- •Одеська національна академія харчових технологій
- •6.Будова біосфери
- •7.Екосистеми
- •Питання для самоконтролю:
- •Популяційні закони
- •Екологічні піраміди:
- •Ефект впливу екологічних факторів
- •Питання для самоконтролю
- •2. Екологічна криза
- •Тема 4. Екологічні проблеми
- •Відносний вплив парникових газів на парниковий ефект
- •Динаміка накопичення вуглекислого газу у атмосфері
- •Викиди вуглекислого газу у Євразійських країнах
- •3.2 Руйнування озонового шару
- •Хімізм руйнування озонового шару
- •3.3 Утворення кислотних опадів Оксиди Сульфуру та Нітрогену – основні причини виникнення кислотних опадів
- •4 Смоги
- •Літній смог (фотохімічний, каліфорнійський або Лос-Анжелеський)
- •Зимовий смог (Лондонський)
- •5 Методи та засоби очищення викидів в атмосферу
- •Організаційно-економічні заходи щодо забезпечення охорони та використання атмосферного повітря
- •Тема 5. Екологічні проблеми та захист гідросфери План
- •Малий та великий кругообіги води в природі
- •Типи забруднення поверхневих і підземних вод
- •Причини виснаження малих річок:
- •Способи очищення стічних вод
- •Питання для самоконтролю:
- •Тема 6. Екологічні проблеми та захист літосфери План
- •Будова літосфери
- •Значення літосфери
- •2. Основні джерела забруднення літосфери Джерела забруднення літосфери
- •3.Наслідки забруднення літосфери
- •Засоби захисту літосфери
- •Основні засоби захисту літосфери
- •Розподіл водних ресурсів на Землі
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 8. Екологія харчових продуктів. План лекції
- •Узагальнена класифікація небезпечних речовин харчових продуктів
- •Речовини, що потрапляють з навколишнього
- •2. Міжнародний і Державний контроль безпеки харчових продуктів
- •Міжнародна організація з стандартизації
- •3. Заходи щодо зменшення концентрації небезпечних речовин у продуктах харчування
- •Узагальнена схема зниження вмісту шкідливих речовин у харчових продуктах
- •Тема 9. Еколого-економічні проблеми апк
- •Основи економіки природокористування
- •200 Років тому почався індустріальний період розвитку суспільства.
- •6.Характеристика сучасних екологічних проблем
- •Тема 10. Екологічний менеджмент і аудит План
- •1. Державний екологічний менеджмент
- •3.Екологічний аудит
- •Тема 11. Екологічний туризм
- •1. Поняття та історія екотуризму.
- •2. Екотуризм в Україні.
- •Визначення терміну «Екотуризм»
- •Питання для самоконтролю
- •Пилоосаджувачі
- •Порожнистий форсунковий скрубер.
- •2. Методи і споруди очищення промислових стічних вод.
- •Класифікація
- •3. Шляхи захисту літосфери від забруднення.
- •Плюси і мінуси різних способів утилізації. Утилізація відходів: складування Переваги
- •Недоліки
- •Утилізація відходів: захоронення Переваги
- •Недоліки
- •Утилізація відходів: зливання водойми Переваги
- •Недоліки
- •Утилізація відходів: спалювання Переваги
- •Недоліки
- •Утилізація відходів: переробка
- •Питання для самоконтролю
- •Рекомендована література
6.Будова біосфери
Верхня границя - озоновий шар
20000
Еверест (8848 м. ) Стратосфера
10000
Тропосфера
грунт
-3000 Літосфера
Гідросфера
-10000 Маріанська ущелина(10830 м.)
Нижня границя
7.Екосистеми
Діалектика взаємодії суспільства та природи має історичний характер і полягає в тому, що людство — складова частина природи, водночас протистоїть їй як перетворювальна сила.
На ранній стадії розвитку людства люди перебували з навколишнім середовищем у стані безпосередньої та тісної єдності. Займаючись збиранням і полюванням, первісна людина створювала недовговічні невеликі поселення, перекочовуючи з місця на місце в пошуках ділянок з більш багатою рослинністю й іншою їжею. У цей час вплив людини на навколишню природу був незначним. Рівень розвитку продуктивних сил був настільки низьким, що істотного тиску на природне середовище не відбувалося, її саморегулювання здійснювалося порівняно легко.
Ученими доведено, що в недоторканих людиною природних комплексах продуктивність вища, ніж у екосистемах, штучно ними створених. Проте саме руйнівний вплив людини на навколишнє середовище стимулював розвиток цивілізації: у пошуках нових ресурсів людство поступово переходило від господарства, що привласнює, до такого, що виробляє. Але створене примітивними засобами нове природне середовище надзвичайно тендітне, швидко виснажує грунт і нежиттєздатне у звичайних умовах.
Екологічна рівновага — це динамічний стан природного середовища, при якому можна забезпечити саморегуляцію та відтворення всіх його компонентів: атмосферного повітря, водних ресурсів, ґрунтового покриву, рослинного та тваринного світу.
Екосистеми мають певний обсяг міцності та стійкості до зовнішнього (техногенного) впливу. Вони в змозі переробити певний об'єм забрудників чи відновити популяцію, але тільки за умови, що не порушена екологічна рівновага. Приклад його порушення — катастрофічні паводки та повені в Закарпатті. До 90-х років XX ст. Україна потреби в деревині на 25 % задовольняла за рахунок власних лісів Полісся та Карпат, а 75 % ввозила із Західного та Східного Сибіру Росії. Після проголошення незалежності за деревину потрібно було платити валютою, якої в України в достатній кількості не було. Тоді почалися нераціональні вирубки лісів у Карпатах. До цього ліси покривали схили гір, створювали тінь навесні, тому сніг танув повільно. Ліси всмоктували та акумулювали вологу під час літніх дощів, і річки не переповнювалися водою під час паводків. Нині сніг тане швидко, зливові опади не затримуються на схилах і потоками стікають у гірські ріки, що не мають великої заплави й не спроможні вмістити великий обсяг води. Це призводить до різкого підняття рівня води та затоплення таких територій, які сторіччями раніше ніколи не потрапляли в зону затоплення, їх люди обирали для будівництва житла.
Екологічна місткість території — це максимально можлива в конкретних умовах певного району біологічна продуктивність усіх його біоценозів.
Будь-яке природне середовище (лісовий масив, галявина, акваріум) у змозі «прогодувати» та «дати притулок» тільки обмеженій кількості мешканців. Якщо їх виявиться більше, то порушиться екологічна місткість середовища.
Погіршання екологічної ситуації стало особливо помітним з 60-х років XX ст. Саме тоді почали з'являтися повідомлення про наслідки застосування ДДТ та інших пестицидів, різке збільшення викидів в атмосферу й гідросферу не засвоюваних природою антропогенних відходів, про дефіцит матеріальних та енергетичних ресурсів.
Нині у людства дві найважливіші проблеми: ймовірність атомної війни та екологічні катастрофи. Порівняння не випадкове: антропогенний пресинг на природне середовище загрожує тим самим, що і застосування ядерної зброї, — знищенням життя на Землі.
Механізми адаптації природних систем і самої людини до швидких антропогенно зумовлених змін природного середовища перестають спрацьовувати, внаслідок чого природні екосистем і деградують, і це негативно позначається на людині.
У різні історичні часи загострювалися суперечності між людиною і природою, що призводило до екологічних криз. Проте це були локальні та регіональні кризи. Стародавні мисливці могли, винищивши тварин, перейти на інше місце; давні хлібороби і скотарі могли освоїти нові землі, якщо грунт виснажувався чи кормів ставало менше. Особливістю нашого часу є інтенсивний та всебічний вплив людини на навколишнє середовище, що супроводжується глобальними негативними наслідками. Суперечності між людиною і природою здатні загострюватися через те, що немає межі зростання матеріальних потреб людини, тоді як здатність природного середовища задовольнити їх — обмежена. В сучасній цивілізації діє хижацька мораль «суспільства споживання».
Екологія розглядає взаємодію живих організмів і неживої природи. Ця взаємодія, по-перше, відбувається в межах певної системи (екологічної системи, екосистеми) і, по-друге, вона не хаотична, а певним чином організована, підвладна законам.
Екосистемою називають сукупність підсистем і елементів, які взаємодіють один з одним і з навколишнім середовищем за допомогою обміну речовиною, енергією та інформацією таким чином, що ця єдина система зберігає стійкість протягом тривалого часу.
Таким чином, для природної екосистеми характерні три ознаки:
екосистема обов'язково являє собою сукупність живих і неживих компонентів;
у межах екосистеми здійснюється повний цикл, починаючи зі створення органічної речовини та закінчуючи її розкладанням на неорганічні складові;
екосистема зберігає стійкість протягом деякого часу, що забезпечується певною структурою біотичних та абіотичних компонентів.
За масштабами екосистеми поділяють на такі:
макроекосистеми: окремі материки, океани;
мезоекосистеми: гірські масиви (Карпати, Альпи, Тибетське нагір'я), рівнини (Полісся, Причорномор'я), моря (Чорне, Балтійське, Червоне), басейни річок (Дніпра, Дунаю, Амазонки);
мікроекосистеми: пеньок, що гниє, калюжа, акваріум, ставок, лісова галявина.
Природні екосистеми мають своєрідну стабільність у часі та просторі. Це результат постійних трофічних зв'язків, збалансованих потоків речовини та енергії між організмами й навколишнім середовищем. Здатність екосистем протистояти змінам середовища і зберігати стан рівноваги називають гомеостазом.
Підтримання екологічного гомеостазу ускладнюється тим, що він має бути динамічним, тому що потреби організмів і навколишнє середовище безупинно розвиваються, отже, змінюються взаємини організмів із середовищем. Завдяки добору видів біоценоз пристосовується до умов існування та сам змінює ці умови на свою користь, забезпечуючи їх відносну стабільність. Екосистеми згодом піддаються повільним послідовним змінам під впливом природних чи антропогенних факторів, унаслідок чого біоценози змінюються. Цей процес називають сукцесією.
Чим більша за розміром екосистема, тим більш розмаїтою вона є і тим сильніше може протистояти зовнішньому (антропогенному чи техногенному) впливу.
Простіші екосистеми входять у більш складно організовані. Таким чином, природу варто розглядати як системне ціле, що складається з вкладених одна в одну екосистем, вищою з який є унікальна глобальна екосистема — біосфера. У її межах відбувається обмін енергією та речовиною між усіма живими та неживими складовими в масштабах планети. За В.І Вернадським, життя — це поглинання, накопичення та витрати енергії. Біомаса є згустком цієї енергії.
Катастрофа, що загрожує усьому людству, полягає в тому, що порушено одну з ознак, якими має володіти екосистема: біосфера як екосистема діяльністю людини виведена зі стану рівноваги.
Екосистема є найважливішою структурною одиницею устрою навколишнього світу. Основою екосистеми є жива речовина, яка характеризується біотичною структурою і середовищем проживання й зумовлена сукупністю екологічних факторів.
Екосистема ґрунтується на єдності живої та неживої речовин. Суть цієї єдності полягає ось у чому. З елементів неживої природи, переважно з молекул 02 і Н20, під впливом енергії Сонця синтезуються органічні речовини, що складають усе живе па планеті. Процес створення органічної речовини в природі підсувається одночасно з протилежним процесом споживання, розкладанням цієї речовини знову на вихідні неорганічні сполуки. Сукупність цих процесів відбувається в межах екосистем різних рівнів ієрархії. Щоб ці процеси були врівноваженими, природа за мільярди років створила певну структуру живої речовини системи.
Навколишнє середовище — це середовище проживання та виробничої діяльності людини. Навколишнє середовище — це світ, частково даний нам природою, частково змінений людською діяльністю.
Можна припустити, що є дві моделі навколишнього середовища: закрита (замкнута) і відкрита.
Закрита (замкнута) модель створена природою мільйони років тому і передбачає цілком безвідходне виробництво.
Відкрита модель почала існувати відтоді, як людина проголосила себе «царем природи» і почала повертати течії річок, рівняти гори, насипати терикони, забруднювати відходами навколишнє середовище. Наприклад, легковий автомобіль на 1000 км пробігу спалює стільки кисню, скільки потрібно людині для дихання протягом року; при цьому цей автомобіль здатний викинути в атмосферу до 20 кг шкідливих речовин. З вини людини виникає 97 % усіх лісових пожеж. Після відвідування людиною природних ландшафтів згарище не заросте травою протягом 5-7 років, кинутий в лісі папір буде розкладатися від 2 до 5 років, консервна банка — понад 90 років, целофановий пакет — понад 200 років, скло — понад 1000 років.
Неживу та живу природу, що оточує рослини, тварин і людину, називають середовищем проживання, а безліч окремих компонентів середовища, що впливають на організми, — екологічними факторами.
За природою походження розрізняють абіотичні, біотичні та антропогенні фактори.
Абіотичні фактори це властивості неживої природи, що прямо чи опосередковано впливають на живі організми. Найістотніші абіотичні фактори кліматичні, едафічні (ґрунтові), орографічні (рельєф).
Найважливіші з кліматичних факторів енергія Сонця, освітленість земної поверхні, температура та вологість повітря, опади, газовий склад атмосфери, вітер, атмосферний тиск.
Ґрунтові (едафічні) фактори не тільки впливають на живі організми, а й слугують середовищем проживання для багатьох мікроорганізмів, рослин і тварин. Ґрунтові організми й самі створюють своє середовище. Едафічні фактори пов'язані з функціонуванням ґрунтового покриву.
Ґрунти як геомембрана регулюють взаємодію атмосфери, літосфери, гідросфери та біосфери. Вони пропускають чи затримують різні потоки речовини й енергії, що надходять з надр Землі на сушу через гідросферу, з космосу через атмосферу. У ґрунтах акумулюються хімічні елементи, потрібні для рослин. Завдяки родючості, тобто здатності задовольняти потреби рослин у харчових елементах, волозі та повітрі, ґрунти забезпечують постійне відтворення нескінченних поколінь живих організмів у ланцюзі: зелені рослини — тварини - людина — мікроорганізми.
В екологічному відношенні особливий інтерес становлять властивості ґрунтів, які спричинюють вплив на життя організмів, — потужність і гранулометричний склад, вологість і температура грунтів, хімічний склад гумусу, повітряний і сольовий режими, забезпеченість харчовими елементами тощо.
Орографічні фактори відіграють найважливішу роль у перерозподілі опадів на різних елементах рельєфу. На рівних територіях вододілів формуються зональні типові ґрунти, а в пониззях, завдяки додатковому припливу води, — гідроморфні; на підвищеннях і схилах опади стікають, спричинюючи ерозію. Від експозиції схилів залежить тепловий режим ґрунтів, — північні схили одержують значно менше тепла, ніж південні. Відповідно до розподілу вологи та тепла розвиваються певні екосистеми зі своєрідними співтовариствами мікроорганізмів, рослин і тварин.
Біотичні фактори — це усі форми впливу живих організмів один на одного. Життя виникло і розвивається як біохімічний колообіг речовин, що здійснюється через безліч організмів, рослин, тварин і мікроорганізмів різних видів.
Усі живі організми існують у формі популяцій. Популяція — це сукупність вільно і випадково перехресних особин певного виду, що займають спільну територію. Ці види мають подібну спадкоємну природу, обмінюються генетичною інформацією.
На динаміку популяцій істотно впливають люди, особливо через забруднення навколишнього середовища.
Структура популяцій, коливання їх чисельності залежать від особливостей популяції, режиму факторів середовища, тобто визначаються екологічною нішею — сукупністю усіх вимог організмів до факторів навколишнього середовища і місцевості, де ці вимоги задовольняються.
Серед біотичних факторів розрізняють зоогенні (вплив тварин), фітогенні (вплив рослин), і мікрогенні (вплив мікроорганізмів ).
Раніше до біотичних факторів зараховували і вплив людини на живі організми, нині виокремлюють особливу категорію факторів, породжуваних людиною.
Антропогенні фактори — це усі форми діяльності людського суспільства, що призводять до зміни природи як середовища проживання та безпосередньо позначаються на їхньому житті.
До хімічних антропогенних факторів належать викиди в повітря оксиду карбону (II) і (IV), оксиду сульфуру (IV), фреонів, важких металів, вуглеводнів та інших речовин, що надходять від промисловості, транспорту, теплоенергетики; скиди стічних вод промисловими підприємствами, комунально-побутовим і сільським господарством у водні басейни; забруднення ґрунтів різними важкими металами та радіонуклідами, які потрапляють у води й сільськогосподарські рослини, а по харчовому ланцюжку — в організми тварин і людини.
Багато видів діяльності людей вносять в екосистеми істотні зміни. Застосування гербіцидів для знищення бур'янів призводить до загибелі не тільки бур'янів, а й комах. Вирубка лісів, оранка цілинного степу знищують екосистеми. Ерозія, засолення ґрунтів, гірничий видобуток, урбанізація переривають біологічний кругообіг речовин на великих територіях, знижують загальну біомасу.
Втручання людини в природні процеси змінює:
склад біосфери, кругообіг і баланс її компонентів у зв'язку з викидами в атмосферу, скидами у воду різних речовин, створенням відвалів;
структуру земної поверхні через вирубку лісів, оранку, меліорацію, затоплення і т. ін.;
— рослинний та тваринний світ (створення нових сортів рослин і порід тварин, переміщення їх на нові території).
Господарська діяльність призвела до виникнення аномалій:
глобальних, що охоплюють велику частину Землі чи й усю планету (накопичення СO2 внаслідок спалювання газу, нафти, вугілля);
регіональних, характерних для провінцій, природних зон, компонентів (повсюдне застосування добрив);
локальних — у сфері дії заводів, рудників.
Аномалії можуть бути корисними, нейтральними і шкідливими. Корисні аномалії сприяють поліпшенню умов життя рослин, тварин, людини, наприклад вапнування кислих ґрунтів, внесення добрив, а шкідливі погіршують умови їхнього існування. Нейтральні аномалії не впливають на навколишнє середовище.
Таким чином, кожний живий організм зазнає впливу від неживої природи, організмів інших видів, зокрема й людини, та, у свою чергу, впливає на кожну із цих складових,
Незважаючи на розмаїття екологічних факторів і різну природу їхнього походження, існують деякі загальні правила та закономірності їхнього впливу на живі організми.
Для життя організмів необхідна певна сукупність умов. Якщо всі умови середовища проживання сприятливі, за винятком одного, то саме ця умова стає вирішальною для життя відповідного організму. Вона обмежує (лімітує) розвиток організму, тому називається обмежувальним фактором.
В екосистемі живі організми безупинно обмінюються енергією, речовиною та інформацією один з одним і з навколишнім середовищем.
Розглянемо спочатку процес обміну енергією. Життя в екосистемі підтримується завдяки проходженню через живу речовину енергії, переданої від одного трофічного рівня до наступного. При цьому відбувається постійне перетворення енергії одних форм на інші. Крім того, під час перетворення енергії частина її втрачається у вигляді тепла.
Природні екосистеми існують за рахунок сонячної енергії, яка не забруднює середовище і кількість якої надмірна та відносно постійна.
Перенесення енергії і речовини через угруповання живих організмів у екосистемі відбувається по харчовому ланцюгу. Усі види живого в екосистемі за виконанням ними функцій у цьому ланцюзі поділяються на продуцентів, консументів, детритофагів і редуцентів — це біотична структура угруповання. Співвідношення кількості живих організмів між трофічними рівнями відображає трофічну структуру угруповання, що визначає швидкість проходження енергії та речовини через нього, тобто продуктивність екосистеми.
Природні екосистеми завдяки своїй біотичній структурі підтримують стійкий стан, незалежно від виснаження ресурсів та забруднення власними відходами. Ресурси поповнюються завдяки кругообігу всіх елементів.
Таким чином, екосистема підприємства буде збалансованою, якщо:
— її розглядати як частину більшої екосистеми: природоохоронної, корпоративної (регіональної);
вона розвивається з урахуванням сукупної взаємодії зовнішніх і внутрішніх факторів;
враховуватимуть загальнодержавні природоохоронні інтереси;
враховуватиметься внутрішня динамічна рівновага технологічних, господарських та еколого - економічних факторів;
вона функціонуватиме у правовому полі світових, загальнодержавних і регіональних екологічних стандартів;
надійно функціонуватиме система екологічного менеджменту;
у загальній системі навчання персоналу підприємства діятиме підсистема екологічної освіти, підвищення екологічної кваліфікації.