Tipo_shpory_ekologia

1.Экологические системы: понятие,состав,границы,энергетика.

Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1. экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2. в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3. экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера. Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Важным следствием иерархической организации экосистем является то, что по мере объединения компонентов в более крупные блоки, которые, в свою очередь, объединяются в системы, у этих новых функциональных единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такое наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не объединенных системообразующими связями, называют эмерджентностью. Краткое античное определение эмерджентности звучит так: целое больше суммы его частей. Поэтому эмерджентные свойства экологической системы представляют собой не простой переход количества в качество, а являются особой формой интеграции, подчиняющейся иным законам формообразования, функционирования и эволюции. Такие качественно новые, эмерджентные свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом уровне: он должен быть изучен непосредственно. Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

5.Круговорот Азота,фосфора,серы в биосфере.Фосфор входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутрь клеток. В различных минералах P содержится в виде неорганического фосфатиона (PO₄^3-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают PO₄^3- из водного раствора и включают фосфор в состав различных органических соединений, где он выступает в форме т.н. органического фосфата. По пищевым цепям P переходит от растений ко всем прочим организмам экосистемы. При каждом переходе велика вероятность окисления содержащегося P соединения в процессе клеточного дыхания для получения органической энергии. Когда это происходит, фосфат в составе мочи или ее аналога вновь поступает в окружающую среду, после чего снова может поглощаться растениями и начинать новый цикл. В отличие, например, от CO₂, который, где бы он ни выделялся в атмосферу, свободно переносится в ней воздушными потоками, пока снова не усвоится растениями, у фосфора нет газовой фазы и, следовательно, нет «свободного возврата» в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает, а иногда и перенасыщает экосистемы. Обратного пути, по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью рыбоядных птиц, но это очень небольшая часть общего количества, оказывающаяся к тому же вблизи побережья. Океанические отложения фосфата со временем поднимаются над поверхностью воды в результате геологических процессов, но это происходит в течение миллионов лет. Азот.При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в NH₄, который под влиянием живущих в почве трифицирующих бактерий окисляется в азотную кисл­оту. Она вступая в реакцию с находящимся в почве карбонатами (например с СаСО₃), образует нитраты: 2HN0₃ + СаСО₃  Са(NО₃)₂ + СО₂ + Н₂0 Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигание дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать O₂ от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) пере­ходит в недоступную (свободный азот). Т.о., далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде. Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы возмещения потери азота. К таким процессам относятся прежде всего про­исходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращаясь в почве в ни­траты. Другим источником попадания азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бак­терий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вы­зывая образования характерных вздутий — «клубеньков». Усваи­вая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества. Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важных элементов питания растений. Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот и белков. Соединения серы поступают в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и морского дна. Ряд микроорганизмов (например, хемосинтезирующие бактерии) способны переводить сульфиды в доступную для растений форму — сульфаты. Растения и животные отмирают, минерализация их остатков редуцентами возвращает соединения серы в почву. Так, серобактерии окисляют до сульфатов образующийся при разложении белков сероводород. Сульфаты способствуют переводу труднорастворимых соединений фосфора в растворимые. Количество минеральных соединений, доступных растениям, возрастает, улучшаются условия для их питания. Ресурсы серосодержащих полезных ископаемых весьма значительны, а избыток этого элемента в атмосфере, приводящий к кислотным дождям и нарушающий процессы фотосинтеза вблизи промышленных предприятий, уже беспокоит ученых. Количество серы в атмосфере существенно увеличивается при сжигании природного топлива.

9.Изменения, проходящие с органическим веществом (пищей) в живых организмах.

10.Закон изменения объема биомассы по трофической (пищевой) цепи.

11.Закон лимитирующих факторов.

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химикорганик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха.

В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя 70 лет после Либиха американский зоолог В.Шелфорд, сформулировавший закон толерантности. Согласно закону толерантности лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность организма к данному фактору Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно.

В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом. Так, избыток воды даже в засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.

Виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобиотными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном изменения параметров, - эврибиотными.

Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.

12.Атмосфера:состав,строение,функции.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли.

Состав атмосферы: N₂ – 78%, O₂ – 21%, Ar и др. инертные газы– 0,9%, CO₂ – 0,03%.

Атмосфера делится на гомосферу и гетеросферу, граница между ними на высоте 100км. Гомосфера характеризуется однородным и устойчивым газовым составом. Выше этой границы характерен нарастающий уровень ионизации газов за счет фотодиссоциации. Свойства – озоновый слой, низкая плотность воздуха – закрывает возможность существования организмов (околоземные организмы).

Способность атмосферы к самоочищению (ветер, осадки, лес).

Существует 3 основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат, так называемые климатообразующие процессы - теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция. Теплооборот, создает тепловой режим атмосферы. Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера частично поглощает солнечные лучи, преобразуя их энергию в теплоту; частично рассеивает их, меняя по качеству (спектральному составу); частично они отражаются назад облаками. Между земной поверхностью и атмосферой происходит обмен тепла.  Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный оборот воды, или влагооборот. С поверхности океанов и других водоемов, влажной почвы и растительности в атмосферу испаряется вода, на что затрачивается большое количество тепла из почвы и верхних слоев воды.

15.Парниковый эффект: суть, причины, последствия, принимаемые меры защиты.

Парниковый эффект. Некоторые атмосферные газы хорошо пропускают видимый свет и поглощают тепловое излучение планеты, вызывая общее потепление. Парниковый эффект на 50% обусловлен присутствием углекислого газа, 18% вносит метан и 14% фреоны. Увеличение количества СО2 в атмосфере вызвано в основном сжиганием топлива и сведением лесов под распашку, а также интенсивной минерализацией гумуса обширных пахотных земель.

Метан поступает в атмосферу из болотистых районов, от переувлажненных почв рисовых плантаций, от многочисленных скотоводческих хозяйств, при вскрытии угольных месторождений. Метан — один из основных продуктов метаболизма жвачных, придающий характерный острый запах их выделениям. В ХХ в. количество СО2 в атмосфере выросло на 25%, а метана — на 100%, что повысило среднюю температуру на 0,5°С. При такой тенденции в ближайшие 50 лет температура может подняться на 3-5°С. Расчеты показывают, что таяние полярных льдов приведет к повышению уровня мирового океана на 0,5-1,5 м. В Египте окажутся затопленными 20-30% плодородных земель дельты Нила, под угрозой окажутся прибрежные селения и крупные города Китая, Индии и США. Общее количество осадков увеличится, но в центральных частях материков климат может стать более засушливым и пагубным для урожая, прежде всего зерновых и риса (для 60% населения Азии рис — основной продукт).

Таким образом, даже небольшие изменения в газовом составе атмосферы опасны для природных экосистем.

16.Озоновый слой: значение,состав,возможные причины его разрушения, принимаемые меры защиты.

Термосфера, магнитосфера. Тропосферы 4/5 массы атмосферы.

Озоновый слой – 40 тон. 6500 раз ослабляет ультра-фиолетовое излучение.

Причины разрушения O3 озонового слоя: (1) Cl2 природное извержение, антропогенный фактор. ClFCH – фреоны, CH4FxClx-1. Одна молекула Cl2 разрушает 100000 молекул O3. (2) NO2, NxOy. Разложение азотных удобрений. выхлопные газы ракет, машин, ядерные взрывы в атмосфере, 1 молекула NO2=10 молекул O3. (3) H2.

Роль азона:

Защита от УФ.

Разрушение загрязнителей 3CO+O33CO2

Вредное действие азон оказывает в нижних слоях атмосферы: 0,000001 – доля полезного действия; 0,000001-0,000005 вредное вещество; больше 0,000005 ядовитое вещество (разрушение гемоглабина).

Проблема озона имеет 2 аспекта: разрушение в верхних слоях (озоновый экран) и увеличение концентрации в околоземном пространстве. Озоновый экран располагается у полюсов 9-30 км, и у экватора на 18-32 км. Было замечено что содержание озона уменьшилось. Наиболее значительная потеря озона наблюдается над Антарктидой. Его уменьшилось на 40-50%. Пространство, в пределах которого регулируется уменьшение концентрации озона назыв. озоновая дыра. Размер дыры увелич. на 4 % в год. Основным фактором разрушающим озон яв. фреоны. Наиболее интенсивно озоновый слой нарушается весной из-за низких температур и повышенной облачности зимой способствует высвобождению хлора из фреонов, а хлор действует на озон весной, когда температура повышается. Другие причины разрушения озонового слоя называют вырубку лесов. Загрязнения разрушают озоновый слой.

23. Гидросфера: границы, роль в развитии жизни на Земле, состав, современный водный баланс планеты, откуда появилась вода?

Гидросфера — водная оболочка Земли; масса (1,5-2,5)*10¹⁸ тонн; находится в виде паров и облаков, океанов и морей (91,3% массы), ледников, подземных вод. Вода в природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы, органические вещества. При концентрации солей до 1г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг – солоноватой, более 25 г/кг – соленой. В пресных водах обычно преобладают ионы HCO3(-), Ca(2+), Mg(2+). По мере роста минерализации увеличивается концентрация SO4(-), Cl(-), Na(+), K(+). Пресная вода — 1% от общей массы.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Загрязнители:

химические. В этом виде участвуют все виды промышленного, с/х производства, транспорт. Представляет собой изменение естественных химических свойств воды из-за увеличения в ней вредных примесей как неорганической. (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот)

биологические. Вызывается микроорганизмами и способными к брожению органическими веществами, приводит к бактериологическому заражению. (вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы)

физические. Связано со сбросом тепла в воду, что приводит к потрясению всего биоценоза водоемов. Источником служат подогретые сбросные воды ТЭЦ и промышленности; повышение температуры изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Также к физическому загрязнению относятся радиоактивное загрязнение вод, попадание различных взвесей в водные системы. (радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина)

Загрязнители:

Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка: органические вещества (смолы, жиры, лигнины, фенол), аммонийный азот, сульфаты, вывешенные вещества.

Нефтегазодобыча: нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды.

Машиностроение, металлообработка, металлургия: тяжелые металлы, взвешенные вещества, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, фотореагенты.

Химическая, нефтехимическая промышленность: фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бензапирен, взвешенные вещества.

Горнодобывающая, угольная: флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы.

Легкая, текстильная, пищевая: СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества.

Более половины (56%) воды, используемой в хозяйстве, возвращается в природную среду в виде загрязненных сточных вод. Основную ответственность за загрязнение природных вод несут: машиностроение, включая судостроение и судоремонт (39% от общего поступления загрязняющих веществ), коммунальное хозяйство (37%), цветная металлургия (7%) и сельское хозяйство (8% без учета смывов пестицидов и минеральных удобрений).

Водоемы значительно загрязняются при сбросе сточных вод, содержащих большое количество органического вещества. В таких водах быстро размножаются грибы и бактерии, что приводит к изменению структуры животного сообщества и к уменьшению содержания растворенного в воде кислорода. Биологическое потребление кислорода (БПК) является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами. Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ.

28.Краткие сведения о технологии очистки и обезвреживания бытовых сточных вод.

Методы очистки сточных вод.

Механические методы применяются как первая стадия в общей схеме очистки сточных вод. Выбор механического метода очистки осуществляется с учётом размера взвешенных частиц. Механическая очистка состоит из:

процеживания через решётки

пескоулавливания

отстаивание

фильтрование

центрифугирование

Химические методы обработки сточных вод основаны на применение химических реакций. В результате которых загрязнения превращаются в соединения безопаснее для потребителя или легко выделяются в виде осадков. В особую группу химических методов следует выделить хлорирование и озонирование сточных вод, содержащих органические примеси, а также цианиды и другие пахнущие не органические вещества. Хлорирование и озонирование наиболее часто применяют для доочистки и обезвреживания питьевой воды на городских водопроводных станция.

осаждение

окисление-востановление

Физико-химические методы. В большинстве случаев использование физико-химических методов выделения загрязняющих веществ из сточных вод позволяет в дальнейшем рекуперацию.

флотация

коагуляция

ионный обмен

сорбция

электрохимические методы

магнитная обработка

экстракция

Биологическая очистка. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов, связанных между собой единый комплекс сложными взаимоотношениями. Главенствующая роль в том сообществе принадлежит бактериям.

1. аэробный

2. анаэробный

При термической очистке сжигают жидки отходы нефтепродуктов и других горючих веществ в печах и горелках.

1. огневое концентрирование

2. огневое обезвреживание

34.Эрозия почв: виды,причины,последствия, мерызащиты.

Эрозия почв. При нарушении естественного растительного покрова под воздействием ветра и атмосферных осадков может происходить разрушение верхних горизонтов почвы. Это явление получило название эрозии почвы. При эрозии почва теряет мелкие частички и меняет химический состав. Из эродированных почв выносятся важнейшие химические элементы – гумус, азот, фосфор и др., содержание этих элементов в эродированных почвах может сократиться в несколько раз. Эрозия может вызываться несколькими причинами.

Ветровая эрозия вызывается развеванием незакрепленного растительностью почвенного покрова ветром. Количество выдуваемой почвы в отдельных случая достигает очень больших размеров – 120–124 т/га. Ветровая эрозия развивается преимущественно на территориях с уничтоженным растительным покровом и недостаточным атмосферным увлажнением.

В результате частичного развевания почва теряет с каждого гектара десятки тонн гумуса и значительное количество элементов питания растений, что вызывает заметное снижение урожайности. Каждый год из-за ветровой эрозии почв забрасываются миллионы гектар земель во многих странах Азии, Африки, Центральной и Южной Америки.

Развевание почв зависит от скорости ветра, механического состава почвы и ее структурности, характера растительности и некоторых других факторов. Развевание почв легкого механического состава начинается при сравнительно слабом ветре (скорость 3–4 м/с). Тяжелосуглинистые почвы развеваются ветром со скоростью около 6 м/с и больше. Оструктуренные почвы более устойчивы к эрозии, чем распыленные. Эрозионно-устойчивой считается почва, содержащая в верхнем горизонте более 60% агрегатов крупнее 1 мм.

Для защиты почв от ветровой эрозии создают препятствия для движущихся воздушных масс в виде лесных полос и кулис из кустарников и высокостебельных растений.

Одним из глобальных последствий эрозионных процессов, происходивших как в очень давние времена, так и в наше время является образование антропогенных пустынь. К ним относят пустыни и полупустыни Центральной и Передней Азии и Северной Африки, которые своим образованием были обязаны, вероятнее всего, скотоводческим племенам, заселявших когда-то эти территории. То, что не могло быть съедено бесчисленными стадами овец, верблюдов, лошадей, было вырублено и сожжено скотоводами. Незащищенная после уничтожения растительности почва подвергалась опустыниванию. В совсем близкое от нас время, буквально на глазах нескольких поколений, аналогичный процесс опустынивания вследствие непродуманного овцеводства охватил многие районы Австралии.

Общая площадь антропогенных пустынь к концу 1980-х превысила 9 млн. км², а это почти равно территории США или Китая и составляет 6,7% всего земельного фонда планеты. Процесс антропогенного опустынивания продолжается и сейчас. Под угрозой опустынивания оказались еще от 30 до 40 млн. км² в пределах более 60 стран. Проблему опустынивания относят к глобальным проблемам человечества.

Основные причины антропогенного опустынивания – это избыточный выпас скота, вырубка лесов, а также чрезмерная и неправильная эксплуатация обрабатываемых земель (монокультурность, вспашка целины, возделывание склонов).

Остановить процесс опустынивания можно, и такие попытки предпринимаются, прежде всего в рамках ООН. Еще в 1997 Международной конференцией ООН в Найроби был принят план борьбы с опустыниванием, касающийся, в первую очередь, развивающихся стран и включавший 28 рекомендаций, осуществление которых, по мнению экспертов, могло бы, по крайней мере, предотвратить расширение этого опасного процесса. Однако осуществить его удалось лишь частично – по разным причинам и, в первую очередь, из-за острой нехватки средств. Предполагалось, что для претворения этого плана в жизнь потребуется 90 млрд. долларов (по 4,5 млрд. в течение 20 лет), но полностью изыскать их так и не удалось поэтому срок действия этого

36.Классификация природных ресурсов: неисчерпаемые, возобновляемые и невозобновляемые ресурсы.

Под природными ресурсами понимают природные объекты, которые используются человеком и способствуют созданию материальных благ. Различают также природные условия, они отличаются от ресурсов тем, что влияют на жизнь и деятельность человека. Кроме природных, выделяются также ресурсы материальные (промышленные объекты, строения, транспорт), трудовые (население, занятое общественным трудом). Природные ресурсы классифицируются по нескольким признакам. Различают атмосферные, водные, растительные, животные, почвенные, недр, энергетические. Широко используется классификация ресурсов по скорости их исчерпаемости либо самовосстановления. Неисчерпаемые ресурсы- человек должен искать пути их более полного использования. К исчерпаемым ресурсам относятся те, которые могут быть исчерпаны в ближайшее время. Сюда относятся ресурсы недр, и живой природы. К неисчерпаемым относятся ресурсы, которые можно использовать неограниченно. (солнечная энергия, ветер, морской прилив). Особое положение среди ресурсов играет вода. Она исчерпаема, хотя и временно, вследствие загрязнения, но неисчерпаема количественно. Запасов нефти хватает на 30-40 лет, газа на 40-45 лет, угля на 70-80 лет. Согласно материалам, калийные соли, каменный уголь и фосфаты будут исчерпаны после 2100 года, марганцевая руда – к 2090 году, бокситы, никель – к 2040 г. медь, природный газ – 2020-2030. медь, свинец. Цинк, ртуть олово- к 2010-2015. Б. Скиннер отмечал, что железо по потреблению занимает 1-е место. Выплавка железа связана с загрязнением атмосферы, такими соединениями как сернистый ангидрид и двуокись углерода. Для алюминия требуется большая энергия для его производства.

2.Биосфера: понятие,границы,энергетика,история развития,прогнозы на будующие.

Термин биосфера введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. По Вернадскому биосфера – все пространство (оболочка Земли), где существуют или существовала жизнь. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования).

Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли – 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где возможно существование живых организмов.

Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере можно отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен метров до десятков километров. В пределах современной, как и белых биосфер, насыщенность жизни неравномерна. На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно.

Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера- централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса). 3) Биосфера- саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье- Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера- система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.

Важное свойство Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли – 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где возможно существование живых организмов. На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно.

6.Фотосинтез. Роль продуцентов в экосистемах.

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ, которые необходимы для поддержания жизни. Главным источником энергии для подавляющего большинства живых организмов на Земле является Солнце. Фотосинтезирующие организмы (зеленые растения, цианобактерии, некоторые бактерии) непосредственно используют энергию солнечного света. При этом из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в которых часть солнечной энергии накапливается в форме химической энергии. Органические вещества служат источником энергии не только для самого растения, но и для других организмов экосистемы. Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания — углекислый газ, вода и неорганические вещества — могут вновь использоваться зелеными растениями. В итоге вещества в данной экосистеме совершают бесконечный круговорот. При этом энергия, заключенная в пище, не совершает круговорот, а постепенно превращается в тепловую энергию и уходит из экосистемы. Поэтому необходимым условием существования экосистемы является постоянный приток энергии извне (рис. 14.5).

Рис. 14.5. Сулммарный поток энергии (темные стрелки) и круговорот веществ (светлые стрелки) в экосистеме.

Таким образом, основу экосистемы составляют автотрофные организмы —продуценты (производители, созидатели), которые в процессе фотосинтеза создают богатую энергией пищу — первичное органическое вещество. В наземных экосистемах наиболее важная роль принадлежит высшим растениям, которые, образуя органические вещества, дают начало всем трофическим связям в экосистеме, служат субстратом для многих животных, грибов и микроорганизмов, активно влияют на микроклимат биотопа. В водных экосистемах главными производителями первичного органического вещества являются водоросли.

Готовые органические вещества используют для получения и накопление энергии гетеротрофы, или консументы (потребители). К гетеротрофам относятся растительноядные животные (консументы I Порядка), плотоядные, живущие за счет растительноядных форм (консументы II порядка), потребляющие других плотоядных (консументы Ш порядка) и т. д.

Особую группу консументов составляют редуценты (разрушители, или] деструкторы), разлагающие органические остатки продуцентов и консументов до простых неорганических соединений, которые зат-ем используются продуцентами. К редуцентам относятся главным образом микрорганизмы — бактерии и грибы. В наземных экосистемах особенно важное значение имеют почвенные редуценты, вовлекающие в общий круговорот органические вещества отмерших растений (они потребляют до 90% первичной продукции леса). Таким образом, каждый живой организм в составе экосистемы занимает определенную экологическую нишу (место) в сложной системе экологических взаимоотношений с другими организмами и абиотическими условиями среды.

14.Последствия загрязнения атмосферного воздуха.

Дело в том, что причины возникновения загрязнения и способы предотвращения или снижения уровня загрязнения окружающей природной среды составляют достаточно важную часть в изучении экологии, однако, это не является всем предметом изучения. Одинаково важны с точки зрения использования нашей окружающей среды способы, которые охраняют наследие плодородной почвы, чистый воздух, пресная чистая вода и леса для тех, кто будет жить на нашей планете после нас. Задумайтесь о том, а живут ли счастливо и хорошо в нашем общем доме сейчас, животные, птицы, рыба и насекомые? К сожалению, ответ на этот вопрос будет отрицательным. С тех пор, как давным-давно появились первые древние люди, природа давала человеку все, в чем он нуждался – воздух, для того, чтобы дышать, пищу, для того, чтобы не умереть с голоду, воду, для того, чтобы утолить жажду, дерево, для того, чтобы строить дома и топить очаг. На протяжении многих тысяч лет человек жил в гармонии с окружающей его природной средой и человеку казалось, что природные ресурсы планеты неисчерпаемые. Но вот наступило двадцатое столетие. Как известно, двадцатое столетие стало временем научного и технологического прогресса. Те достижения и открытия, которые смог сделать человек в механизации и автоматизации индустриальных процессов, в химической промышленности, покорение космоса, создание станций, способных вырабатывать ядерную энергию, а также пароходы, которые могли ломать даже самый толстый лед – все это поистине удивительно. С наступлением этой индустриальной революции, отрицательное влияние человека на окружающую среду стало увеличиваться в геометрической прогрессии. Этот индустриальный прогресс стал причиной очень серьезной проблемы. На нашей планете все – почва, воздух и вода стали отравленными. Сегодня, практически во всех уголках планеты, за редким исключением, можно найти города с большим количеством машин, заводов и фабрик. Побочные продукты индустриальной деятельности человека затрагивают всех существ, живущих на планете.

В последнее время очень много говориться о кислотном дожде, глобальном потеплении, истончении озонового слоя планеты. Все эти негативные процессы вызваны тоннами загрязняющих вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферный воздух промышленными предприятиями. Вы только представьте себе, каждый год в атмосферный воздух попадает приблизительно тысяча тонн промышленной пыли и других загрязняющих веществ. Большие города страдают от смога, они прямо-таки задыхаются. Ситуация осложняется тем, что в больших городах, как правило, практически нет зелени, деревьев, которые, как известно, являются легкими планеты. Транспорт – это один из главных загрязнителей окружающей природной среды. На сегодняшний день автомобили, с их бензиновыми и дизельными двигателями, стали главными источниками загрязнения атмосферы в промышленных странах. Огромные площади лесов, которые росли в Африке, Южной Америке и Азии, стали уничтожаться, обеспечивая потребности различных отраслей промышленности в Европе и Соединенных штатах Америки. Это очень страшно, потому что уничтожение лесов нарушает кислородный баланс не только в этих странах, но и на всей планете в целом. В результате, практически одноминутно исчезли некоторые разновидности животных, птиц, рыб и растений. Многие из животных, птиц и растений сегодня находятся на гране исчезновения, многие из них внесены в «Красную книгу Природы». Несмотря ни на что, люди до сих пор продолжают убивать животных для того, чтобы некоторые из людей могли носить шубы и меха. Задумайтесь, сегодня мы убиваем животных не ради того, чтобы добить себе пищу и не умереть с голоду, как это делали наши древние предки. Сегодня люди убивают животных ради забавы, ради того, чтобы получить их мех. Некоторые из таких животных, например, лисы, вполне реально подвергаются опасности навсегда исчезнуть с лица нашей планеты. Каждый час несколько видов растений и животных исчезает с лица нашей планеты. Реки и озера высыхают.

13.Основные источники и виды загрязнения атмосферы. Вещества, загрязняющие атмосферу, причиняли значительный вред окружающей среде в течении многих десятилетий. По-видимому, с их вредным воздействием придётся считаться и в будущем. Дальнейший рост населения и промышленного производства неизбежно приводит к увеличению опасности загрязнения. Основными загрязняющими веществами, содержание которых в атмосфере регламентируется стандартами, являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота(NO и NO2), оксид углерода(CO), газообразные углеводороды(HC), а также сероводород(H2S), сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различные галогеносодержащие газы. Существуют 3 основных источника образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники. В результате сжигания топлива образуется 78% диоксида серы от общего его количества. Углеводороды, опасность появления которых связана с тем, что они являются промежуточными продуктами в процессе образования озона, поступают в атмосферу при сжигании топлива и при переработке нефтепродуктов, кроме того, многие углеводороды выделяются в процессе роста и размножения растений. По оценкам учёных из природных источников во всём мире ежегодно выделяется 117 млн. т. углеводородов, а из антропогенных источников 100 млн. т. Однако углеводороды, присутствующие в атмосфере городов, в основном представляют собой продукты сгорания. Значительные количества оксидов серы выбрасываются в атмосферу при производстве меди, свинца и цинка из сульфидных руд, а также в процессе очистки нефтепродуктов. Большая часть выбросов SO2 связана со сжиганием топлива в топках для получения необходимого для процесса тепла. Образующиеся газы, содержащие SO2, обычно используются для производства серной кислоты. Оксиды серы также возникают в процессе производства бумаги и целлюлозной массы в результате сжигания серосодержащих материалов. Загрязнение атмосферы углеводородами происходит от химических предприятий, нефтеперерабатывающих и металлургических заводов. Углеводороды, выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, а также при переработке каучуков и нефтехимических продуктов. Среди химических соединений, выбрасываемых в атмосферу, содержится достаточно большое число ядовитых веществ. В настоящее время к опасным загрязняющим веществам относятся пары ртути, винилхлорид и бензол, содержание которых в атмосфере подлежит специальному контролю. Большое количество ископаемого топлива ежегодно сжигается в топках котельных для получения тепла. Котельные самые крупные потребители самого “грязного” топлива- угля и мазута. Поэтому энергетика по совокупности количества и качества сжигаемого топлива является единственным источником выбросов диоксида серы, а также главным источником дисперсных загрязнителей и оксида азота. Газообразные загрязнители возникают в процессе горения, а дисперсные - механическая пыль, может выдуваться при разгрузке и транспортировке угля по конвейеру, а также при удалении и складировании топочной золы. Пыление угля происходит в результате ветровой эрозии. Использование природного угля в качестве топлива является более эффективным. Хотя природный газ рассматривается как относительно чистое топливо, при его сгорании также образуются загрязняющие вещества: оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, дым. Ещё одним немаловажным источником загрязнения атмосферы является сжигание твёрдых городских отходов. Во всех цивилизованных мирах для этих целей существуют мусоросжигательные печи, от конструкции которых зависят составы выбросов. Дымовые выбросы состоят из относительно безвредных газообразных продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их избыток может привести к образованию шлейфа тумана. Для улавливания дымовых выбросов используют различные фильтры и улавливатели. Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания привлекают всё более пристальное внимание в последние годы из-за возросшей угрозы здоровью человека.

17.Кислотные дожди:причины, механизм возникновения, влияние на растительный и животный мир, строения.

Кислотные дожди — осадки, кислотность которых выше нормальной. Связаны с выбросами в атмосферу сернистого газа, сероводорода, окисла и диокисла азота, углекислого газа. Антропогенным источником SO₂ является процесс сжигания ископаемого топлива. Происходят реакции: SO2+H2O=H2SO3+Q; H2SO3+O=H2SO4 или SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO. Негативное воздействие: подкисление озер и рек, деградация лесов, вымывание биогенов из почвы, влияние на людей и изделия.

Двуокись серы – основной загрязнитель, и из-за него появ. кислотные осадки. Они действуют на почву. Водные экосистемы, растения, пямятники, строения и др. на почву кислотные осадки действуют отрицательно. Т.к. она и так кислая, так еще и осадками подкисляться. В почве резко увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кис. осадки повышают подвижность тяжелых металлов (свинца, ртути). Кис. осадки проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть. Питьевая вода ухудшается. Попадаю в водные источники, кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды.

18.Смоги: виды, механизм образования, влияние на здоровье людей.

Смог — любое видимое загрязнение воздуха, обычно в сочетании дыма, влаги и пыли. Различают смог лондонского типа (влажный), и лос-анджелесского типа (сухой или фотохимический); второй содержит продукты разложения загрязняющих веществ солнечными лучами. Первый тип наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей возрастанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в аэрозоль серной кислоты; симптомы: удушье, резь в глазах, тошнота. Механизм образования фотохимического тумана: молекулы NxOy, содержащиеся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ультрафиолета, затем реагируют с кислородом, образуя озон; последний, реагируя с углеводородом выхлопов или выбросов нефтехимии, образует фотооксиданты, которые, накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, всячески вредят; симптомы: раздражение глаз, верхних дыхательных путей; понижается видимость, повреждаются зеленые насаждения, поверхность зданий.

22. Основные методы борьбы с загрязненностью атмосферы.

а) безотходные технологии.

б) очистка выбросов от аэрозолей.(пылей)

в) санитарно-защитные зоны.

г) выброс через высокие трубы.

д) градостроительные приемы.

е) очистка от вредных газов.

ж)мониторинг, экономические стимулы.

24.Причины дефицита воды на планете. Возможные методы преодоления кризиса.

Проблема исчерпаемости воды: из 35 млн км³ пресной воды около 70% сосредоточено в ледниках и вечных снегах. Эти воды практически не потребляются человеком. Не используются также почвенные воды. Ограниченно используются воды болот. подземные воды не используются, но они очень долго очищаются. Реки быстро обновляются. Загрязнение воды. Загрязнению подвержены все категории вод: океанические, подземные, реки. Качество воды стало влиять на здоровье населения. Много народу болеет от плохой воды. Все воды содержат в-ва: кальций, натрий, хлар, калий. Состав воды близок к крови человека и животных. Это, наверное, и яв. подтверждение, что жизнь зародилась в воде. Для оценки качеств вод используются предельно допустимые концентрации (ПДК). Кроме химических, при оценке качества питьевой воды используются бактериологические и органолептические критерии. Так оценивается сколько бактерий находится в воде, оно не должно превышать 100 в одном миллилитре воды и через кол-во бактерий группы кишечной палочки. К органическим показателям относятся запах, цвет и мутность, привкус. Важный показатель качества вод – наличие в них кислорода. Из-за этого зависит способность к самоочищению. Под БПК понимают кол-во кислорода, которое расходуется для разложения содержащихся в воде в-в, способных участвовать в биохимических процессах. Различают первичные и вторичные загрязнения вод. Первичные – связаны с поступлением в воду различных в-в. Вторичные- обычно яв. следствием цепных реакций, протекающих под действием первичных загрязнений. Источники загрязения вод яв. смыв минеральных удобрений, кислые осадки, моющие средства, животноводческие комплексы, бытовые стирки. Вред наносит тепловое загрязнение. Источником яв. электростанции. Опасным загрязнителем считается нефть. Водопользлвание как источник загрязнения. Сплав леса, движение водного транспорта, водохранилища Эвтрофикация - обогащение вод биогенными элементами, особенно азотом и фосфором.

Пути решения проблемы дефицита воды. используются мероприятия такие как: использование водосберегающих технологий;- многократное использование воды; - раздельная подача воды (раздельные краны).

Годовой сток всех рек 40.000 км³. годовой сток Волги 250км³. часть воды теряется, когда мы ее используем.

31.Литосфера: границы, роль в развитии жизни на Земле, строения.

Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25— 200 и 5—100км.

Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от Солнца планета — Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность— 5,5 г/см3 и состоит из трех оболочек — коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние части.

Земная кора - тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами — 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов — кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий — образовывают 99,5 % земной коры. На континентах кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями - свыше 75 км), среднюю — в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной — 35-40, в границах Русской платформы — 30-35), а наименьшую— в центральных районах океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности — это равнины континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом- мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.

Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить. Грунты - органо-минеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. В зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют толщину от 15-25 см до 2-3 м.

Грунты возникли вместе с живым веществом и развивались под влиянием деятельности растений, животных и микроорганизмов, пока не стали очень ценным для человека плодородным субстратом. Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, па глубине не большее нескольких метров. Современные грунты являются трехфазной системой (разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах), которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности биоты ее микроорганизмов и грибов). Грунты играют огромную роль в кругообороте воды, веществ и углекислого газа.

С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связанные разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.

В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе планеты, а иногда приводят к

проекта был продлен до 2015 года. А численность населения в аридных и полуаридных регионах мира, по оценкам ООН, составляет сейчас более 1,2 млрд. человек.

Водная эрозия – разрушение незакрепленного растительностью почвенного покрова под воздействием текучих вод. Атмосферные осадки сопровождаются плоскостным смывом мелких частиц с поверхности почвы, а ливневые дожди вызывают сильное разрушение всей почвенной толщи с образованием промоин и оврагов.

Этот вид эрозии появляется при уничтожении растительного покрова. Известно, что травянистая растительность задерживает до 15–20% выпадающих осадков, а кроны деревьев еще больше. Особо важную роль играет лесная подстилка, которая полностью нейтрализует ударную силу дождевых капель и резко снижает скорость текучей воды. Сведение лесов и уничтожение лесной подстилки вызывает усиление поверхностного стока в 2–3 раза. Усиленный поверхностный сток влечет за собой энергичный смыв верхней части почв, наиболее богатой гумусом и элементами питания, и способствует энергичному образованию оврагов. Благоприятные условия для водной эрозии создает и распашка обширных степей и прерий и неправильная обработка почвы.

Смыв почв (плоскостная эрозия) усиливается явлением линейной эрозии – размывом почв и почвообразующих пород в результате роста оврагов. В отдельных районах овражная сеть столь развита, что занимает большую часть территории. Образование оврагов полностью разрушает почву, усиливают процессы поверхностного смыва и расчленяют пахотные площади.

Масса смываемой почвы в районах земледелия составляет от 9 т/га до десятков тонн с каждого гектара. Количество органических веществ, смываемых на протяжении года со всей суши нашей планеты, составляет внушительную цифру – около 720 млн. т.

Предупредительными мероприятиями водной эрозии являются сохранение лесных насаждений на крутых склонах, правильная вспашка (с направлением борозд поперек склонов), регулирование выпаса скота, укрепление почвенной структуры посредством рациональной агротехники. Для борьбы с последствиями водной эрозии применяют создание полезащитных лесных полос, устройство различных инженерных сооружений для задержания поверхностного стока – плотин, запруд в оврагах, водозадерживающих валов и канав.

Эрозия – один из наиболее интенсивно протекающих процессов разрушения почвенного покрова. Самая отрицательная сторона эрозии почвенного покрова заключается не во влиянии на потери урожая данного года, а в разрушении строения почвенного профиля и потере важных составных его частей, для восстановления которых требуются сотни лет.

3.Биологический круговорот: ооль,механизм,основные звенья. 4.Круговорот воды, кислорода, углерода в биосфере. Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой – C0₂. Источником является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних слоев земной коры. Миграция C0₂ в биосфере Земли протекает двумя путями: 1-й путь закладывается в поглощение его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцы, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далёкие геологические эпохи сотни млн. лет назад значительная часть фотосинтетического органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах млн. лет, этот детрит под действием высоких t и P (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь (в зависимости от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах). Теперь в ограниченных количествах добывают это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определённом смысле завершают круговорот углерода. По 2-му пути миграция С осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO₂ переходит в H₂CO₃, HCO₃^1-, CO₃^2-. Затем с помощью растворенного в воде кальция происходит осаждение карбонатов CaCO₃ биогенным и абиогенным путями. Возникают мощные толщи известняков. Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане. В пределах суши, где существуют растения, CO₂ атмосферы поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду. С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO₂. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания CO₂ в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта. Кислород. Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислорода среды с живыми организмами или их остатками после гибели. В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров. Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода. Круговорот воды. Нагреваемые солнцем воды планеты испаряются. Выпадающая живительным дождем влага возвращается обратно в океан в качестве речных вод или очищенных фильтрацией грунтовых вод, перенося огромное количество неорганических и органических соединений. Живые организмы активно участвуют в круговороте воды, являющейся необходимым компонентом процессов метаболизма (о биологической роли воды см. § 1). На суше большая часть вод испаряется растениями, уменьшая водосток и препятствуя эрозии почвы. Поэтому при вырубке лесов поверхностный сток увеличивается сразу в несколько раз и вызывает интенсивный размыв почвенного покрова. Лес замедляет таяние снега, и талая вода, постепенно стекая, хорошо увлажняет поля. Уровень грунтовых вод повышается, а весенние наводнения редко бывают разрушительными. Влажные тропические леса смягчают жаркий экваториальный климат, задерживая и постепенно испаряя воду (это явление называют транспирацией). Вырубка тропических лесов вызывает в близлежащих районах катастрофические засухи. Хищническое уничтожение лесов способно превратить в пустыни целые страны, как это уже случилось в северной Африке. Круговорот воды, регулируемый растительностью, — важнейшее условие поддержания жизни на Земле.

8.Роль консументов и редуцентов в биосфере.Этот великий круговорот веществ — основа жизни на Земле, ее, так сказать, энергетическая база. Все организмы, живя, питаясь и умирая, приводят в движение гигантский «маховик» круговорота жизни и смерти. У «колеса» - три фазы вращения. В каждой из них роль главного двигателя выполняет особая группа живых созданий. В первой — продуценты, во второй — консументы, в третьей — редуценты. В первой фазе создается органическое вещество из воздуха и солей земли, во второй — оно преобразуется в новые формы, на третьей — вновь возвращается в землю и воздух, распадаясь на несложные части. Продуценты - у нас растения, только они наделены волшебным хлорофиллом, способным консервировать солнечную энергию в белках, сахарах и жирах, создавая их при блеске Солнца из воды и углекислого газа. Сахар растения растворяют в своих соках, а кислород выделяют в атмосферу (если растение сухопутное) или в воду (если оно водяное). Эти интимнейшие процессы созидания протекают в крупинках хлорофилла, наполняющих все зеленые ткани растений. Энергию, необходимую для синтеза, хлорофилл улавливает из световых лучей, главный поставщик которых на Земле - Солнце. Поэтому все органические вещества, изготовленные растениями, Климент Аркадьевич Тимирязев называл концентратами солнечной энергии или, попросту говоря, солнечными консервами. Затем растения преобразуют сахар в разного рода орга¬нические кислоты, добавляют к ним азот и другие вещества, добытые из почвы, и создают в своих тканях белки и жиры. Животные питаются уже готовыми продуктами, синтезированными растениями. Их, животных, называют поэтому консументами - пожирателями. Животные, кстати сказать, и дышат кислородом, который выделяют при фотосинтезе растения. Когда-то, на заре жизни, до того, как разрослись на Земле леса, в атмосфере почти не было кислорода, и на планете, надо полагать, тогда очень трудно дышалось. Это растения напустили под голубой купол животворный газ. Они и сейчас продолжают пополнять его запасы в небесах. Поэтому ночью (в темноте) хлорофилл не работает, кислорода в воздухе меньше, а углекислого газа больше, чем днем. Животные тоже не остаются, так сказать, в долгу перед зелеными кормильцами: когда дышат, они выделяют в воздух и в воду (если живут в море) много углекислого газа - растения, как известно, им питаются. А после смерти своей консументы оставляют продуцентам бесценное наследство - полные питательных веществ трупы. Тут за них принимаются редуценты - бактерии: разлагают на составные части, которые затем легко усваивают из земли, воды и воздуха растения, вновь создавая из них сложные органические продукты - «колесо жизни» свершило полный оборот. «Весь порядок природы, - говорит известный ботаник Фердинанд Кон, - построен на том, что... одни и те же частицы материи переходят из мертвого в живое тело в вечном круговороте». Однако переход этот совершается не без потерь: некоторую часть веществ, заключенных в живых существах, бактерии бессильны разложить и вернуть на орбиту круговорота. Она, эта часть, выбывает из него навсегда (или на время). Выбывшие из биологического цикла вещества образуют в земле и на дне морей большие залежи — целые горы осадочных пород. Пустыня Сахара, например, раскинула свои пески над одним из таких древних кладбищ: она покоится на массиве известняков, целиком сложенном из невидимых (простым глазом) раковинок микроскопических животных — корненожек. А мраморы, графиты, каменные угли разных сортов, некоторые железные и марганцевые руды, торф и, по-видимому, нефть — это ведь тоже наследие угасшей жизни, «шлак» обмена веществ или бренные останки когда-то процветавших растений и животных.

Из-за загрязнения изменилась в целом вся экологическая система озера. В 1986 году, атомная станция, расположенная в Чернобыле, это недалеко от Киева, взорвалась. Во время взрыва было выброшено очень опасное радиоактивное облако. Ситуация осложнялась не только наличие такого опасного взрыва, но и того, что из-за преобладающих ветров, были затронуты этим радиоактивным облаком многие страны Европы. Это, а также праведное негодование пострадавших от радиации стран, стало отправной точкой к тому, чтобы сократить изготовление таких смертельных промышленных и военных побочных продуктов. После той страшной катастрофы, которая произошла в Чернобыле, жителей близлежащих городов и деревень должны были быть срочно эвакуированы. Достаточно много людей, которые попали под смертоносное воздействие радиации, умерли, а, также, очень много людей осталось инвалидами. Экологические катастрофы наносят очень большой вред природе и окружающий среде, но больший вред экологические катастрофы причиняют человеку. Человечеству нужно принять верное решение – хочет ли оно жить или умереть.

Сравнительная характеристика основных выбросов различных транспортных средств, как источников загрязнения, приведена в табл.2

Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере ведёт к повышению температуры Земли. При увеличении содержания CO2 можно ожидать повышения средней температуры Земли, хотя зависимость между этими параметрами довольно сложная . Было проведено множество модельных исследований по этой проблеме. Судя по их результатам, примерное удвоение содержания CO2 произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температура планеты возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры может превысить данное значение в несколько раз. Считается вероятным, что около 2000г. содержание CO2 будет составлять ~400млн. ,что вызовет повышение температуры на 1С, причём также с более значительным повышением в полярных областях. Проблема влияния антропогенной деятельности на изменение температуры всё ещё в стадии обсуждения. Конечно, нельзя сводить это воздействие просто к “Подъёму температуры на термостате”, поскольку глобальное распределение температуры связано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время. Содержание водяного пара также может измениться при изменении температуры. Таким образом, конечным результатом изменения концентрации CO2 в атмосфере могут стать сложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так и процессов образования осадков. Ранее предполагалось, что окислы азота, выбрасываемые транспортной авиацией, являются основной причиной разрушения озонового слоя. Однако количественные измерения показали, что этот источник ничтожен по сравнению с естественными. Из продуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они искусственного происхождения и широко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках. Озон составляет очень небольшую долю в атмосфере –менее одной миллионной доли и по объёму, и по массе. Основная его часть концентрируется в стратосфере- до 90%. Остальные 10% сосредоточены в нижних слоях атмосферы. Здесь озон уже является очень опасным загрязнителем воздуха. Он действует на дыхательные пути, раздражает глаза, нарушает рост растительности и т.д. концентрация его в воздухе, используемом для дыхания, не должна превышать 150-200 мкг/м^3. Озон образуется в результате электрических разрядов, но гораздо более важными являются фотохимические реакции с участием веществ-посредников (окислы азота или углеводороды). В больших городах в результате промышленных и автомобильных выбросов, которые взаимодействуют друг с другом и с другими газами, образуются сложные химические соединения, возникает фотохимический смог, имеющий высокую концентрацию озона. В связи с тем что экологическая роль озонового слоя в глобальном масштабе велика, многие страны приступили к немедленным практическим действиям. Уже в 1978г. США, Канада и Скандинавские страны запретили применение фреонов в аэрозольных баллончиках там, где в этом нет необходимости. В заключении заметим, что пока наши знания недостаточны, чтобы определить основные причины колебания содержания озона в атмосфере и объяснить его механизм. Поэтому любые прогнозы следует воспринимать как гипотетические.

21.ПДВ (предельно допустимый выброс): определение(суть), принципы разработки и установления нормативов.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это норматив выброса вредного загрязняющего вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и др. экологических нормативов.

Проект ПДВ разрабатывается во исполнение Закона РФ “Об охране атмосферного воздуха” в соответствии с “Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий” ОНД-86, Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий СН-244, ГОСТом 17.2.3.02-78 и др. нормативно-правовыми и методическими документами.

Основной задачей проекта нормативов ПДВ является разработка оптимальных мероприятий по защите атмосферного воздуха, обеспечивающих снижение приземных концентраций вредных веществ в жилой зоне до нормируемых величин.

В качестве исходных данных используются результаты инвентаризации источников выбросов.

Этапы разработки проекта нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ):

Определение требуемых допустимых выбросов от источников, при которых суммарные приземные концентрации от выбросов предприятий с учетом его развития и влияния перспективного фонового загрязнения не будут превышать ПДК;

Установление для каждого источника вредных выделений и предприятия в целом величин ПДВ и ВСВ с учетом существующего положения;

Компьютерный расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, выполняемый с использованием программных средств, согласованных с МПР России;

Разработка мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ путем совершенствования технологических процессов, применения менее токсичных материалов, оснащение источников загрязнения ГОУ;

Разработка плана мероприятий по снижению выбросов в периоды неблагоприятных метеорологических условий (НМУ);

Составление плана-графика ведомственного контроля соблюдения нормативов ПДВ;

Оформление результатов работы в соответствии с “Рекомендациями по содержанию и оформлению проектов ПДВ для предприятий”;

Согласование проекта ПДВ в территориальном Управлении Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по г. Москве (или Московской области), получение Разрешения на выброс загрязняющих веществ в Управлении по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по г. Москве (или Московской области).

Срок разработки проекта нормативов предельно допустимых выбросов (проект ПДВ) может составлять от 1 до 6 месяцев в зависимости от сложности работ, типа и расположения объекта.

27. виды сточных вод, их особенности.

Виды сточных вод. Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на 3 вида:

производственные – использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добычи полезных ископаемых.

бытовые – от санитарных узлов производственных и не производственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории, промышленных предприятий.

атмосферные – дождевые и оттаивание снега.

Производственные сточные воды делятся на 2 две основные категории:

загрязнённые

незагрязненные (условно чистые)

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на 3 группы:

загрязнённые преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, угледобывающей промышленности)

загрязнённые преимущественно органическими примесями (предприятия рыбной, мясной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности)

загрязнённые минеральными неорганическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, лёгкой промышленности)

Машиностроительные заводы характеризуются наличием ряда водоёмких производственных процессов, а следовательно, и образованием значительного количества, производственных сточных вод, которые в основном загрязняются отходами травильных и гальванических цехов и нефтепродуктами.

В гальванических цехах детали из металлов и сплавов подвергаются различным видам химической или электрохимической обработки. В начале поверхность изделий подвергается предварительной обработки: обезжириванию и травлению с применением различных растворов кислот, щелочей, солей металлов. Отработанные растворы травильных ванн образуют кислые и щелочные сточные воды. В каждом травильном отделение существует 2 вида сточных вод: концентрированные и разбавленные. Разбавленные являются промывными водами.

глобальным экологическим катастрофам.

Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см3, то на глубине близко 400 км - 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) - 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км —4800, а в центре земного ядра — 6900 К.

Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на границе земной коры и верхней мантии (глубины 100—150 км) залегает толща смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100—150 км) называется астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и т.п.), в частности - зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в металлической фазе, но относительно его вещественного состава единоого мнения на сегодня нет.

35.Градостроительные методы борьбы с шумами.

Меры борьбы с шумом

Для защиты от шума могут применяться следующие основные методы:

1) технические устранение причин шумообразования или ослабление его в источнике возникновения;

2) планировочные снижение уровня шума по пути его распространения;

3) организационные или административные.

Наиболее радикальны технические меры, которые направлены на источники шума. Однако эффективность мероприятий по снижению шума эксплуатируемых машин, механизмов и оборудования довольно мала. Снижения или устранения шума в источнике следует добиваться прежде всего в процессе проектирования.

Уменьшение уровней шумов, проникающих в помещения от внутренних источников, должно обеспечиваться рациональной планировкой помещения, соблюдением мероприятий по звукоизоляции ограждающих конструкций (стен, потолка и пола), санитарно-технического и инженерного оборудования зданий.

Защита территории жилой застройки от внешних шумов должна осуществляться рациональными градостроительными средствами. В этом случае средствами защиты от городских шумов являются расстояние и применение экранирующих средств.

Организационные меры направлены на предотвращение или регулирование во времени эксплуатации тех или иных источников шума. Работы по уборке улиц, дворов, тротуаров от мусора и снега должны начинаться не ранее 7 часов утра и заканчиваться не позднее 23 часов.

Большое значение имеют административные меры. К ним относятся ограничение звуковых сигналов уличного транспорта, упорядочение движения грузовых и легковых машин на определенных улицах, ограничение шума громкоговорителей, расположенных на улицах и площадях и т. д.