоротов. Доля вещества (отдельных химических элементов) в циклическом обращении. Время и емкость биогеохимических циклов-потоков. Суточные, сезонные и другие ритмы круговоротов.

Большой (геологический) и малый (биологический) круговороты.

Контрольные вопросы:

1. Назвать основные отличия большого и малого круговоротов веществ.

10. Биогеохимические циклы. Классификация. Закономерности.

Биохимические функции живого вещества и деятельность живых

организмов. Концентрационная функция 1-го и 2-го рода. Организмы –

12

концентраторы и современный мониторинг биосферы. Окислительно-

восстановительные функции. Биохимическая функция.

Понятие о биогенной миграции. Качественное различие между биогенной и физико-химической миграцией химических элементов и соединений.

Круговороты биогенных элементов и их антропогенная модификация:

газообразного и осадочного циклов, макро- и микроэлементов.

Контрольные вопросы:

1.Назвать основные отличия осадочного и газообразного циклов веществ.

2.Привести примеры окислительно-восстановительной функции живого вещества.

11. Круговороты воды, кислорода. Особенности.

Круговорот воды. Особенности физико-химических свойств воды и ее биологическое значение. Пути перемещения воды: вода в биосфере; круговорот воды в экосистеме. Происхождение и запасы воды на Земле. Проблема охраны и рационального использования водных ресурсов.

Круговорот кислорода. Биологическое значение кислорода.

Биохимические, анатомические и физиологические механизмы использования кислорода организмами. Резервный фонд круговорота кислорода, источники поступления кислорода в атмосферу.

Контрольные вопросы:

1.Перечислить основные особенности круговорота кислорода.

2.Значение кислорода в биосфере.

12. Круговороты углерода, азота. Особенности.

Круговорот углерода. Биологическое значение углерода. Особенности круговорота в водных и наземных экосистемах. Запасы органического и неорганического углерода. Хозяйственная деятельность человека и трансформация круговорота углерода.

13

Круговорот азота. Фиксация азота и вовлечение его в биохимический круговорот. Симбиотические и свободно живущие организмы – фиксаторы азота. Процессы аммонификации, нитрификации и денитрификации. Проблемы загрязнения окружающей среды соединениями азота.

Контрольные вопросы:

1.Перечислить основные особенности круговорота углерода.

2.Значение углерода в биосфере.

3.Перечислить основные особенности круговорота азота.

4.Значение азота в биосфере.

5.Дать определение: азотофиксация, нитрификация, денитрификация.

13. Круговороты фосфора, серы. Особенности.

Круговорот фосфора. Биологическое значение фосфора. Фосфор как лимитирующий фактор. Последствия антропогенного нарушения круговорота фосфора.

Круговорот серы. Биологическое значение серы. Резервный фонд серы.

Микробиологические процессы в круговороте серы. Антропогенная трансформация круговорота серы. Поступление серы в атмосферу. Локальные,

региональные и глобальные проблемы загрязнения атмосферы загрязнениями серы.

Контрольные вопросы:

1.Перечислить основные особенности круговорота фосфора.

2.Значение фосфора в биосфере.

3.Перечислить основные особенности круговорота серы.

4.Значение серы в биосфере.

14. Круговороты второстепенных элементов. Особенности.

Рассеивание и циркуляция загрязняющих веществ в биосфере. Включение

загрязнителей в биомассу.

Контрольные вопросы:

14

1.Перечислить основные особенности круговорота фосфора.

2.Значение фосфора в биосфере.

основные особенности круговоротов второстепенных элементов. 2. Значение стронция, цезия, кадмия в биосфере.

15. Эволюция биосферы.

Предпосылки возникновения жизни на Земле. Теории происхождения жизни. Добиотическая фаза, биотическая фаза происхождения жизни.

Контрольные вопросы:

1.Перечислить основные этапы формирования жизни на Земле.

2.Указать основные предпосылки появления жизни на Земле.

16. Природная зональность биосферы.

Фотохимические процессы и климат планеты. Основные биомы.

Вертикальная и горизонтальная зональности.

Контрольные вопросы:

1.Дать определение горизонтальной зональности. Привести пример.

2.Назвать отличия в характеристиках биомов при вертикальной зональности.

17. Место и роль человека в биосфере. Ноосфера.

Биосфера и границы Жизни. Космос и биосфера. Человек в биосфере.

Создание новой ноосферной организованности. Учение В. И. Вернадского о биосфере и новое научное мировоззрение. Учение о биосфере – научный фундамент современной экологии.

Контрольные вопросы:

1.Назвать отличия ноосферы от биосферы.

2.Условия существования ноосферы.

15

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1 Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты

по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и

презентаций.

Практическая работа 1.

РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ

ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХ ОТ АВТОТРАНСПОРТА

Цель работы: Ознакомление с основными видами антропогенных загрязнений окружающей среды и методами их экспрессного анализа.

Оборудование: калькулятор.

Теоретическая часть

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота NOx и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах.

Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами.

Повышенное содержание СО и NOx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированных двигателей, а также двигателя в режиме прогрева.

16

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов за определенный промежуток времени.

К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ

(концентрация в выхлопных газах 0,3 – 10% объема), углеводороды – несгоревшее топливо (до 3% объема) и оксиды азота (до 0,8% объема), сажа.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом.

Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

1.Количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

2.Нормы расхода топлива автотранспортом (табл. 1);

3.Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (табл. 2).

Таблица 1. Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении

в условиях города

17

Таблица 2. Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс

вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

Экспериментальная часть

1.Необходимо выбрать участок автотрассы длиной 0,5 -1 км, имеющий хороший обзор;

2.Измерить длину участка l, м;

3.Определить количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-либо период времени в течение 20 минут. При этом заполнить таблицу 3.

Таблица 3. Количество автотранспорта.

Результат занести в таблицу 8.

5. Рассчитать количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при движении двигателями автомашин.

7. Рассчитать количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 5.

Таблица 5. Количество вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей с использованием различного вида топлива.

8. Рассчитать массу выделившихся вредных веществ (m, г), по формуле

(6), а также количество чистого воздуха необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых

9.Сопоставить полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ от автотранспорта полученными СЭС.

10.Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.

Практическая работа 2.

КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КАРБОНАТ И БИКАРБОНАТ

ИОНОВ В ВОДЕ.

20