- •1.2. Завдання екології
- •1.3. Людське суспільство та середовище його існування
- •1.3.1. Поняття про середовище існування
- •1.3.2. Уявлення давніх українців про природу
- •1.3.3. Еволюція взаємовідносин людини й природного середовища
- •1.4. Структура природного середовища
- •1.4.1. Географічна оболонка
- •1.4.2. Атмосфера
- •1.4.3. Літосфера
- •1.4.4. Гідросфера
- •1.4.5. Природні ресурси
- •1.5. Поняття про біосферу
- •1.5.1. Коло життя
- •1.5.2. Роль в.І. Вернадського у вивченні біосфери та ноосфери
- •1.5.3. Загальні властивості біосфери
- •1.5.4. Кругообіг речовин у біосфері
- •1.5.5. Трансформація енергії у біосфері
- •1.6. Екосистеми та їх місце в організації біосфери
- •1.6.1. Рівні організації органічного світу
- •1.6.2. Поняття про екосистеми
- •1.6.3. Ланцюги живлення та піраміди мас, чисел і енергії
- •1.6.4. Класифікація екосистем
- •1.6.5. Основні екосистеми світу
- •1.7. Екологія популяцій
- •1.7.1. Ознаки популяцій
- •1.7.2. Етологічна структура популяцій
- •1.7.3. Популяційні аспекти розвитку людства
- •1.8. Екологічні фактори та їхній вплив на життєдіяльність організмів
- •1.8.1. Поняття про екологічні фактори
- •1.8.2. Класифікація екологічних факторів
- •1.9. Основні екологічні закони
- •2. Вплив діяльності людини на довкілля
- •2.1. Демографічні проблеми і можливості біосфери
- •2.1.1. Демографічні проблеми України
- •2.1.2. Урбанізація та її негативні наслідки
- •2.2. Основні джерела антропогенного забруднення довкілля
- •2.2.1. Радіоактивне забруднення
- •2.2.2. Шумове забруднення
- •2.2.3. Електромагнітне забруднення
- •2.2.4. Основні методи визначення забруднень
- •2.3. Соціоекологічні проблеми літосфери
- •2.3.1. Вплив діяльності людського суспільства на геологічне середовище
- •2.3.2. Ґрунт — важливий компонент біосфери
- •2.3.4. Сучасний стан ґрунтів України та шляхи його поліпшення
- •2.4.2. Сталий розвиток і вода
- •2.4.3. Джерела забруднення гідросфери
- •2.4.4. Антропогенний вплив на води Світового океану
- •2.4.5. Забруднення природних вод України
- •2.5.2. Стан повітряного середовища України
- •2.6. Правові та міжнародні аспекти охорони природи
- •2.6.1. Міжнародні природні ресурси та співробітництво в галузі охорони навколишнього природного середовища
- •2.6.1.1. Міжнародні природні ресурси
- •2.6.1.2. Міжнародне співробітництво в галузі охорони природи
- •3. Охорона навколишнього природного середовища
- •3.1. Контроль і моніторинг природного середовища в Україні
- •3.1.1. Стан навколишнього природного середовища в Україні
- •3.1.2. Правові аспекти охорони навколишнього природного середовища
- •3.1.3. Організація служб охорони навколишнього природного середовища
- •3.2. Види забруднення навколишнього природного середовища та напрямки його охорони
- •3.3 Природоохоронна діяльність підприємств
- •3.3.1. Інженерно-екологічна експертиза проектів підприємств
- •3.3.2. Екологічна паспортизація підприємств
- •3.4. Економічні аспекти охорони навколишнього природного середовища
- •3.4.1. Методи управління природоохоронною діяльністю
- •3.4.2. Економічний механізм охорони навколишнього природного середовища
- •3.4.3. Еколого-економічні показники оцінки виробничих процесів
- •3.4.4. Визначення збитків, що завдаються навколишньому середовищу господарською діяльністю промислових підприємств
- •3.4.5. Ефективність заходів з охорони навколишнього природного середовища
- •3.5. Оцінка забруднення земель та ґрунтів
- •3.5.1. Загальні положення
- •3.6. Раціональне використання та охорона водних ресурсів
- •3.6.1. Загальні положення
- •3.6.2. Водокористування та водоспоживання
- •3.6.3. Джерела забруднення води
- •3.6.4. Контроль якості води
- •3.6.5. Умови скидання стічних вод в каналізацію та водоймища
- •3.6.6. Способи очищення стічних вод
- •3.7. Визначення антропогенного впливу на повітряне середовище
- •3.7.1. Вплив промислових викидів в атмосферу на здоров'я людей, рослинний та тваринний світ, ґрунт та водоймища
- •3.7.2. Визначення ступеня забрудненості атмосфери
- •3.7.3. Визначення категорії небезпечності підприємств залежно від маси, виду та складу забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу
- •3.7.4. Розрахунок викидів шкідливих речовин автомобільним транспортом
- •3.7.4.1. Розрахунок аерозольного виносу електроліту з акумуляторів
- •3.7.5. Розрахунок гранично допустимих викидів для одиночного джерела або близько розташованих одиночних джерел
- •3.7.6.1. Нагріті газоповітряні суміші
- •3.7.6.4. Максимальні приземні концентрації для близько розташованих точкових джерел з рівними висотами, діаметрами устів, швидкостями виходу та перегріванням газоповітряної суміші
- •3.7.6.5. Максимальна концентрація для аераційного ліхтаря
- •3.7.6.6. Визначення гдв та тпв для окремого джерела
- •8.7.6.7. Визначення максимальної концентрації суміші при викиді через багатоствольну трубу
- •3.7.8.2. Зниження забруднення атмосфери вихлопними газами від двигунів внутрішнього згоряння
1.5.3. Загальні властивості біосфери
Все живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують Землю. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів. Велике значення мають організми також для формування літосфери - - більшість порід, і не лише осадових, а й таких, як граніти, так чи інакше пов'язані своїм походженням з біосферою. Мінеральна інертна речовина переробляється живими організмами, перетворюється в якісно нову. Живі організми не лише пристосовуються до умов зовнішнього середовища, а й активно їх змінюють. Таким чином, жива та нежива речовини на Землі становлять гармонійне ціле.
Можна без перебільшення твердити, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери, цілком перебуває під впливом життя, тобто визначається живими організмами. Незаперечно енергія, що надає біосфері її звичайного вигляду, має космічне походження, її випромінює Сонце у формі променистої енергії. Але саме живі організми, тобто сукупність життя, перетворюють цю космічну променисту енергію у земну, хімічну, і формують нескінченну різноманітність нашого світу. Це живі організми, які своїм диханням, своїм живленням, своїм метаболізмом, своєю смертю і своїм розмноженням, постійним використанням своєї речовини, триваючою сотні мільйонів років безперервною зміною поколінь, породжують одне з най грандіозніших планетарних явищ, що не існує ніде, крім біосфери.
Одним з виявів біологічної активності організмів є швидкість їх розмноження. Одноклітинна водорість діатомея теоретично здатна за вісім днів утворити масу живої матерії, що дорівнює земній, а протягом наступного дня подвоїти її.
Згідно з сучасними оцінками, суха маса живої речовини на Землі становить 2—3 трильйони тонн. Це порівняно з основними сферами Землі дуже мала величина. Жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю, зокрема, дуже швидким кругообігом речовин. Вся жива речовина біосфери оновлюється в середньому за вісім років. Життєдіяльність тварин, рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем, внаслідок чого всі хімічні елементи земної кори, атмосфери й гідросфери багаторазово входять до складу тих чи інших організмів.
Живі організми відіграють величезну роль в акумуляції сонячної енергії. Наприклад, поклади кам'яного вугілля — це не що інше, як сонячна енергія, накопичена зеленими рослинами минулих геологічних епох. Так само можна визначити й природу багатьох мінералів, зокрема вуглекислого кальцію, який утворює величезні маси вапняків і майже на 100 % має біогенне походження. Важливу роль живі організми відіграють у накопиченні багатьох металів, таких, як залізо, мідь, марганець. Велике значення для біосфери й господарської діяльності людини має кругообіг азоту, сірки, фосфору та інших елементів.
Жива речовина значно прискорила й змінила кругообіги у біосфері різних речовин — води, кисню, азоту, вуглекислого газу тощо.
1.5.4. Кругообіг речовин у біосфері
Утворення живої речовини та її розклад — це дві сторони єдиного процесу, який називається біологічним кругообігом хімічних елементів. Життя — це кругообіг елементів між організмами і середовищем.
Причина кругообігу — обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів. Біологічний кругообіг — це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері. У зв'язку з цим біосферу визначають як частину Землі, де протікають три основних процеси: кругообіг вуглецю, азоту, сірки, в яких беруть участь п'ять елементів (Н, 02, С, г4, Б), що рухаються через атмосферу, гідросферу, літосферу. У природі кругообіг здійснюють не речовини, а хімічні елементи. Ці 5 елементів рухаються і окремо, і в таких сполуках як вода, нітрати, двоокис вуглецю, двоокис сірки.
Кругообіг вуглецю.У біосфері вуглецю понад 12000 млрд т. Це пояснюється тим, що сполуки вуглецю безперервно виникають, змінюються і розкладаються. Кругообіг вуглецю відбувається фактично між живою речовиною та двоокисом вуглецю. У процесі фотосинтезу, здійснюваного рослинами, двоокисом вуглецю вуглекислий газ і вода за допомогою енергії сонячного світла перетворюються на різні органічні сполуки. Щорічно вищі рослини і водорості при фотосинтезі поглинають 200 млрд т вуглецю. Якби вуглець не повертався в атмосферу, його запас у ній (700 млрд т) швидко б вичерпався. Відмерлі рослини і тваринні організми розкладаються грибами і мікроорганізмами на С02, який теж повертається в атмосферу. Повний цикл обміну атмосферного вуглецю здійснюється за 300 років. Але частина вуглецю вилучається у вигляді торфу, нафти, вугілля, вапняку, мармуру, викопних відкладів і осадових порід.
Кругообіг кисню. Щорічно лісові масиви виробляють 55 млрд т кисню. Він використовується живими організмами для дихання і бере участь в окисних реакціях в атмосфері, літосфері й гідросфері. Циркулюючи через біосферу, кисень перетворюється то на органічну речовину, то на воду, то на молекулярний кисень. Весь кисень атмосфери кожні 2 тис. років проходить через живу речовину біосфери. За час свого існування людство безповоротно втратило близько 273 млрд т кисню. У наш час щорічно на спалювання вугілля, нафтопродуктів і газу витрачається величезна кількість кисню. Інтенсивність цього процесу збільшується щороку.
Кругообіг азоту, фосфору, сірки.Діяльність людини прискорює кругообіг цих елементів. Головна причина прискорення — використання фосфору в добривах, що призводить до еутрифікації — надудобрення. При еутрифікації відбувається бурхливе розмноження водоростей — "цвітіння" води. Це призводить до зменшення кількості розчиненого у воді кисню. Продукти обміну водоростей знищують рибу та інші організми. Сформовані екосистеми при цьому руйнуються. Індустрія і двигуни внутрішнього згоряння викидають в атмосферу щорічно багато нітратів і сульфатів. Потрапляючи на землю разом з дощами, вони засвоюються рослинами.
Кругообіг води. Вода покриває 3/4 поверхні Землі. За одну хвилину під дією сонячного тепла з поверхні водойм Землі випаровується 1 млрд т води. Після охолодження пари утворюються хмари, випадає дощ і сніг. Опади частково проникають у ґрунт. Ґрунтові води повертаються на поверхню землі через коріння рослин, джерела, насоси тощо. Діапазон швидкостей циркуляції води дуже великий: вода океанів поновлюється за 2 млн років, ґрунтова вода — за рік, річкова — за 12 діб, пара в атмосфері — за 10 діб. Двигуном кругообігу є енергія Сонця.
Щорічно для створення первинної продукції біосфери використовують при фотосинтезі 1 % води, що потрапляє у вигляді опадів. Людина тільки для побутових і промислових потреб використовує 20 мм опадів — 2,5 % загальної їх кількості за рік. Безповоротний щорічний водозабір тепер становить 5,5 куб. м. Щорічно він збільшується на 4—5 %.
А з іншого боку, живі організми пристосовуються до різного хімічного складу середовища, можуть переносити велику концентрацію тих елементів, які тут звичайно є у великих кількостях. Елементи, які рідко зустрічаються у природі і у малих концентраціях, при нагромадженні стають отруйними для живих істот.